Эксплуатация буровых насосов. Разрушение и выход из строя клапанных узлов

Страницы работы

Содержание работы

3.3 Патентная проработка

За прошедшие годы, в течение которых проводилась эксплуатация буровых насосов, стали известны причины разрушения и выхода из строя клапанных узлов. Соответственно были предложены конструктивные решения, устраняющие некоторые негативные факторы при работе клапанного узла, которые приводили к его разрушению.

Так, например, была предложена конструкция клапана поршневого насоса Я.С. Мкртычаном (авторское свидетельство № 503040, бюллетень №6, 15.02.76). Известны клапаны с эластичным уплотнением и кольцевой щелью между седлом и запорным элементом, образованной до посадки на седло. Целью изобретения является повышение срока службы клапана за счет устранения выдавливания уплотнителя в уплотняемую кольцевую щель между седлом и запорным элементом  ( рисунок 3.4).

Рисунок 3.4- Клапан с упругой шайбой

Это достигается тем, что между поверхностями эластичного уплотнителя с одной стороны и запорного элемента и седла  с другой установлена упругая шайба, повторяющая форму уплотнителя.

Клапан состоит из седла 1, запорного элемента 2, на котором закреплен эластичный уплотнитель 3 с помощи гайки 4. Эластичный уплотнитель имеет форму сечения, близкую к каплевидной, и образует с ответными поверхностями седла 1 и запорного элемента 2 кольцевую камеру 5. Между поверхностями эластичного уплотнителя 3 с одной стороны и седла 1и запорного элемента 2-е другой установлена упругая шайба 6, повторяющая форму уплотнителя 3. Сопряженные конические поверхности седла и запорного элемента образуют уплотняемый зазор 7.

При закрытии клапана вначале эластичный уплотнитель 3, а затем шайба 6 касаются седла 1, после чего происходит смыкание опорных горизонтальных поверхностей запорного элемента 2 и седла, образующих по коническим поверхностям гарантированный зазор 7 в виде кольцевой щели.

В связи с тем, что модуль упругости шайбы 6 значительно выше, чем у материала уплотнителя 3, то после ее касания седла 1 деформация уплотнителя резко снижается, а выдавливание его в кольцевую щель 7 исключается.

Известно, клапанный узел имеет коническое седло, установленное в конической расточке корпуса, и подпружиненную тарелку клапана с неподвижно закрепленным на ней уплотнительным элементом. Однако в таком узле при закрытии клапана под действием давления нагнетания возникают значительные напряжения на поверхности расточки корпуса и в седле.

Поэтому СВ. Ловчев предложил изобретение, позволяющее снизить эти напряжения (авторское свидетельство № 566957, бюллетень № 28, 30.07.77). В предлагаемом клапанном узле уплотнительный элемент поджат пружиной и выполнен подвижным относительно внешней цилиндрической поверхности тарелки, на которой установлены ограничители его движения, а в расточке корпуса размещен амортизатор для взаимодействия с торцом тарелки.

Рисунок 3.5-Клапан с амортизатором

Клапанный узел содержит коническое седло 1 (рисунок 3.5), размещенное в конической расточке корпуса 2, тарелку 3, на внешней цилиндрической поверхности которой установлен уплотнительный элемент 4, пружину 5 с шайбой 6 и амортизатор 7 с упругими элементами.

Уплотнительный элемент 4 армирован жесткой втулкой 8 и поджат пружиной 5 через шайбу 6. При этом он выполнен подвижным относительно внешней цилиндрической поверхности тарелки 3, на которой имеются ограничители 9 и 10 его движения.

Для взаимодействия с торцом тарелки 3 амортизатор 7 размещен в расточке корпуса 2.

Усилие сжатия упругих элементов амортизатора 7 выбрано равным выталкивающему усилию, которое возникает в закрытом клапанном узле от действия давления нагнетания на тарелку 3.

При закрытии клапана подвижный подпружиненный уплотнительный элемент 4 садится на посадочный поясок седла 1, а тарелка 3 взаимодействует не с седлом 1, а с амортизатором 7,способствующим обеспечению плавного нагружения деталей клапанного узла и других деталей поршневого насоса.

Похожие материалы

Информация о работе