КЛАПАН ЗОЛОТНИКОВЫЙ

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности к клапанам насосных установок, предназначенных для подъема жидкости с больших глубин.
Известен клапан погружного насоса, содержащий корпус, в котором размещен запорный орган со штоком и выполнено седло, причем запорный орган выполнен в виде плунжера с возможностью образования запорной пары с внутренней поверхностью седла (см. патент РФ №2066400, кл. F16K 15/02, 10.09.1996).
Однако данный клапан не обеспечивает требуемой надежности работы, что связано с тем, что при воздействии песка, соли и других абразивных частиц, которые налипают на сопрягаемые поверхности, образованные цилиндрическими сопрягаемыми поверхностями плунжера и цилиндра, а также опорным кольцом и торцевой поверхностью плунжера, нарушается герметичность запорной пары в результате абразивного и коррозионного воздействия указанных выше примесей, при этом возможно образование значительных гидравлических ударов, сформированной торцевыми поверхностями плунжера и опорного кольца запорной парой.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является клапан золотниковый, содержащий корпус, в котором размещен запорный орган со штоком и выполнено седло, причем запорный орган выполнен в виде золотника, образующего запорную пару с внутренней поверхностью седла за счет набора подвижных в осевом и радиальном направлении уплотнительных колец, уплотненных эластичными кольцами с круглым поперечным сечением, при этом золотник выполнен с кольцевым буртом и опорным уступом, а уплотнительные кольца размещены на золотнике между последними (см. патент РФ №69186, кл. F16K 15/02, 10.12.2007).
Недостатком известного устройства является необходимость точной подгонки размеров уплотнительных колец для размещения их между буртом и уступом золотника. При попадании механических примесей в зону конусного уплотнения вся нагрузка от столба жидкости передается через прижимную шайбу на шток, что в ряде случаев приводит к отрыву штока в резьбовой части.
Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка. Технический результат заключается в упрощении изготовления и повышении за счет этого надежности работы устройства. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что клапан золотниковый содержит корпус, внутренняя часть которого выполнена в виде цилиндра, и запорный золотник с направляющим штоком и набором уплотнительных колец, подпружиненных изнутри эластичными кольцами круглого сечения, заканчивающийся буртом с конической и плоской поверхностями, причем клапан выполнен с двумя независимыми контурами герметизации, один из которых образован конической поверхностью бурта золотника при сопряжении с выполненным в корпусе коническим буртом, а второй образован между поверхностью цилиндра и набором уплотнительных колец, которые попарно эксцентрично смещены друг от друга на 180°, а каждая последующая пара смещена относительно предыдущей на угол 360°/2n, где n - число пар уплотнительных колец, при этом со свободного торца золотника установлена шайба, поджимающая к плоской поверхности бурта золотника набор уплотнительных колец.
На чертеже изображен предлагаемый золотниковый клапан.
Клапан содержит корпус 1, внутренняя часть которого выполнена в виде цилиндра 2. В корпусе 1 размещен запорный орган 3 со штоком 4 и выполнен конический бурт 5. Запорный орган 3 выполнен в виде золотника. Золотник заканчивается кольцевым буртом 6 с конической 7 и плоской 8
поверхностями. Коническая поверхность 7 с буртом 5 корпуса образуют запорную пару первого контура герметизации.
Второй контур герметизации образован между поверхностью цилиндра 2 и набором подвижных в радиальном направлении уплотнительных колец 9. Уплотнительные кольца 9 подпружинены изнутри эластичными кольцами 10 и опираются на плоскую поверхность 8 золотника. Каждая пара уплотнительных колец смещена относительно следующей пары колец на угол 360°/2n, где n - число пар, целое число большее единицы. Эластичные кольца 6 выполнены с круглым поперечным сечением и эксцентрично попарно смещены относительно друг друга на угол 180°.
Со свободного торца золотника расположен резьбовой хвостовик 11. На него надета нажимная шайба 12, которая поджимает набор уплотнительных колец 9 к плоской поверхности 8 бурта золотника. Шайбу 12 фиксирует гайка 13 и контргайка 14. Резьбовой хвостовик 11 может быть также образован самим штоком 4, если в золотнике 3 выполнить сквозное отверстие.
Клапан работает следующим образом.
Под действием давления жидкости запорный орган 2 опускается вниз на бурт 5 корпуса и закрывает клапан. При этом, если в клапане две пары уплотнительных колец 9, то каждая пара плотно прижимается к поверхности цилиндра 2 в перпендикулярном направлении по отношению друг к другу. При воздействии на уплотнительные кольца 9 в осевом направлении посредством шайбы 12 они плотно сжимаются за счет деформации эластичных колец 10 в осевом направлении. В закрытом положении клапана кольцевой бурт золотника 3 своей конической поверхностью 7 взаимодействует с соответствующей конической поверхностью бурта 5 корпуса и обеспечивает его герметичность в статическом положении.
Настоящий клапан может быть использован в нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности и при добыче нефти и других жидких сред штанговыми погружными насосами.