Документ описывает инновационный патент на распределитель потока текучей среды, предназначенный для применения в горном деле и бурении. Изобретение нацелено на повышение надежности и срока службы устройства, которое использует новое конструктивное решение с шпиндельным приводом и уникальным взаимодействием компонентов. В документе также представлены детали работы устройства и его преимущества по сравнению с известными аналогами.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29997
(51) F04B 1/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0366.1
(22) 20.03.2014
(45) 15.06.2015, бюл. №6
(72) Рыспанов Нурлан Бектасович; Пшеницын
Александр Станиславович; Асанов Нуркелды
Сатыбалдыулы; Латыпов Авис Самигуллинович
(73) Акционерное общество "Волковгеология"
(56) Инновационный патент KZ19864, кл.F04B 1/00,
15.08.2008г
(54) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ПОТОКА
(57) Изобретение относится преимущественно к
горному делу, в частности к распределению потоков
текущих сред.
Технический результат изобретения заключается
в повышении надежности и срока службы
распределителя потока, используемого в напорных
системах буровых насосов и компрессоров.
Для этого в распределителе потока, содержащем
распределительную камеру, снабженную заданным
числом задвижек, имеющих шпиндельный
ступенчатый поступательно-возвратный резьбовый
привод запорного элемента, расположенного в
проточной камере, сообщающейся с каналами
подачи и отвода текучей среды, шпиндель выполнен
в виде соединенного жестко или ограниченно
подвижно с распределительной камерой полого
наконечника, установленного с возможностью
взаимодействия свободным торцом с центрально
расположенным дисковым седлом входного участка
отводящего трубопровода, имеющего обводные
перепускные каналы вокруг упомянутого дискового
седла за пределами наружного диаметра свободного
торца полого наконечника.
(19)KZ(13)A4(11)29997

2. 29997
2
Изобретение относится преимущественно к
горному делу, в частности к распределению потоков
текущих сред, подаваемых в рабочую зону при
бурении скважин.
Известен пробковый распределитель потока
(В.Ф.Ковалевский, Н.Т.Железняков, Ю.Е.Бейлин,
Справочник по гидроприводам горных машин. - М.:
Недра, 1967, рис. 107), содержащий корпус,
распределительную камеру с трубопроводами
подвода и отвода потока, пробковый распределитель
поворотного действия.
Основной недостаток известного распределителя
потока заключается в том, что при использовании
его в буровых насосах распределительная пробка,
герметизирующие грани которой представляют
золотник, быстро изнашивается при поворотах за
счет абразивного воздействия частиц, содержащихся
в буровом растворе (песка и барита).
Известен клапанный винтовой привод
клапанного распределителя потока (Инновационный
патент РК №19864, кл. F04B 1/00, опубл.15.08.2008,
бюл. №8), содержащий корпус, четырехступенчатый
поступательно-возвратный резьбовой привод
запорного клапана, расположенного в
распределительной камере, имеющей трубопроводы
отвода и подвода потока текучей среды.
Основным недостатком известного клапанного
распределителя потока является то обстоятельство,
что с его помощью поток может быть направлен
только в один трубопровод отвода, а для подачи
потока в другой трубопровод потребуется еще один
четырехступенчатый поступательно-возвратный
винтовой привод. При этом в распределительной
камере его происходит поворот потока на 90°,
вследствие чего прямой поток бурового раствора,
содержащий мелкие частицы породы быстро
разрушает шпиндель клапанного распределителя.
Задачей изобретения является повышение
надежности и срока службы распределителя потока
текучей среды, используемого в напорных системах
буровых насосов и компрессоров.
Для этого в распределителе потока, содержащем
распределительную камеру, снабженную заданным
числом задвижек, имеющих шпиндельный
ступенчатый поступательно-возвратный резьбовой
привод запорного элемента, расположенного в
проточной камере, сообщающейся с каналами
подачи и отвода текучей среды, шпиндель привода
выполнен в виде соединенного жестко или с
возможностью ограниченного возвратно-
поступательного перемещения относительно
распределительной камеры полого наконечника,
установленного с возможностью взаимодействия
свободным торцом с центрально расположенным
дисковым седлом входного участка отводящего
трубопровода, имеющего обводные перепускные
каналы вокруг упомянутого дискового седла за
пределами диаметра свободного торца полого
наконечника.
В частном случае исполнения - резьба привода
задвижки выполнена двухзаходной.
Изобретение поясняется графическим
приложением, где на фиг.1 представлена в разрезе
предлагаемая задвижка распределителя потока, на
фиг.2 - схема расположения задвижек на
распределительной камере.
Задвижка распределителя потока (фиг.1) состоит
из корпуса 1, в полости которого расположен полый
наконечник 2, соединенный жестко или
ограниченно подвижно с соединительным
элементом 3 распределительной камерой источника
текущей среды. Корпус 1 имеет внутреннюю
правую резьбу 4, взаимодействующую с наружной
резьбой 5 ниппеля 6, имеющего внутреннюю левую
резьбу 7, взаимодействующую с резьбой 8 полого
наконечника 2, установленного с возможностью
поступательно-возвратного перемещения
относительно корпуса 1 совместно с фланцем 9, или
относительно соединительной муфты 10,
прикрепленной к фланцу 11, закрепленному на
выходе из распределительной камеры.
Муфта 10 имеет уплотнительные кольца и
фиксатор 12, выступ которого утоплен в пазу 13
полого наконечника 2. Ниппель 6 имеет рукоятки 14
(3-4 шт.) для его вращения. Нижний торец
наконечника 2 имеет возможность
взаимодействовать с уплотнительным элементом 15
дискового седла 16, имеющего расположенные по
периферии обводные перепускные каналы 17,
сообщающие надклапанную кольцевую полость 18
вокруг нижнего торца наконечник 2 с конической
камерой 19 нижнего фланца 20 задвижки.
Распределительная камера 21 имеет трубопровод 22
от источника текучей среды и несколько задвижек,
например, 23 - для подачи в колонну бурильных
труб; 24 - для заполнения емкостей; 25 - для
соединения с предохранительным клапаном.
Работа распределителя потока происходит
следующим образом. На прилагаемом рисунке
представлено положение деталей задвижки, когда
перекрыт поток текучей среды, так как нижний
торец наконечника 2 прижат к поверхности
уплотнительного элемента 15, то есть кольцевая
полость 18 разобщена с полостью наконечника 2.
При необходимости подачи текучей среды к
потребителю осуществляют вращение ниппеля 6
против часовой стрелки, воздействуя на рукоятки
14, вследствие чего ниппель 6 начнет перемещаться
вверх, одновременно с этим ниппель 6, имеющий
внутреннюю резьбу левой нарезки начнет
вывинчивать вверх наконечник 2, так как он не
имеет возможности вращаться вокруг своей оси
благодаря наличию фиксатора 12 или жесткого
соединения с распределительной камерой за один
оборот ниппеля 6 торец наконечника 2
приподнимается над уплотнительным элементом 15
на сумму шагов резьб 4 и 7. При наличии
двухзаходных резьб (по п.2 формулы изобретения)
величина подъема торца наконечника увеличится в
два раза по сравнению с однозаходными резьбами.
При первом варианте сочленения наконечника 2 с
распределительной камерой корпус 1 должен иметь
возможность продольного перемещения на
величину хода пологого наконечника 2, а при
втором варианте исполнения - наконечник 2 должен
иметь возможность продольного перемещения

3. 29997
3
относительно неподвижно установленного корпуса
1, на величину, необходимую для предотвращения
утечек в трубопровод отвода. При эксплуатации
легкозаменяемыми элементами являются
уплотнительный элемент 15 и полый наконечник 2.
При монтаже распределительной камеры 21,
соединенной трубопроводом 22 с буровой насосной
установкой (фиг.2) необходимо оснастить ее не
менее чем тремя задвижками: 23 - для подачи
бурового раствора в колонну бурильных труб; 24 -
для подачи раствора из одной емкости в другую,
25 - для подключения предохранительного клапана с
выкидным шлангом.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Распределитель потока текучей среды,
содержащий распределительную камеру,
снабженную заданным числом задвижек, имеющих
шпиндельный поступательно-возвратный резьбовый
привод запорного элемента, расположенного в
проточной камере их, сообщающейся с отводящими
трубопроводами, отличающийся тем, что
шпиндель привода выполнен в виде соединенного
жестко или ограниченно подвижно с
распределительной камерой полого наконечника,
установленного с возможностью взаимодействия
свободным торцом с центрально расположенным
дисковым седлом входного участка отводящего
трубопровода, имеющего обводные перепускные
каналы вокруг упомянутого дискового седла за
пределами наружного диаметра свободного торца
пологого наконечника.
2. Распределитель потока по п.1, отличающийся
тем, что резьбы привода выполнены
двухзаходными.

4. 29997
4
Верстка Н.Киселева
Корректор К.Нгметжанова