Клапанный распределитель потока

(51) 04 1/00 (2006.01) 04 1/18 (2006.01) 04 53/10 (2006.01) 04 49/22 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат изобретения - повышение надежности и срока службы распределителей потока текущих сред, содержащих абразивные фракции. Для этого в клапанном распределителе потока,содержащем корпус,четырехступенчатый поступательно-возвратный резьбовый привод запорного клапана,расположенного в распределительной камере и трубопроводы подвода и отвода потока текучей среды, запорный клапан выполнен в виде запорного элемента двустороннего действия,установленного с возможностью попеременного взаимодействия с седлами двух противоположно расположенных в распределительной камере трубопроводов отвода потоков.(72) Рыспанов Нурлан Бектасович Бегун Анатолий Данилович Пшеницын Александр Станиславович Асанов Нуркелды Сатыбалдыулы Латыпов Авис Самигуллинович(56) Инновационный патент РК 19864, кл. 04 1/00, 15.08.2008(57) Изобретение относится преимущественно к горному делу, в частности к распределению потоков текущих сред, подаваемых в рабочую зону при бурении скважин. 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 распределитель потока(Инновационный патент РК 19864, кл. 04 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. Задачей изобретения является повышение надежности и срока службы распределителя потока текучей среды, используемого в напорных системах буровых насосов. Для этого в клапанном распределителе потока,содержащем корпус,четырехступенчатый поступательно-возвратный резьбовой привод запорного клапана,расположенного в распределительной камере и трубопроводы подвода и отвода потока текучей среды, запорный клапан выполнен в виде запорного элемента двустороннего действия,установленного с возможностью попеременного взаимодействия с седлами двух противоположно расположенных в распределительной камере трубопроводов отвода потока. В частных случаях исполнения в клапанном распределителе потока- каждая из ступеней резьбового привода выполнена с возможностью вращения независимо от других ступеней при сборке- элемент привода вращающихся частей резьбового привода выполнен в виде ввинчиваемых или поворачиваемых на осях рычагах, не вращающиеся элементы резьбового привода имеют средства временной расфиксации их при сборке в виде шпилек или съемных шпонок. Изобретение поясняется графическим приложением, на котором представлен общий вид клапанного распределителя потока. 2 Клапанный распределитель потока содержит корпус привода 1, соединнный с буферной камерой 2, соединнной с распределительной камерой 3,имеющая поперечный трубопровод 4 подвода текучей среды. К камере 3 соосно подведен другой трубопровод 5 отвода потока текучей среды, а в поперечном направлении установлен трубопровод 6 подвода потока. В камерах 2 и 3 расположен шток 7 с клапаном 8, имеющим нижнюю и верхнюю уплотнительные поверхности 9 и 10. Соосно с клапаном 8 расположены в распределительной камере 3 расположены сдла 11 и 12 трубопроводов 4 и 5 отвода потоков текучей среды. Шток 7 имеет на верхнем конце последовательно расположенные лыски 13 под ключ, резьбу правую 14 и лыски 15 под плашки 16 и 17, фиксируемые шпильками 18. Резьба правая 14 штока 7 взаимодействует с гайкой 19, имеющей наружную левую резьбу 20,взаимодействующую с ответной резьбой 21 фигурной гайки 22, на наружных ребрах 23 которой имеется правая резьба 24. Последняя взаимодействует с ответной внутренней правой резьбой полумуфты 25, которая посредством съемных элементов, например, болтов 26 или съемных шпонок соединена с нижней полумуфтой 27, имеющей на нижней части левую резьбу 28,взаимодействующую с ответной резьбой корпуса 1. Гайка 19 имеет рычаги 29, закрепленные посредством резьбы или осей 30 на головке гайки 19, а полу муфта 25 имеет продольные пазы 31 для взаимодействия с рычагами 29, предназначенными для передачи крутящего момента гайке 19 и полумуфтам 25 и 27, имеющим гнезда под съемную шпонку 32, последняя из них имеет радиальные отверстия 33. На фиг. индексами 1 2, 3 и 4 обозначен шаг соответствующего резьбового соединения. С правой стороны показано ввинчивание рычагов и болтовое соединение полумуфт, а с левой стороны крепление рычагов на осях и полумуфт посредством съемной шпонки. Работа устройства происходит следующим образом. На рисунке представлена ситуация, когда клапан 8 своей уплотнительной поверхностью 10 перекрывает канал седла 12, предотвращая поступление текучей среды в трубопровод 5 отвода текущей среды, которая из распределительной камеры 3 через канал седла 11 поступает в отводной трубопровод 4 через буферную камеру 2. В случае необходимости подачи текучей среды в трубопровод 5 отвода осуществляют перемещение клапана 8 до его взаимодействия уплотнительной поверхностью 9 с нижним торцом седла 11. Перемещение происходит следующим образом. При вращении вправо (по часовой стрелке) рычагами 29 гайки 19 и полумуфты 25 шток 7 поднимается вверх,так как он зафиксирован от проворота плашками 16 и 17, которые застопорены шпильками 18, а резьбовая часть штока 7 вынуждена ввинчиваться в резьбовую часть гайки 9, перемещая шток на величинуза один оборот, последняя, благодаря наличию наружной левой резьбы 20,взаимодействующей с ответной резьбой 21 на фигурной гайке, дополнительно перемещает шток 7 в верхнем направлении на величину 2. Фигурная гайка 22 из-за наличия расположенных в пазах корпуса 1 наружных ребер 23 не имеет возможности вращаться, а может только перемещаться в осевом направлении ввиду наличия правого резьбового соединения между фигурной гайкой 22 и полумуфтой 25 на величину 3. Одновременно с этим за счет взаимодействия между верхней резьбой корпуса 1 и резьбы нижней полумуфтой 27 посредством резьбы 27 левой нарезки шток 7 совместно с гайкой 19 и фигурной гайкой 22 переместятся за один оборот в правом направлении на величину 4. Таким образом, за один полный оборот рукоятки клапан 8 суммарно переместится на величину 1234. Например, при наиболее часто употребляемом в элементах буровых установок шаге резьбы 6,35 мм суммарный ход штока с клапаном составит 25,4 мм. По мере достижения верхним уплотнителем 9 торца верхнего седла 11 весь объем потока текучей среды пойдет через канал седла 12 в нижний трубопровод 5 отвода. При необходимости подачи рабочей жидкости в оба трубопровода клапан 8 устанавливается в промежуточном положении между седлами 11 и 12. При необходимости корректировки положения клапана 8 относительно седел 11 и 12 первоначально расфиксируют плашки 16 и 17 за счет отвинчивания шпильки 18 через одно из боковых отверстий 33 нижней полумуфты 27, а затем осуществляют вращение штока 7 за лыски 13 ключом. Ввиду того, что гайка 19 удерживается рукоятками 29, шток 7 вращается вместе с плашками, перемещаясь в верхнем или нижнем направлении в зависимости от направления вращения. В дальнейшем осуществляют фиксацию плашек 16 и 17, в которых могут быть фиксационные гнезда или лыски. При необходимости регулировки относительного положения полумуфт 25 и 27 вывинчивают болты 26 или извлекают съемные шпонки 32, разводят полумуфты вращением полумуфты 25 относительно фигурной гайки 22 или нижней полумуфты 27 относительно корпуса 1. При вращении полумуфты 25 рычаги 29 отвинчивают или отклоняют вокруг осей 30. По мере завершения процесса регулировки полумуфт вновь соединяют их болтами 26 или шпонками 32, опускаемыми в гнездо, образующееся между стенками полумуфт. Ввиду того, что элементы привода вынесены за пределы потока текучей среды, а клапан и седла легко заменяемы следует ожидать значительного увеличения срока службы элементов привода клапана. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Клапанный распределитель потока,содержащий корпус,четырехступенчатый поступательно-возвратный резьбовой привод запорного клапана,расположенного в распределительной камере и трубопроводы подвода и отвода потока текучей среды, отличающийся тем, что запорный клапан выполнен в виде запорного элемента двустороннего действия,установленного с возможностью попеременного взаимодействия с седлами двух противоположно расположенных в распределительной камере трубопроводов отвода потока. 2. Клапанный распределитель по п.1,отличающийся тем, что каждая из ступеней резьбового привода выполнена с возможностью вращения независимо от других ступеней при сборке и регулировке. 3. Клапанный распределитель по п.2,отличающийся тем, что элемент привода вращающихся частей резьбового привода выполнен в виде ввинчиваемых или откидных рычагов,невращающиеся элементы резьбового привода имеют средства временной расфиксации их в виде шпилек или съемных шпонок.