КЛАПАН БУРОВОГО НАСОСА

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к клапанам буровых насосов поршневого типа, перекачивающих чистые и абразиво-содержащие жидкости при высоких давлениях.
Известна конструкция клапана бурового насоса [Патент US №6435471, МПК F16K 1/00, опубл. 20.08.2002], состоящая из двух симметричных частей, между которыми находится уплотняющий элемент. Обе части соединены между собой посредствам сварки трением.
Недостатком данной конструкции является сложность технологического процесса соединения частей клапана между собой.
Наиболее близким техническим решением является клапан бурового насоса [Ильский А.Л., Миронов Ю.В., Чернобыльский А.Г. Расчет и конструирование бурового оборудования. Учебное пособие для вузов. - М.: Недра, 1985, с.364, рис.XI.25], состоящий из седла, тарели с направляющим штоком, уплотнения, элементов крепления и пружины. Уплотняющая поверхность коническая с углом наклона 30÷60°. Уплотнение размещено между тарелью и гайкой.
Недостатком известной конструкции является низкая ремонтопригодность клапана, значительная трудоемкость операций по сборке клапана и замене изношенного уплотнения при его ремонте. Замену изношенного уплотнения, производимую с помощью молотка и специального ключа (съемника для гайки), затрудняет рабочая жидкость, которая при работе насоса попадает в резьбовой зазор между деталями клапана. Кроме того, при прокачке абразивных промывочных растворов ресурс уплотнений по сравнению с нормативными 300÷400 часами снижается до 10 раз [Ильский А.Л., Миронов Ю.В., Чернобыльский А.Г. Расчет и конструирование бурового оборудования. Учебное пособие для вузов. - М.: Недра, 1985, с.364], увеличивая тем самым суммарные затраты времени на эти операции.
Задачей настоящего изобретения является повышение ремонтопригодности клапана при относительно простоте его конструкции.
Технический результат заключается в снижение трудоемкости операций по сборке клапана и замене изношенного уплотнения при его ремонте.
Поставленная задача достигается тем, что в клапане бурового насоса, содержащем седло, тарель с направляющим штоком, уплотнение и пружину, согласно изобретению тарель с направляющим штоком, выполненная разъемной, состоит из верхней и нижней частей, соединенных между собой посредством резьбы, при этом верхняя часть тарели с направляющим штоком выполнена в виде шток-гайки, состоящая из тарельчатой головки с цилиндрическим выступом, выполненной заодно со штоком, на который установлена пружина, а концы направляющего штока обработаны под ключ, уплотнение размещено между верхней поверхностью нижней части разъемной тарели и нижней поверхностью тарельчатой головкой шток-гайки, причем форма нижней поверхности тарельчатой головкой шток-гайки ответна к форме верхней поверхности нижней части разъемной тарели.
Изобретение поясняется чертежами, на фиг.1 изображен общий вид клапана бурового насоса, на фиг.2 представлена верхняя часть разъемной тарели с направляющим штоком, на фиг.3-нижняя часть разъемной тарели с направляющим штоком.
Клапан бурового насоса (см. фиг.1) содержит разъемную тарель с направляющим штоком, состоящую из верхней 1 и нижней 2 частей, уплотнение 3, седло 4 и пружину 5. Верхняя 1 часть разъемной тарели с направляющим штоком (см. фиг.2) выполнена в виде шток-гайки, состоящей из тарельчатой головки с цилиндрическим выступом, выполненной заодно с направляющим штоком. Форма нижней поверхности тарельчатой головки шток-гайки ответна к форме верхней поверхности нижней 2 части разъемной тарели. Форма нижней 2 части разъемной тарели с направляющим штоком (см. фиг.3) выполнена как в прототипе. Цилиндрический выступ с внешней резьбой, расположенный в центре на верхней поверхности нижней 2 части разъемной тарели, ввинчен в цилиндрический выступ тарельчатой головки шток-гайки, на направляющий шток которой установлена пружина 5. Концы направляющего штока разъемной тарели обработаны под ключ (см. фиг.2 и фиг.3). Уплотнение 3 размещено между верхней поверхностью нижней 2 части разъемной тарели и нижней поверхностью тарельчатой головкой шток-гайки, в виде которой выполнена верхняя 1 часть разъемной тарели. В центральное отверстие в седле 4 установлен нижний конец направляющего штока, выполненный заодно с нижней 2 частью разъемной тарели. В центральное отверстие крышки (на фиг.1 не показана) вставлен верхний конец направляющего штока, выполнений заодно с тарельчатой головкой шток-гайки.
Для сборки клапана необходимо сначала установить уплотнение 3 на верхнюю поверхность нижней 2 части разъемной тарели с направляющим штоком. Ввинтить цилиндрический выступ с внешней резьбой, расположенный в центре на верхней поверхности нижней 2 части разъемной тарели, в цилиндрический выступ тарельчатой головки шток-гайки, и произвести затяжку. При этом тарельчатая головка шток-гайки, форма нижней поверхности которой ответна форме верхней поверхности нижней 2 части разъемной тарели, фиксирует положение уплотнения 3. Нижний конец направляющего штока, выполненный заодно с нижней 2 частью разъемной тарели, вставить в центральное отверстие в седле 4, а верхний конец направляющего штока, выполненного заодно с тарельчатой головкой шток-гайки, установить в центральное отверстие крышки (на фиг.1 не показана). Разборка клапан производится в обратной последовательности.
Клапан бурового насоса работает следующим образом.
При ходе поршня насоса вверх за счет перепада давления разъемная тарель поднимается и пропускает жидкость в насос, а при ходе поршня вниз под действием усилия пружины 5 разъемная тарель садится на опорную поверхность седла 4 и герметизирует рабочую полость насоса. При этом верхний конец направляющего штока, выполненного заодно с тарельчатой головкой шток-гайки, центрирует клапан при его работе. Уплотнение 3, положение которого зафиксировано тарельчатой головкой шток-гайки, предотвращает попадание рабочей жидкости в камеру цилиндра при перекрытом клапане.
Таким образом, несомненным достоинством данной конструкции клапана бурового насоса поршневого типа является простота ее конструкции, облегчающая и удешевляющая операции по сборке клапана и замене изношенного уплотнения при его ремонте за счет исключения специальных приспособлений и оснастки.