Przedmiotem wynalazku jest zawór sterowany cieplnie do samoczynnej regulacji wydaitku cieczy chlodzacej gazy otrzymane przez podziemna gazyfi¬ kacje zlóz paliw stalych lub przez spalanie na miej¬ scu zlóz ropy.Przy podziemnej gazyfikacji wegla i eksploatacji zlóz ropy przez spalanie na miejscu moga wy¬ twarzac sie gazy o podwyzszonej temperaturze.Aby uniknac uszkodzenia rurowan i zapobiec, zeby ich cementowanie nie bylo uszkodzone przez wy¬ soka temperature jest konieczne zastosowanie urza¬ dzen chlodzacych dzialajacych przy dnie od¬ wiertu eksploatacyjnego.Najczesciej chlodzenia dokonuje sie przez roz¬ pylanie cieczy, na ogól wody, która odpairowuje w kontakcie z gazem. Wówczas, gldy stosuje sie tego rodzaju chlodzenie, urzadzenie musi w spo¬ sób pewny i szybki umozliwic zmiaine wydatku chlodziwa zaleznie od potrzeb. W wyniku, jesli ten wydatek jest zbyt maly istnieje ryzyko przeg¬ rzania rurowania, a jesli ten wydatek jest zbyt duzy istnieje ryzyko przenikania wody do ziemi.Opisy patentowe UB nr 3j4S6.7B2 i BE nr 847.38-3 opisuja dwa przyklady wykonania zaworów ste¬ rowanych cieplnie przeinaczonych do zmiany wy¬ datku cieczy chlodzacej.W obydwu przypadkach sterowanie zaworem jest zapewnione przez rózna rozszerzalnosc dwóch wspólsrodkowych cylindrów metalowych, których 10 15 20 30 temperatura zmienia sie pod wplywem przeplywu strumienia goracych gazów.Jednakze te urzadzenia maja dwie niedogodnosci.Otwarcie zaworu jest funkcja tylko temperatury gazu, który wchodzi do odwiertu aile nie jest fun¬ kcja jego wydatku. Jesli ten wydatek wzrasta, ilosc wtryskiwanej wody moze byc niedostateczna, jesli natomiast ten wydatek znunieijsza sie, ilosc wtryskiwanej wody moze byc nadmierna.Metalowe urzadzenie, które steruje otwarciem zaworu, jest w bezposrednim kontakcie z glazem w miejscu, w którym on jest najbairdziej goracy, i moze byc zniszczone jesli temperatura gazu be¬ dzie bardzo wyisoka.Celem wynalazku jest o|praJco|wanie ulepszonego zaiworu sterowaniego cieplnie* który usuwa te nie¬ dogodnosci i zapewnia samoczynna regluibacje wy¬ datku cieczy chlodzacej w ten sposób, zeby tem¬ peratura mieszaniny gazu i pary, która1 przeplywa ku górze poprzez odwierit, utrzymywana byla w dowolnie wybranym zakresie tem|peraltux.Aby osiagnac ten rezultat* zawór zawiera ele¬ ment reagujacy na temperature, który zgodnie z wynalazkiem, jest utworzony przez dluga, meta¬ lowa rure, umieszczona w nurze doprowadzajacej ciecz, i przez wspólosiowy trzpien z metalu o ma¬ lym wspólczynniku rozszerzalnosci cieplnej, którego górny koniec jest polaczony z czescia gócna me¬ talowej rury, a którego koniec dolny jest polaczo¬ ny z zaworem za posredriictwem demenitu maja- 116 282116 21 3 eego regulowany luz. Metalowa runa jest pokryta od wewnatrz warstwa materialu posiadajacego ma¬ ly wspólczynnik przewodnosci cieplnej i nieprze- puszczajacego wody, korzystnie bakelitu lub tef¬ lonu. Trzpien osiowy z meitaiki o malym wspól- 5 czynniku rozszerzalnosci cieplnej, jest ze stali nik¬ lowej.Element laczacy zawót i oisdowy trzpien z me¬ talu o malym wsipólezynnoiku rozszeraailnosci ciep¬ lnej, ma postac jarzma nakreconego na koniec M osiowego trzpieniay zamocowanego przez kontrna- kretke.Przedmiot wynalazku*jest uwidoczniony w przyk¬ ladzie^ wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia odwiert, w przekroju podluznym, a fig. 2 — zawór sterowany cieplnie^ który za¬ pewnia regulacje wydatku wody, w przekroju pod- luznjnm. Odwiert do wydobywania gazu jest po¬ kryty metalowa rura 1 polaczona z ziemia przez cementowanie o odpowiedniej jakosci. W srodku 20 tej rury jesjt umieszczona rura 2 o mniejszej sred¬ nicy stosowana do doprowadzania cieczy chlodza¬ cej, która jest rozdzielona u podistawy odwiertu do wydobywania gazu, przez perforowana rure 3 lub przez inne odpowiednie urzadzenie do rozpy- M lania.Urzadzenie regulacyjne wydatku cieczy chlodza¬ cej jest umieszczone na przewodzie doprowadzaja¬ cym ciecz* w wystarczajjacej odleglosci od konca ^a dolnego tego przewodu tak, ze mieszanina gazu i pary pochodzacej z cieczy chlodzacej ma- czas ujednorodnie sie przed wejiscietm do urzadzenia.Urzadzenie regulacyjne jeist utworzone przez me¬ talowa rure 4 pokryta od wewnatrz wairstwa 5 35 materialu nieprzepuszczalnego majacego maly wspólczynnik przewodnosci cieplnej, korzystnie z bakelitu lub teHonu. W osi rury jest umieszczony trzpien 6 ze stafld niklowej o malym wspólczyn¬ niku* ittzszeraalnoi^ Inwar. Trzpien 6 i rura 40 metalowa 4 sa polaczone w sposób sztywny przez urzadzenie 7 utworzone z pewnej liczby promie¬ niowych lopatek umieszczonych w poblizu górnego konca rury i.W dolnym koncu rury 4 jest umieszczony za- l5 wór utworzony przez pozdome gniazdo 8, grzybek 9 spoczywajacy na gniezdzlie za posrednictwem stozkowej powierzchni, trzpien 10 poejsuwatjacy sie w urzadzeniu prowadzacym 11 polaczonym z rura 4 za posrednictwem pewnej liczby lopatek pro- U mieniowych, i przez rozafcerzona koncówke 12.Podnoszenie zaworu Jest otrzymane przez dzia¬ lanie jarzma 13 wkreconego na koniec trzpie¬ nia 6, którego polozenie inoze byc regulowane dowolnie i którego mocowanie '' jesrt zapewnione M przez kontoiakretke 14. Cale tak utworzone urza¬ dzenie moze zapewniac samoczynna regulacje wydatku cieczy chlodzacej w dowolnie wybranym zakresie temperatur, przy czym wybór tego zakresu jest skonkretyzowany przez wybór dlugoici rury * 4 i trzpienia 6, i przez wybór luzu J, który jest zachowany miedzy koncówka 12 i jarzmem 13 podczas montazu urzadzenia.Tytulem przykladu zaklada sie, ze zada sie ut¬ rzymac temperature maksymalna gazu i pary, P która przeplywa poprzez odwiert, w granicach 200 do 250°C.Aby zrealizowac ten warunek zaklada sie ut¬ rzymanie zamknietego zaworu 9 wówczas, gdy temperatura gazu nie osiagnela 200°C, oraz przyj¬ muje sie, ze jego otwarcie, osiaga swoja wartosc maksymalna wówczas, gdy temperatura miesza¬ niny wynosi 250°C Uwzgledniajac obecnosc warstwy izolacyjnej 5 mozna przyjac, ze temperatura rury 4 pozostaje caly czas zblizona do temperatury mieszaniny gazu i pary, która przelplywa przez przestrzen pierscieniowa polaczona przez rury 1 i 4.Ponadto znajac cisnienie doprowadzonej cieczy chlodzacej, jej cieplo parowania i wydatki oraz maksymalne temperatury, które moga osiagnac gazy pochodzace z podziemnego zloza, mozna wyz¬ naczyc srednice zaworu 9 i maksymalne otwar¬ cie E, które nalezy nadac temu zaworowi tak, aby temperatura mieszaniny gazu i pary nie mogla w zadnym przypadku przekroczyc 250°C W celu obliczenia parametrów regulacyjnych urzadzenia przyjmuje sie nastepujce oznaczenia: L — dlugosc trzpienia 6 (m), J — luz montazowy miedzy koncówka 12 i jarz¬ mem 13 (m), E —< maksymalne otwarcie zaworu (m), TQ —• temperatura otoczenia podczas montazu urzadzenia (°C), T4 — srednia temperatura rury 4 (°C), T6 — srednia temperatura trzpienia 6 (°C), X4 — wspólczynnik rozszerzalnosci liniowej meta¬ lowej ruiry 4 <°C)~l, ^ — wspólczynnik rozszerzalnosci liniowej meta¬ lowego trzpienia 6 ^C)"1.Otwarcie zaworu pod wplywem róznej rozsze- Tzalnnosci rury 4 i trzpienia 6 moze byc wyratzone przez zalennosc: e=U4(T4- TQ) —U6 Zwazywszy, ze ^ jest bardzo male w stosunku do X4, zaleznosc tac: e»U/T4—-to)—J: (2) Przy zalozeniu, ze otwarcie zaworu jest równe 9 dla temperatury T4 nówned 2O0°C otrzymuje sie* IA^zOO—T0 —J=€ a jesli zalozy sie, ze otwarcie osiaga wartosc E dla T4 równego 2&0°C otrzyma sie: E=IA4«2I50—TQ^J Z powyzszych dwóch zaleznosci mozna otrzymac: E oraz 200 — T, Jesli wartosci liczbowe E, X4 i T0 wynosza od¬ powiednio E = 2 mm, X4 = 12l10-6 CC)"1, aT0 = 20°C. otrzyma sie: 2-H0-3 L= =3,33 m &0 '12 'MT*116 282 oraz J=2-10-3- 180 50 ¦7,2 10-3 m lub 7,B mm Zastrzezenia patentowe 1. Zawór sterowany cieplnie do samoczynnej re¬ gulacji wydatku cieczy chlodzacej gazy otrzymane przez podziemna gazyfikacje zlóz paliw stalych lub przez spadanie na miejscu zlóz ropy, zawierajacy element reagujacy na temperature, znamienny tym, ze element reagujacy na temperature jest utwo¬ rzony przez dluga, metalowa rure (4) umieszczona w rurze (1) doprowadzajacej cdecz, i przez wspól¬ osiowy trzpien (6) z metaiLu o malym wspólczyn¬ niku rozszerzalnosci cieplnej, którego koniec górny jest polaczony z czescia górna metalowej rury (4), 10 15 a którego koniec dolny jest polaczony z zaworem (8, 9) za posrednictwem elementu laczacego ma¬ jacego regjuilowamy luz, 2. Zawór wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze metalowa, rura (4) jest pokryta od wewnatrz war¬ stwa (5) materialu posiadajacego maly wspólczyn¬ nik przewodnosci cieplnej i nieprzepuszczajacgo wody, korzystnie bakelitu lub teflonu.B Zawór wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze trzpien osiowy (6) z metalu o malym wspólczyn¬ niku rozszerzaflmosci cieplnej, jest ze stali niklowej. 4. Zawór wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze element - lacacy zawór (8, 9) i osiowy trzpien (6) z metalu o malym wspólczynniku roztsaerzalnosci cieplnej, ma postac jarzma (13) nakreconego na koniec osiowego trzpienia (6), zamocowaego przez kcntaiakreifcke (14).116 282 FIG.2 Ul m ~m* m* jw UZGraf. Z^d Nr fi — rmm ii* egz. 'A-4 Cena 100 al PL