КЛАПАН ПЕРЕПУСКНОЙ

Полезная модель относится к области нефтяного и химического машиностроения и может быть использована в качестве перепускного клапана для поддержания давления в устьевой фонтанной арматуре, а также для перенаправления рабочей среды по обводному участку (байпасу) в случае превышения заданного перепада давлений.
Эффективность промышленной добычи нефти определяется надежностью, простотой эксплуатации и безопасностью используемых при этом технических средств.
Известен перепускной клапан VALTEC VT.623.G, содержащий корпус, в котором размещаются седло, золотник, соединенный с подпружиненной опорой, регулируемой поворотом маховика. Герметичность между золотником и седлом обеспечивает резиновая прокладка. При активной работе клапана проявляется типичный недостаток водопроводных прокладок, их деформация и износ, проявляющийся в утечке и вибрации.
Перепускные клапаны, применяющиеся в нефтегазовой промышленности, при сходном устройстве и принципе различаются формами рабочих модулей: золотник-седло. Например, рабочий орган клапана муфты RU 71692 (поз. 8) имеет сферическую форму, клапан RU 75686 (поз. 10) - коническую, еще более сложную форму имеет золотник клапана RU 92086 (поз. 6). Простая шаровидная и сложные формы имеют общий недостаток - касание металлических поверхностей, их взаимная деформация. При сдвиге шарика в результате регулировки давления наиболее вероятны утечки через деформированные и корродированные участки. Применение в клапане RU 161380 (поз. 9) уплотнителя потребовало канавки для него на конусной поверхности с гранями, которые после деформации уплотнителя будут бить поверхность седла. Чтобы избежать этого поверхность седла не должна иметь острых граней, таких как на перепускном клапане RU 81250 (поз. 5, 7).
В качестве прототипа выбрано решение клапана RU 2544930 (поз. 10), содержащего корпус с присоединительными резьбами, седло для клапана, закрепленное неподвижно внутри корпуса, упорную втулку и шайбу с отверстиями, закрепленную в корпусе с помощью стопорного кольца. В верхней части штока клапана снаружи установлены стопорное кольцо и уплотнительные кольца из эластичного материала, расположенные по обе стороны горизонтальных отверстий штока клапана. Клапан для герметичной посадки в седло имеет эластичную манжету.
Недостатком такой конструкции является конусность форм клапана и отверстия. При рабочем давлении в скважине рабочая среда, в составе которой твердые включения породы, под углом конуса шлифует конус и смывает эластичную манжету.
При неполном открытии клапана характерная для форсунок форма отверстия подвергает его рабочий модуль ударам и деформации, особенно если рабочая среда - нефть, что приводит к повреждению поверхностей золотника и седла. Металлические поверхности имеют негативную особенность примерзать друг к другу при экстремально низкой температуре эксплуатации и при высоком содержании воды в составе рабочей жидкости
Техническая задача полезной модели - повышение надежности и безопасности.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом клапане перепускном золотник клапана выполнен в виде цилиндра, высота которого меньше диаметра. В рабочую плоскость затвора запрессовано кольцо из твердого полимера. Плоскость кольца касается седла по окружности рабочего отверстия. Морозоустойчивый материал, типа фторопласт, препятствует касанию металлических поверхностей. Плотное прилегание золотника к седлу обеспечивает шарнирное соединение с подпружиненным штоком и гасит перекосы регулировки                                                                                                                                                                                                     и пружины. Вектор давления рабочей жидкости есть нормаль к плоскости золотника, прижимает прокладку в ее паз.
Таким образом, рабочие характеристики и надежность клапана повышаются.
На чертеже показан клапан перепускной в корпусе переводника устьевой арматуры. В переводник 1 ввинчен цилиндрический корпус клапана 2. Со стороны рабочего отверстия 3 прижат пружиной 4 золотник в виде цилиндра 5, шарнирно соединен с подпружиненным штоком 6. В рабочую поверхность золотника запрессовано фторопластовое кольцо 7, поверхность которого прижата к седлу 8. Рабочий ход клапана регулируется вращением шпинделя 9. Шайбы 10 обеспечивают герметичность, стопорное кольцо 11 удерживает конструкцию в корпусе 2. Под давлением потока золотник 5 открывается, шток 6 перемещается в пазу 12. Излишек рабочего давления сбрасывается через выходное отверстие 13 наружу или по обводному участку (байпасу) в случае превышения заданного перепада давлений.