1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29999
(51) F16K 15/04 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0619.1
(22) 04.05.2013
(45) 15.06.2015, бюл. №6
(72) Майлибаев Марат Муратович; Айнеков
Асылхан Пернебекович
(73) Товарищество с ограниченной
ответственностью "Tech-ASS"
(56) А.с. №1725611, 1989г
(54) ШАРОВОЙ КЛАПАН
(57) Изобретение предназначено для поршневых и
плунжерных насосов, где используются
всасывающие и нагнетательные клапаны с шаровым
запорным органом. Например, шаровые клапаны
обязательно применяются в штанговых глубинных
насосах при добыче нефти с больших глубин.
Изобретение предназначено для поршневых и
плунжерных насосов как всасывающий и
нагнетательный шаровые клапана. С целью
уменьшения гидравлических потерь в клапане и
надежной герметизации шара к седлу при закрытии
клапана в клети клапана изменено размещение
щелей, расположенных ассиметрично вокруг шара,
что позволяет шару приобрести вращение при
открытом положении клапана.
(19)KZ(13)A4(11)29999

2. 29999
2
Изобретение предназначено для поршневых и
плунжерных насосов, где используются
всасывающие и нагнетательные клапаны с шаровым
запорным органом. Например, шаровые клапаны
обязательно применяются в штанговых глубинных
насосах при добыче нефти с больших глубин.
Известен шаровой клапан с винтовым
завихрителем струи перед шаром для вращения и
тем самым притирания шара с седлом клапана.
Недостатком является не эффективное направление
вращения шара, совпадающее с осью самого
клапана (А.с. СССР №777306, 1979г).
Известен шаровой клапана (А.с. СССР
№1725611, 1989г) в котором перед шаром на седле
или гнезде установлен завихритель потока в виде
выступа на стенке или выемки, которые создают
турбулентный «шнур» для вращения шара при
обтекании. При посадке на седло шар
проскальзывает и тем самым притирается на кромке
седла. Недостатком этого клапана является
увеличение сопротивления за счет турбулентного
потока, что отражается на коэффициенте
наполнение насоса, работающего на большой
глубине.
Задачей предлагаемого изобретения
предусматривает высокую надежность
герметизации клапана за счет изменения условий
течения жидкости вокруг шарового запорного
органа, который получает импульс поперечнего
вращения вокруг оси относительно потока жидкости
через клеть клапана. В результате при посадке шара
в седло происходит взаимное притирание, что
обеспечивает надежную герметичность и снижение
нагрузки на поршень.
На фигуре изображен клапан в сборе с шаровым
запорным органом и измененным расположением
щелей клети для создания неравномерного потока
жидкости через клапан мимо шара.
Клапан состоит из основания гнеза 1, седла 2,
запорного органа - шара 3 и клети 4 в которой
вырезаны щели 5 для выхода жидкости (показаны
стрелками направления течения жидкости) через
клапан.
Шаровой клапан работает как всасывающий так
и нагнетательный в режиме открыт и закрыт, т.е.
циклически, что постоянно требует надежной
герметизации при закрытом положении. В открытом
положении жидкость поступает через гнездо 1 и 2 в
клеть 4 и обтекает поднятый шар 3 не равномерно,
из-за асимметричного (почти одностороннего)
размещения щелей 5 по периферии клети 4.
Гидравлический поток показан стреками через
ассимметрично расположенные щели 5, который
уже не может равномерно обтекать шар 3. Шар в
результате приобретает вращение вокруг
поперечной относительно потока оси. При закрытии
клапана посадка шара 3 в седко 2 шар 3 с
вращением скользит и притирается к кромке седла 2
создавая необходимую герметичность клапана. При
попадании механических примесей на кромку седла
2 шар 3 своим вращением удаляет их и также
обеспечивает герметичность работы насоса,
продлевая межремонтный период всей установки
или оборудования.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Шаровой клапан, состоящий из шарового
запорного органа, седла с завихрителем потока для
вращения шара и клети, отличающийся тем, что
боковые щели клети размещены асимметрично
(односторонне) вокруг шара, а обтекаемый его
поток жидкости вращает и тем самым притирает
шар к седлу.
Верстка Н.Киселева
Корректор К.Нгметжанова