RU76693U1

RU76693U1 - RING BALL VALVE

Info

Publication number: RU76693U1
Application number: RU2008120635/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Валентинович Степанов; Александр Алексеевич Ефимов; Александр Дмитриевич Жариков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК")
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2008-09-27

Abstract

Полезная модель относится к области насосного оборудования и может быть использовано для добычи высоковязких жидкостей из скважин.The utility model relates to the field of pumping equipment and can be used to extract highly viscous fluids from wells.

Задачей полезной модели является создание клапана для прокачки высоковязкой жидкости с созданием условий для свободного перемещения шарика в открытом положении клапана и принудительного закрытия клапана, устраняя при этом воздействие пружины на шарик при соприкосновении его с седлом клапана.The objective of the utility model is to create a valve for pumping highly viscous liquids with the creation of conditions for free movement of the ball in the open position of the valve and forcibly closing the valve, while eliminating the effect of the spring on the ball when it contacts the valve seat.

Кольцевой шариковый клапан содержит корпус 1 с седлом 2, шарик 5 расположенный в ступенчатом проходном канале 3 и пружину 6, взаимодействующую через кольцевой опорный элемент 7 с шариком 5.The annular ball valve comprises a housing 1 with a seat 2, a ball 5 located in a stepped passage channel 3 and a spring 6 interacting through an annular supporting element 7 with the ball 5.

Новым является то, что опорный элемент 7 выполнен с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью канала 3 для ограничения длины хода в открытом положении клапана и формирования в закрытом положении герметичного соединения с поверхностью канала 3 и шариком 5, перемещение которого ограничено штырем 9.New is that the supporting element 7 is made with the possibility of interaction with the inner surface of the channel 3 to limit the stroke length in the open position of the valve and the formation in the closed position of a tight connection with the surface of the channel 3 and the ball 5, the movement of which is limited by the pin 9.

Description

Полезная модель относится к области насосного оборудования и может быть использовано в плунжерных насосах для добычи высоковязких жидкостей из скважин.The utility model relates to the field of pumping equipment and can be used in plunger pumps for the production of highly viscous fluids from wells.

Известен широко использующийся в нефтяной промышленности шариковый клапан плунжерного насоса, в котором шарик, свободно перемещаясь в открытом положении клапана по различным траекториям в клетке, при посадке контактирует с седлом клапана равномерно различными поверхностями. Это дает равномерный износ шарика и седла и обеспечивает ресурс в несколько миллионов циклов открытия и закрытия. [Справочная книга по добыче нефти, Ред. Ш.К.Гематудинов. М, «Недра», 1974, с.312].A well-known ball valve of a plunger pump is widely used in the oil industry, in which the ball, freely moving in the open position of the valve along various paths in the cage, contacts the valve seat with uniformly different surfaces during landing. This gives uniform wear to the ball and seat and provides a life of several million opening and closing cycles. [Oil production reference book, Ed. Sh.K. Gematudinov. M, "Nedra", 1974, p.312].

Недостатком клапана является возможность зависания шарика в высоковязких жидкостях.The disadvantage of the valve is the possibility of the ball hanging in highly viscous liquids.

Наиболее близким техническим решением, выбранным нами в качестве прототипа, является подпружиненный шариковый клапан, в котором пружина взаимодействует с шариком через опорный элемент, поверхность которого выполнена со сквозным продольным отверстием и сопрягается с поверхностью шарика, частично охватывая последний. [Патент РФ №2221952].The closest technical solution that we have chosen as a prototype is a spring-loaded ball valve, in which the spring interacts with the ball through a support element, the surface of which is made with a through longitudinal hole and mates with the surface of the ball, partially covering the latter. [RF patent No. 2221952].

Недостаток клапана заключается в том, что при открытии клапана шарик, приподнимаясь под действием перепада давления и сжимая пружину, прижимается к опорному элементу, что препятствует свободному перемещению шарика в корпусе клапана. Это приводит к неравномерному и быстрому износу шарика и седла клапана.The disadvantage of the valve is that when the valve is opened, the ball, rising under the action of a differential pressure and compressing the spring, is pressed against the supporting element, which prevents the free movement of the ball in the valve body. This leads to uneven and quick wear of the ball and valve seat.

Задачей полезной модели является создание клапана для прокачки высоковязкой жидкости со свободным перемещением шарика в открытом положении клапана и принудительным закрытием клапана с дополнительной герметизацией при соприкосновении его с седлом клапана.The objective of the utility model is to create a valve for pumping highly viscous liquids with free movement of the ball in the open position of the valve and forcibly closing the valve with additional sealing when it contacts the valve seat.

Для успешного решения поставленной задачи в шариковом клапане, содержащем корпус с седлом, шарик расположенный в ступенчатом проходном канале и пружину, взаимодействующую через кольцевой опорный элемент с шариком, опорный элемент выполнен с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью канала для ограничения длины хода в открытом положении и формирования в закрытом положении клапана герметичного соединения с поверхностью канала и шариком, перемещение которого ограничено штырем.To successfully solve the problem in a ball valve containing a housing with a seat, a ball located in a stepped passage channel and a spring interacting through an annular support element with a ball, the support element is configured to interact with the inner surface of the channel to limit the stroke length in the open position and form in the closed position of the valve tight connection with the surface of the channel and the ball, the movement of which is limited by a pin.

Указанные признаки позволяют устранить недостатки, присущие прототипу, за счет того, что при открытии клапана опорный элемент перемещается до упора образованного каналом и остается в этом фиксированном положении до закрытия клапана, а шарик свободно перемещается в клетке образованной центральным штырем и каналом. При закрытии клапана подпружиненная опора прикладывает дополнительное усилие на шарик, предотвращая зависание последнего в высоковязкой жидкости. Кроме герметичного соединения шарик-седло формируется дополнительное герметичное соединение кольцевого опорного элемента с поверхностью канала и шариком.These signs can eliminate the disadvantages inherent in the prototype, due to the fact that when the valve is opened, the support element moves to the stop formed by the channel and remains in this fixed position until the valve closes, and the ball moves freely in the cell formed by the central pin and channel. When the valve closes, the spring-loaded bearing exerts additional force on the ball, preventing the latter from hanging in a highly viscous fluid. In addition to the tight ball-seat connection, an additional tight connection of the annular support element with the channel surface and the ball is formed.

Нам не известны шариковые клапаны, обладающие совокупностью вышеперечисленных признаков, что означает соответствие предлагаемого клапана требованиям, предъявляемым к изобретениям.We are not aware of ball valves with the combination of the above features, which means that the proposed valve meets the requirements for inventions.

На фигуре схематично изображен шариковый клапан выполненный согласно изобретению.The figure schematically shows a ball valve made according to the invention.

Клапан содержит корпус 1 с седлом 2 и ступенчатый проходной канал 3 образованный кольцевой расточкой корпуса 1 и втулкой 4. В закрытом положении шарик 5 прижат к седлу 2 пружиной 6 расположенной между втулкой 4 и кольцевым опорным элементом 7. Ход опорного элемента 7 ограничен втулкой 4, взаимодействующей с выступами 8 опорного элемента 7.The valve comprises a housing 1 with a seat 2 and a stepped passage channel 3 formed by an annular bore of the housing 1 and the sleeve 4. In the closed position, the ball 5 is pressed against the seat 2 by a spring 6 located between the sleeve 4 and the ring supporting element 7. The travel of the supporting element 7 is limited by the sleeve 4, interacting with the protrusions 8 of the support element 7.

Формирование клетки осуществляется при помощи неподвижного центрального штыря 9.The formation of the cell is carried out using a fixed central pin 9.

Клапан работает следующим образом.The valve operates as follows.

При превышении давления рабочей среды со стороны седла 2 над давлением в корпусе 1 шарик 5 и опорный элемент 7 приподнимаются, сжимая пружину 6, обеспечивая пропуск жидкости. В конце хода опорный элемент 7 упирается выступами 8 во втулку 4. В открытом положении клапана центральный штырь 9 и канал 3 формируют свободное пространство, в котором шарик 5 свободно перемещается по различным траекториям.When the pressure of the working medium from the side of the saddle 2 exceeds the pressure in the housing 1, the ball 5 and the supporting element 7 are lifted, compressing the spring 6, providing a passage of fluid. At the end of the stroke, the support element 7 abuts against the projections 8 against the sleeve 4. In the open position of the valve, the central pin 9 and the channel 3 form a free space in which the ball 5 freely moves along different paths.

В мертвой точке хода плунжерного насоса шарик 5 с усилием, прикладываемым пружиной 6 посредством опорного элемента 7, перемещается к седлу 2, что предотвращает его зависание. При создании депрессии рабочей среды со стороны седла 2 над давлением в корпусе 1 на шарик 5 и опорный элемент 7 дополнительно действует усилие, зависящее от перепада давления на них.At the dead center of the stroke of the plunger pump, the ball 5 with the force exerted by the spring 6 by means of the support element 7 is moved to the seat 2, which prevents it from hanging. When creating a depression of the working medium from the side of the saddle 2 over the pressure in the housing 1, the ball 5 and the supporting element 7 additionally have a force depending on the pressure drop on them.

В закрытом положении кольцевой опорный элемент 7 формирует с внутренней поверхность канала 3 и шариком 5 герметичное соединение.In the closed position, the annular support element 7 forms a tight connection with the inner surface of the channel 3 and the ball 5.

Таким образом, предлагаемое устройство клапана обеспечивает длительную и надежную работу клапана и его принудительное закрытие.Thus, the proposed valve device provides a long and reliable operation of the valve and its forced closure.

Claims

An annular ball valve comprising a housing with a seat, a ball located in a stepped passage channel and a spring interacting through an annular support element with a ball, characterized in that the support element is configured to interact with the inner surface of the channel to limit the stroke length in the open position and form the closed position of the valve is tight connection with the surface of the channel and the ball, the movement of which is limited by a pin.