ШАРИКОВЫЙ КЛАПАН

Полезная модель предназначен для использования в скважинных штанговых насосах для добычи нефти или воды из скважин.
Из существующего уровня техники известен шариковый клапан для глубинных насосов (патент на изобр. RU №2126910, МПК F04B 53/10, авторы: Приземирский B.C. и др.), содержащий корпус, седло, шарик и установленное в цилиндрической расточке корпуса направляющее устройство, выполненное из проволок в виде полурамок, концы которых установлены в гнездах, выполненных на верхнем конце седла, а в цилиндрической расточке выполнена фаска, в которую уперты заплечики полурамок. Недостатком данного крана является сложность конструкции.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является шариковый клапан (учебное пособие 2-е издание, автор: Никишенко С.Л. «Нефтепромысловое оборудование», издательство «Ин-Фолио», г. Волгоград, 2008, стр. 159, рис. 4.25 (б)), содержащий шарик и седло с фаской на внутренней кромке. При закрытии вышеуказанного клапана шарик ударяется на фаску седла. Из-за ударных нагрузок на фаске седла образуются микротрещины, которые приводят к негерметичности посадки шарик - седло и к выходу из строя клапана.
Задачей полезной модели является повышение срока службы.
Указанная задача решается тем, что в шариковом клапане, содержащем шарик и седло с фаской на внутренней кромке, новым является то, что в шарике выполнена полость в форме шара, причем центр шара совпадает с центром шарика, причем в полости шарика расположен груз в форме шара и имеющий на стенке сферическую оболочку из эластичного материала.
На фигуре изображен общий вид шарикового клапана в разрезе.
Шариковый клапан (далее - клапан) содержит шарик 1 и седло 2 с фаской 3 на внутренней кромке. В шарике 1 выполнена полость 4 в форме шара. Центр шара совпадает с центром шарика 1, а в полости 4 шарика 1 расположен груз 5 в форме шара.
На стенке груза 5 имеется сферическая оболочка 6 из эластичного материала, например из резины или полиуретана.
Шариковый клапан (далее - клапан) работает следующим образом. При закрытии клапана шарик 1 движется вниз и ударяется наружной стенкой на фаску 3 седла. В первоначальный момент сила удара равна кинетическим энергиям шарика 1 и эластичной оболочки 6. В момент удара шарика 1 груз 5, двигаясь вниз, деформирует нижнею часть эластичной оболочки 6, теряя свою кинетическую энергию до нуля. Только потом его потенциальная энергия оказывает через стенку эластичной оболочки 6 давление на шарик 1. Открытие клапана происходит от силы давления жидкости (или газа), которая действует снизу на шарик 1 через отверстие 7 седла 2. При этом шарик 1 поднимается вверх над седлом 2.
В предложенном клапане сила удара на фаску седла складывается из кинетических энергий шарика и эластичной оболочки, т.к. груз при ударе не действует на шарик. Груз только деформирует стенку эластичной оболочки. Поэтому шарик ударяется на фаску седла с незначительной силой. В прототипе же шарик ударяется на фаску седла всей массой (действует полная кинетическая энергия шарика). В прототипе из-за значительных ударных нагрузок на фаске седла образуются микротрещины за короткое время, чем в предложенном клапане. Поэтому в предложенном клапане, по сравнению с прототипом, увеличивается время нахождения клапана в исправном состоянии, т.е. повышается срок его службы.
Перечень использованной информации: патент на изобр. RU №2126910, МПК F04B 53/10, авторы: Приземирский B.C. и др.; учебное пособие 2-е издание, автор: Никишенко С.Л. «Нефтепромысловое оборудование», издательство «Ин-Фолио», г. Волгоград, 2008, стр. 159, рис. 4.25 (б).