1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29302
(51) F04B 53/10 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1962.1
(22) 25.12.2013
(45) 15.12.2014, бюл. №12
(72) Нугуманов Калел Калкашевич; Калиев
Бахытжан Заутбекович; Карманов Тогыс
Досмурзаевич; Айтореева Гульзия Калдыбаевна;
Алмаскызы Кымбат
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Казахский
национальный технический университет им.
К.И. Сатпаева" Министерства образования и науки
Республики Казахстан
(56) Патент РФ №2180709, 2002
(54) КЛАПАН ПОРШНЕВОГО НАСОСА
(57) Изобретение относится к нефтедобывающему
оборудованию и предназначено преимущественно
для поршневых буровых насосов.
Клапан поршневого насоса содержит
установленное в корпусе седло,
взаимодействующую с ним полусферическую
тарель со штоком. Изобретение обеспечивает
максимальное наполнение рабочей камеры
цилиндра за счет повышения пропускной
способности впускного и выпускного клапанов, и за
счет улучшения гидродинамических свойств
конструкции клапана и седла, так как в клапане
бурового поршневого насоса установленное в
корпусе седло выполнено без крестовины с
обтекаемой поверхностью контакта и
взаимодействующая с ним тарель имеет
полусферическую форму со штоком и
направляющей в верхней части тарели.
(19)KZ(13)A4(11)29302

2. 29302
2
Изобретение относится к нефтедобывающему
оборудованию и предназначена преимущественно
для поршневых буровых насосов.
Известна конструкция клапана традиционного
бурового поршневого насоса [Баграмов Р.А.
Буровые машины и комплексы. Учебник для вузов. -
М.: Недра, 1988, с.258, рис.Х1V.9], в которых во
внутренней расточке седла установлена крестовина
с резиновой втулкой для нижнего направляющего
штока тарели. Крестовина не воспринимает осевой
нагрузки тарели и удерживается в седле пружинным
кольцом. Седло снабжено внутренним конусом для
посадки тарели. Уплотнение клапана
обеспечивается резиновой манжетой. Манжета
выступает относительно внутреннего посадочного
конуса седла, в связи с чем улучшается
герметизация клапана, смягчаются удары при его
работе, что способствует повышению срока службы
седла и тарели клапана. Металлическая обойма
предохраняет манжету от развала.
Недостатком указанного клапана является то, что
они имеют большое гидравлическое сопротивление
из-за несовершенной конструкции крестовины седла
клапана, что снижает скорость заполнения рабочей
камеры, и вследствие этого снижается
производительность бурового насоса.
Известен также клапан бурового поршневого
насоса [Патент РФ №2180709, МПК F04B 53/10,
опуб. 20.03.2002], содержащий установленное в
корпусе седло, взаимодействующую с ним тарель со
штоком, проходящим через направляющую,
выполненную в перегородке с периферийными
отверстиями для прохода жидкости. Шток снабжен,
по крайней мере, одной дополнительной тарелью,
взаимодействующей с перегородкой без перекрытия
периферийных отверстий и расположенной вне
зоны седла с возможностью синхронного
взаимодействия соответствующих тарелей с седлом
и перегородкой.
Недостатком данного устройства также является
наличие в элементах клапанного седла
конструктивных недоработок, уменьшающих
поперечные сечения отверстии клапанов, которые
снижают скорость заполнения емкости рабочей
камеры насоса, и, как следствие, влияют на его
производительность.
Задачей изобретения является улучшение
пропускной способности впускного и выпускного
клапанов, которые обеспечивают максимальное
наполнение рабочей камеры цилиндра.
Техническим результатом, который может быть
получен при осуществлении изобретения, является
улучшение гидродинамических свойств
конструкции клапана и седла.
Указанный технический результат достигается
тем, что в клапане поршневого насоса
установленное в корпусе седло выполнено без
крестовины с обтекаемой поверхностью контакта и
взаимодействующая с ним тарель имеет
полусферическую форму со штоком и
направляющей в верхней части тарели.
Изобретение поясняется чертежом, где
изображена схема общего вида бурового
поршневого насоса и полусферических клапанов в
закрытом положении.
Клапан содержит корпус 1, установленный в
корпусе седло 2 с плавно закругленной по радиусу
уплотняющими кромками с которой
взаимодействует полусферическая тарель 3,
выполненная со штоком 4. На шток 4 надета
пружина сжатия 5, которая, опираясь с одной
стороны на тарель 3, а с другой - на шайбу 6 с
направляющей 7, поджимает тарель 2 к седлу 5 и
принудительно закрывает клапан.
Поршневой клапан работает следующим
образом.
Принцип работы бурового поршневого клапана
остается прежним, то есть при ходе поршня насоса
вправо, за счет перепада давления, тарель 3
поднимается и пропускает жидкость в рабочую
камеру, а при ходе поршня влево, под действием
веса клапана и/или усилия пружины 5, тарель 3
садится на седло 2 и герметизирует рабочую
полость насоса, при этом тарель выпускного
клапана под действием давления большего давления
пружины сжатия поднимается и пропускает
жидкость.
Изобретение позволяет увеличить пропускную
способность впускного и выпускного клапанов за
счет удаления внутренних опор и нижних
направляющих клапанов и придания их контактной
поверхности с седлами полусферической формы для
ускорения движении потока жидкости и
значительного уменьшения гидравлического
сопротивления.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Клапан поршневого насоса, включающий
установленное в корпусе седло с уплотнителем,
взаимодействующую с ним тарель со штоком и
направляющей в верхней части тарели,
отличающийся тем, что тарель и седло с
уплотнителем имеют полусферическую форму для
плотного контакта седла с тарелью, и отсутствием
внутренней опоры и направляющего штока.

3. 29302
3
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Нгметжанова