RU2511797C1 - Safety valve - Google Patents

Safety valve Download PDF

Info

Publication number
RU2511797C1
RU2511797C1 RU2012157364/06A RU2012157364A RU2511797C1 RU 2511797 C1 RU2511797 C1 RU 2511797C1 RU 2012157364/06 A RU2012157364/06 A RU 2012157364/06A RU 2012157364 A RU2012157364 A RU 2012157364A RU 2511797 C1 RU2511797 C1 RU 2511797C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
calibrated
safety valve
locking
channel
Prior art date
Application number
RU2012157364/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Викторович Волохин
Али Вейсович Алиев
Виктор Аркадьевич Волохин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" (ФГБОУ ВПО "ИжГТУ имени М.Т.Калашникова)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" (ФГБОУ ВПО "ИжГТУ имени М.Т.Калашникова) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" (ФГБОУ ВПО "ИжГТУ имени М.Т.Калашникова)
Priority to RU2012157364/06A priority Critical patent/RU2511797C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2511797C1 publication Critical patent/RU2511797C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Safety Valves (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: safety valve comprises a body with inlet and outlet nozzles, in the cavity of which there is a seat. The specified seat is covered with a stop element, loaded with a return spring. A calibrated spring-loaded rod is installed perpendicularly to displacement of a stop element. The cut element contacts with a calibrated rod. The stop element is made with a through bent channel. The inlet of the channel is matched with the inlet nozzle. The outlet of the channel is matched with the end of the calibrated rod. The cutting element is installed on the stop element.
EFFECT: high reliability of simple design of a proposed valve, providing for its automatic operation.
5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для защиты гидросистем от повышения давления сверх допустимого, в частности для предохранения буровых насосов от возможных аварий из-за внезапного повышения давления.The invention relates to pipe fittings and is intended to protect hydraulic systems from higher pressure than acceptable, in particular to protect mud pumps from possible accidents due to a sudden increase in pressure.

Известен предохранительный клапан (пат. SU 573657, публ. 1977 г.), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в полости которого размещено седло, перекрываемое запорным органом, воздействующим на тарированный стержень через срезающий шток, нагруженный пружиной.Known safety valve (US Pat. SU 573657, publ. 1977), comprising a housing with inlet and outlet nozzles, in the cavity of which is located a seat overlapped by a locking member acting on the calibrated rod through a shear rod loaded with a spring.

Недостатком клапана является низкая надежность, обусловленная сложностью замены тарированного стержня, разрушением стенок корпуса при перекачивании агрессивных сред.The disadvantage of the valve is its low reliability, due to the difficulty of replacing a calibrated rod, the destruction of the walls of the body when pumping aggressive media.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является предохранительный клапан по патенту JP 10205630, публ. 1998 г. Известный клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками. В полости корпуса размещено седло, перекрываемое запорным органом, нагруженным пружиной возврата. Перпендикулярно перемещению запорного органа расположен подпружиненный тарированный стержень. Запорный орган воздействует на тарированный стержень через срезающий шток, проходящий через пружину возврата запорного органа. Для герметизации входной и выходной полостей в корпусе установлены уплотнения.The closest technical solution to the claimed invention is a safety valve according to patent JP 10205630, publ. 1998, The known valve comprises a housing with inlet and outlet nozzles. A saddle is placed in the body cavity, which is overlapped by a locking member loaded with a return spring. Perpendicular to the movement of the locking element is a spring-loaded calibrated rod. The locking element acts on the calibrated rod through a cutting rod passing through the return spring of the locking element. To seal the inlet and outlet cavities, seals are installed in the housing.

В известном клапане реализована автоматическая подача тарированного стержня, но не предусмотрена автоматическая утилизация срезанных частей тарированного стержня.In the known valve, automatic feeding of the calibrated rod is implemented, but automatic disposal of cut off parts of the calibrated rod is not provided.

Недостатками клапана являются низкая надежность из-за быстрого износа герметизирующих уплотнений и стенок корпуса, подвергающихся ударному и химическому воздействию перекачиваемой среды, и сложности ремонта.The disadvantages of the valve are low reliability due to the rapid wear of the sealing seals and body walls exposed to shock and chemical effects of the pumped medium, and the complexity of the repair.

Изобретение направлено на повышении надежности предохранительного клапана.The invention is aimed at improving the reliability of the safety valve.

Предохранительный клапан согласно изобретению содержит корпус с входным и выходным патрубками, в полости которого размещены седло, перекрываемое запорным органом, нагруженным пружиной возврата, тарированный подпружиненный стержень, установленный перпендикулярно перемещению запорного органа, срезающий элемент, контактирующий с тарированным стержнем. При этом запорный орган выполнен со сквозным изогнутым каналом, вход которого совмещен с входным патрубком, выход канала совмещен с торцом тарированного стержня, а срезающий элемент установлен на запорном органе.The safety valve according to the invention comprises a housing with inlet and outlet nozzles, in the cavity of which a saddle is placed, which is blocked by a shut-off element loaded with a return spring, a calibrated spring-loaded rod installed perpendicular to the movement of the shut-off element, a shearing element in contact with the calibrated rod. In this case, the locking body is made with a through curved channel, the input of which is aligned with the inlet pipe, the channel output is aligned with the end face of the calibrated rod, and the cutting element is mounted on the locking body.

Преимущественно герметизирующие элементы установлены на запорном органе.Preferably, the sealing elements are mounted on a locking member.

Преимущественно запорный орган или шток, проходящий через пружину возврата запорного органа, выполнен с поперечным сечением в форме многоугольника, например треугольника или четырехугольника.Advantageously, the locking member or stem passing through the spring of return of the locking member is made with a cross section in the form of a polygon, for example a triangle or a quadrangle.

Преимущественно тарированный стержень выполнен с кольцевыми проточками одинаковой глубины, размещенными через равные промежутки по длине стержня.Mostly calibrated rod is made with annular grooves of the same depth, placed at regular intervals along the length of the rod.

Преимущественно выходной патрубок соединен с трубопроводом аварийного сброса и с контейнером сбора срезанных частей тарированного стержня, представляющим собой патрубок с магнитной заглушкой.Advantageously, the outlet pipe is connected to the emergency discharge pipe and to the container for collecting cut-off parts of the calibrated rod, which is a pipe with a magnetic plug.

Заявленная совокупность признаков изобретения позволяет изолировать стенки корпуса и герметизирующие элементы от ударного и химического воздействия перекачиваемой жидкости, повышая тем самым долговечность и ремонтопригодность соответственно, увеличивает надежность клапана.The claimed combination of features of the invention allows to isolate the walls of the housing and sealing elements from the shock and chemical effects of the pumped liquid, thereby increasing the durability and maintainability, respectively, increases the reliability of the valve.

При этом надежность срабатывания клапана обеспечивается точным совмещением выходного отверстия запорного органа с отверстием выходного патрубка и торцом тарированного стержня, что достигается надежной фиксацией запорного органа или штока пружины возврата запорного органа, преимущественно выполненных с поперечным сечением в форме многоугольника.In this case, the reliability of the valve actuation is ensured by the exact combination of the outlet of the locking element with the opening of the outlet pipe and the end face of the calibrated rod, which is achieved by reliable fixation of the locking element or rod of the return spring of the locking element, mainly made with a cross section in the form of a polygon.

Размещение срезающего элемента и герметизирующих элементов на запорном органе дополнительно повышает ремонтопригодность клапана.Placing the cutting element and the sealing elements on the shut-off member further increases the maintainability of the valve.

Благодаря выполнению тарированного стержня с кольцевыми проточками, одинаковой глубины, размещенными через равные промежутки по длине стержня, тарированный стержень можно использовать для различных значений давления срабатывания клапана, изменяя только глубину проточек.Due to the implementation of a calibrated rod with annular grooves of the same depth, placed at regular intervals along the length of the rod, the calibrated rod can be used for various values of the valve operating pressure, changing only the depth of the grooves.

Контейнер сбора срезанных частей тарированного стержня, соединенный с выходным патрубком и представляющий собой патрубок с магнитной заглушкой, обеспечивает легкую утилизацию срезанных частей тарированного стержня.The container for collecting the cut parts of the calibrated rod, connected to the outlet pipe and representing a pipe with a magnetic plug, provides easy disposal of the cut parts of the calibrated rod.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен предохранительный клапан, на фиг.2 - узел контакта запорного органа с тарированным стержнем, на фиг.3 - контейнер сбора срезанных частей тарированного стержня.The invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 a safety valve is shown, in Fig. 2 is a contact node of a locking member with a calibrated rod, in Fig. 3 is a container for collecting cut-off parts of a calibrated rod.

Предохранительный клапан содержит корпус 1 с входным патрубком 2, выходным патрубком 3 и седлом 4, фиксируемым в корпусе прижимной втулкой 5 (Фиг.1). Седло 4 перекрывается запорным органом 6, нагруженным пружиной 7 возврата, которая установлена на штоке 8. Запорный орган 6 выполнен в виде поршня с изогнутым внутренним каналом 9, вход которого совмещен с входным патрубком 3, а выход совмещен с торцом подпружиненного тарированного стержня 10, расположенного между входным и выходным патрубками перпендикулярно перемещению запорного органа.The safety valve includes a housing 1 with an inlet pipe 2, an outlet pipe 3 and a seat 4, fixed in the housing by the pressure sleeve 5 (Figure 1). The saddle 4 is overlapped by a locking member 6, loaded with a return spring 7, which is mounted on the rod 8. The locking member 6 is made in the form of a piston with a curved internal channel 9, the input of which is aligned with the inlet pipe 3, and the output is aligned with the end of the spring-loaded calibrated rod 10 located between the inlet and outlet nozzles perpendicular to the movement of the locking element.

На запорном органе 6 установлены уплотнения 11 для герметизации входной и выходной полостей клапана.On the shut-off body 6, seals 11 are installed for sealing the inlet and outlet cavities of the valve.

Выход канала 9 запорного органа 6 выполнен с расточкой 12, опорная площадка которой служит упором для торца тарированного стержня, а на боковой стороне расточки установлен срезающий элемент 13 в виде кольца из высокопрочного материала (фиг.2). Аналогичное кольцо из высокопрочного материала запрессовано во втулку 5 для создания контакта среза части тарированного стержня 10. Таким образом значительно снижен износ запорного органа, и при проведении ремонтных работ достаточно заменить лишь срезающий элемент.The output of the channel 9 of the locking member 6 is made with a bore 12, the supporting platform of which serves as a stop for the end face of the calibrated rod, and a cutting element 13 in the form of a ring of high-strength material is installed on the side of the bore (Fig. 2). A similar ring of high-strength material is pressed into the sleeve 5 to create a cut contact of a part of the calibrated rod 10. Thus, the wear of the locking element is significantly reduced, and when carrying out repairs it is enough to replace only the cutting element.

Срезающий элемент 13 контактирует с боковой поверхностью подпружиненного тарированного стержня 10, который выполнен преимущественно с кольцевыми проточками одинаковой глубины, размещенными через равные промежутки по длине стержня (см. фиг.1 и 2). Причем глубина проточек соразмерна с установленным давлением для их среза, что при превышении давления жидкости сверх установленного или его снижении обеспечивает автоматизацию процесса.The cutting element 13 is in contact with the lateral surface of the spring-loaded tared rod 10, which is made mainly with annular grooves of the same depth, placed at regular intervals along the length of the rod (see figures 1 and 2). Moreover, the depth of the grooves is commensurate with the set pressure for their cut-off, which, when the liquid pressure exceeds the set pressure or decreases, provides automation of the process.

Точность фиксации запорного органа 6 в сборке обеспечивается выполнением запорного органа 6 или штока 8, пружины возврата запорного органа с поперечным сечением в форме многогранника, например треугольника, четырехугольника, в том числе и по длине их конечной фиксации для обеспечении абсолютной точности совмещения выхода внутреннего напора запорного органа 6 с выходным патрубком 3.The accuracy of fixation of the locking element 6 in the assembly is ensured by the implementation of the locking element 6 or rod 8, the return spring of the locking element with a cross section in the form of a polyhedron, for example, a triangle, a quadrangle, including the length of their final fixing to ensure absolute accuracy of matching the output of the internal pressure of the locking body 6 with the outlet pipe 3.

Для сбора срезанных частей тарированного стержня служит контейнер, выполненный в виде патрубка 14 с магнитной заглушкой 15, соединенный с выходным патрубком 3 (фиг.3).To collect the cut parts of the calibrated rod is a container made in the form of a pipe 14 with a magnetic plug 15, connected to the output pipe 3 (figure 3).

Предохранительный клапан работает следующим образом.The safety valve operates as follows.

При повышении давления в гидросистеме сверх допустимого запорный орган 6 отходит от седла 4, срезая часть тарированного стержня 10, и перемещается в крайнее положение до совмещения выходного отверстия канала 9 в запорном органе с отверстием выходного патрубка 3. Осуществляется аварийный сброс жидкости. При этом срезанный элемент тарированного стержня, находясь внутри расточки 12, закрывает выходное отверстие канала запорного органа и перемещается вместе с запорным органом до выходного патрубка, изолируя, таким образом, внутреннюю поверхность корпуса от перекачиваемой жидкости. Прижимная втулка 5 дополнительно защищает корпус клапана от воздействия перекачиваемой жидкости. При этом конструкция запорного органа позволяет обеспечивать движение перекачиваемой жидкости до выходного патрубка без взаимодействия с корпусом клапана независимо от степени перекрытия прижимной втулкой внутренней поверхности корпуса (полностью или частично). Герметизирующие элементы 11, закрепленные на запорном органе 6, также изолированы от перекачиваемой жидкости. Это повышает долговечность клапана и уменьшает сроки ремонта, который можно провести непосредственно на месте эксплуатации без снятия и замены корпуса, практически не разрушающегося.When the pressure in the hydraulic system rises above the permissible limit, the locking member 6 moves away from the seat 4, cutting off a part of the calibrated rod 10, and moves to the extreme position until the outlet of the channel 9 in the locking organ coincides with the opening of the outlet pipe 3. An emergency discharge of liquid is carried out. At the same time, the cut-off element of the calibrated rod, being inside the bore 12, closes the outlet of the channel of the shut-off element and moves together with the shut-off element to the outlet, thus isolating the inner surface of the housing from the pumped liquid. The pressure sleeve 5 further protects the valve body from the effects of the pumped liquid. Moreover, the design of the shut-off element allows for the movement of the pumped fluid to the outlet pipe without interacting with the valve body, regardless of the degree of overlap by the pressure sleeve of the internal surface of the body (in whole or in part). The sealing elements 11, mounted on the locking body 6, are also isolated from the pumped liquid. This increases the durability of the valve and reduces the repair time, which can be carried out directly on the site of operation without removing and replacing the housing, which is practically not destroyed.

Под давлением перекачиваемой жидкости срезанная часть тарированного стержня 10 вместе с избытком жидкости перемещается через выходной патрубок 3 и попадает в патрубок 14 с магнитной заглушкой 15, который служит контейнером для сбора срезанных частей тарированного стержня.Under the pressure of the pumped liquid, the cut-off part of the calibrated rod 10, together with the excess liquid, moves through the outlet pipe 3 and enters the pipe 14 with a magnetic plug 15, which serves as a container for collecting the cut-off parts of the calibrated rod.

При понижении давления в гидросистеме запорный орган автоматически под действием пружины 7 возврата перемещается в рабочее положение. Подпружиненный тарированный стержень 10 выдвигается до опорной площадки расточки 12 на выходе канала запорного органа.When the pressure in the hydraulic system decreases, the shut-off element automatically moves to the operating position under the action of the return spring 7. The spring-loaded tared rod 10 extends to the supporting platform of the bore 12 at the outlet of the channel of the locking element.

При повторном повышении давления сверх допустимого процесс повторяется.With a repeated increase in pressure above the permissible process is repeated.

Надежность срабатывания клапана повышается также благодаря тому, что аварийный сброс перекачиваемой жидкости осуществляется даже в случае непредвиденного отказа по срезанию части тарированного стержня. Под действием сверхдопустимого давления перекачиваемой жидкости на торец тарированного стержня последний, сдавливая пружину, перемещается от запорного органа и позволяет запорному органу под действием давления на верхние стенки его канала и торец перемещаться до совмещения выхода канала рабочего органа с выходным патрубком.Reliability of valve actuation is also enhanced due to the fact that emergency discharge of the pumped liquid is carried out even in the event of an unforeseen failure to cut off part of the calibrated rod. Under the influence of super-permissible pressure of the pumped liquid on the end face of the calibrated rod, the latter, compressing the spring, moves away from the shut-off element and allows the shut-off element under pressure on the upper walls of its channel and the end to move until the outlet of the working organ channel coincides with the outlet pipe.

Предохранительный клапан согласно изобретению отличается простой конструкцией, обеспечивающей автоматическую работу клапана, высокой долговечностью и ремонтопригодностью, что позволяет применять его для защиты от аномальных давлений в гидросистемах с высокими требованиями к надежности, например, в бурении нефтяных и газовых скважин для предохранения насосов и нагнетательных систем манифольда, в системе запорных элементов манифольда противовыбросового оборудования.The safety valve according to the invention is characterized by a simple design that ensures automatic operation of the valve, high durability and maintainability, which allows it to be used to protect against abnormal pressures in hydraulic systems with high reliability requirements, for example, in drilling oil and gas wells to protect pumps and manifold injection systems , in the system of locking elements of the blowout manifold manifold.

Claims (5)

1. Предохранительный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в полости которого размещены седло, перекрываемое запорным органом, нагруженным пружиной возврата, тарированный подпружиненный стержень, установленный перпендикулярно перемещению запорного органа, срезающий элемент, контактирующий с тарированным стержнем, отличающийся тем, что запорный орган выполнен со сквозным изогнутым каналом, вход канала совмещен с входным патрубком, выход канала совмещен с торцом тарированного стержня, а срезающий элемент установлен на запорном органе.1. A safety valve comprising a housing with inlet and outlet nozzles, in the cavity of which there is a seat overlapped by a locking member loaded with a return spring, a calibrated spring-loaded rod mounted perpendicular to the movement of the locking member, a shearing element in contact with the calibrated shaft, characterized in that the locking the body is made with a through curved channel, the channel input is aligned with the inlet pipe, the channel output is aligned with the end face of the calibrated rod, and the cutting element is installed n on a locking organ. 2. Предохранительный клапан по пункту 1, отличающийся тем, что герметизирующие элементы установлены на запорном органе.2. The safety valve according to paragraph 1, characterized in that the sealing elements are mounted on a locking body. 3. Предохранительный клапан по пункту 1, отличающийся тем, что запорный орган или шток пружины возврата запорного органа выполнен с поперечным сечением формы многоугольника, например треугольника или четырехугольника.3. The safety valve according to paragraph 1, characterized in that the locking element or the stem of the spring return valve is made with a cross section of the shape of a polygon, such as a triangle or quadrangle. 4. Предохранительный клапан по пункту 1, отличающийся тем, что тарированный стержень выполнен с кольцевыми проточками одинаковой глубины, размещенными через равные промежутки по длине стержня.4. The safety valve according to paragraph 1, characterized in that the calibrated rod is made with annular grooves of the same depth, placed at regular intervals along the length of the rod. 5. Предохранительный клапан по пункту 1, отличающийся тем, что выходной патрубок соединен с трубопроводом аварийного сброса и с контейнером сбора срезанных частей тарированного стержня, представляющим собой патрубок с магнитной заглушкой. 5. The safety valve according to paragraph 1, characterized in that the outlet pipe is connected to the emergency discharge pipe and to the container for collecting the cut-off parts of the calibrated rod, which is a pipe with a magnetic plug.
RU2012157364/06A 2012-12-25 2012-12-25 Safety valve RU2511797C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012157364/06A RU2511797C1 (en) 2012-12-25 2012-12-25 Safety valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012157364/06A RU2511797C1 (en) 2012-12-25 2012-12-25 Safety valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2511797C1 true RU2511797C1 (en) 2014-04-10

Family

ID=50438192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012157364/06A RU2511797C1 (en) 2012-12-25 2012-12-25 Safety valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2511797C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2657370C2 (en) * 2016-09-06 2018-06-13 Учреждение частное профессиональная орагнизация "Нефтяной техникум" Safety valve

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU335485A1 (en) * В. И. Логиновский VERSATILE VALVE WITH CUT-OFF PIN
SU479923A1 (en) * 1972-12-28 1975-08-05 Предприятие П/Я М-5616 Safety valve with destructible pin
US20080041455A1 (en) * 2006-08-15 2008-02-21 Chi-Chen Hsiao Gas safety valve

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU335485A1 (en) * В. И. Логиновский VERSATILE VALVE WITH CUT-OFF PIN
SU479923A1 (en) * 1972-12-28 1975-08-05 Предприятие П/Я М-5616 Safety valve with destructible pin
US20080041455A1 (en) * 2006-08-15 2008-02-21 Chi-Chen Hsiao Gas safety valve

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2657370C2 (en) * 2016-09-06 2018-06-13 Учреждение частное профессиональная орагнизация "Нефтяной техникум" Safety valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11952986B2 (en) Fracturing pump arrangement using a plunger with an internal fluid passage
US6641112B2 (en) Seat support and threaded seat for valve with quadruple seat
US20140271266A1 (en) Fluid end with protected flow passages and kit for same
US20130020521A1 (en) Preconfigured seal for valve assemblies
US20110079302A1 (en) Pump Valve with Full Elastomeric Contact on Seat
US9850740B2 (en) Hydraseal frac valve
RU2583195C1 (en) Hydraulic drive protection system
RU2511797C1 (en) Safety valve
RU129142U1 (en) DRILL VALVE CHECK VALVE
CN101440816B (en) Pressure relief arrangement for a pump
US11208997B2 (en) Wear plate for a drill pump
RU2465437C1 (en) Check gas valve
RU2698348C1 (en) Packing unit of packer
RU99814U1 (en) ROTARY DRILL VALVE
RU2657370C2 (en) Safety valve
RU2411342C1 (en) Procedure for killing open well flowing
RU2504692C2 (en) Electrically driven downhole unit
RU2555846C1 (en) Hydraulic packer
RU108534U1 (en) MECHANICAL SEAL OF PARTS WITH EXTERNAL CYLINDER SURFACE
RU2382907C1 (en) Deep-well pump for abrasive-containing, aggressive and infammable liquids
RU92928U1 (en) Borehole Submersible Pump Valve
RU2247865C2 (en) Valve of oil producing submersible pump
WO2019169363A1 (en) Cylindrical valve with flow port apertures
RU2527774C1 (en) Piston valve
RU2790918C1 (en) Drain valve

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171226