Распределитель потока

 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано для ввода ингибиторов гидратообразования и коррозии на скважинах и других объектах нефтяной и химической промышленности. Цель изобретения - повышение надежности распределителя потока . Распределитель потока содержит корпус 1 с входным и выходным каналами, в котором размещен гидродвигатель в виде гидроцилиндра 2, поршень которого соединен через шток с зубчатой рейкой 5, клапанный распределитель в виде подпружиненных клапанов 33, связанных через толкатели с наклонным вращающимся кулачком 30, причем приводной вал 26 кулачка связан через шестерню с зубчатой рейкой 5, и командоаппаратв виде коаксиально расположенных первого и второго клапанов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 05 D 7/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ V

М V (21) 4808836/24 (22) 04.04.90 (46) 15.04.92. Бюл. N. 14 (71) Специализированное проектно-конструкторское бюро "Союзгазавтоматика" (72) А,А.Фильченков (53) 621.646.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1257619, кл. G 05 D 7/01, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1667019, кл. G 05 D 7/01, 1990. (54) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ПОТОКА (57) Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано для ввода ингибиторов гидраИзобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано для ввода ингибиторов гидратообразовэния и коррозии на скважинах и других объектах нефтяной и химической промышленности, особенно где отсутствуют источники энергии.

Известен распределитель потока жидкости, содержащий корпус с расположенными в нем гидравлическим шестеренчатым двигателем и механизмом распределения потока, выполненным в виде водила, жестко соединенного с валом шестеренчатого двигателя, с наклонным к оси вращения вала кулачком, и клапанного распределителя с клапанами, подпружиненные толкатели которых установлены с возможностью взаимодействия с кулачком.

Однако наличие шестеренчатого двигателя в распределителе делает невозможным распределение водных или спиртовых,» ЯЛ 1727113 А1 тообразования и коррозии на скважинах и других объектах нефтяной и химической промышленности, Цель изобретения — повышение надежности распределителя потока. Распределитель потока содержит корпус

1 с входным и выходным каналами, в котором размещен гидродвигатель в виде гидро. цилиндра 2, поршень которого соединен через шток с зубчатой рейкой 5, клапанный распределитель в виде подпружиненных клапанов 33, связанных через толкатели с наклонным вращающимся кулачком 30, причем приводной вал 26 кулачка связан через шестерню с зубчатой рейкой 5, и командоаппарат в виде коаксиально расположенных первого и второго клапанов. 1 з,п. ф-лы,4 ил. растворов, например, ингибиторов на кустах газовых скважин, из-за повышенного износа трущихся поверхностей, Известен распределитель потока жидкости, содержащий расположенные в корпусе гидравлический двигатель и механизм распределения потока в виде водила с наклонным кулачком, а также клапанный распределитель с подпружиненными клапанами, толкатели которых установлены с возможностью взаимодействия с кулачком. Гидравлический двигатель выполнен в виде гидроцилиндра с поршнем, связанным с зубчатой рейкой, причем подпоршневая полость двигателя содержит командоаппарат в виде золотника с серьгой и его привода, состоящего из установленной враспор продольно изогнутой пружины и штанги переключения пружины, закрепленной на поршне.

1727113

Однако надежность работы золотников стакими жидкостями,,как например, ингибиторы, также оказывается недостаточной.

Целью изобретения является повышение надежности распределителя.

С этой целью командоаппарат в виде коаксиально расположенных первого и второго клапанов, причем штоковая полость гидроцилиндра соединена через первый клапан с бесштоковой полостью, которая соединена через полый шток второго клапана с перепускным каналом, а между бесштоковой полостью и перепускным каналом установлен элемент задержки открытия первого клапана в виде поршня, подпружиненного со стороны перепускного канала.

Кроме того, перед входным каналом установлен регулируемый дроссель, вход которого соединен с перепускным каналом через переливной клапан.

Исключение золотниковой пары повышает срок службы распределителя, уменьшает затраты на обслуживание.

Кроме того, введение элемента задержки открытия первого клапана создает условия герметичного закрытия выходного клапана, что обеспечивает работоспособность устройства на несжимаемых жидкостях.

На фиг. 1 представлен распределитель потока, разрез; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел — элемент задержки открытия первого клапана; на фиг, 4 — узел

II — второй клапан, разрез.

Распределитель потока содержит корпус 1 с входным (" Вход" ) и выходными ("Выход") каналами, гидродвигатель, выполненный в виде гидроцилиндра 2 с поршнем 3, соединенным штоком 4 с зубчатой рейкой 5. Полость гидроцилиндра 2 делится поршнем 3 на штоковую Б и бесштоковую В полости. Поршень 3 с нижнего торца имеет седло 6 (из резины).

На нижнем торце гидроцилиндра 2 смонтирован стакан 7, в полости которого находится подвижная каретка 8 с пружиной

9. На верхнем торце каретки 8 смонтирован первый клапан 10 командоаппарата. В верхнем конце стакана 7 выполнено клапанное седло 11. В полости каретки 8 расположена пустотелая тяга 12, оканчивающаяся сверху вторым клапаном 13 командоаппарата, расположенным коаксиально первому клапану 10.

Клапан 13 снизу имеет фигурный выступ для упора в верхний торец 14 каретки 8. Тяга

12 снизу снабжена упором 15 (регулятор рабочего хода) для взаимодействия с нижним торцом каретки 8. Снизу стакан 7 закрыт крышкой 16, имеющей выход, соединенный с перепускным каналом 17.

Бесштоковая полость В соединена с перепускным каналом 17 через элемент задержки открытия первого клапана 10, состоящий из цилиндра 18, поршня 19, пружины 20.

Штоковая Б и бесштоковая В полости соединены со входным каналом "Вход" каналами 21 и 22 через регулируемый дроссель 23.

Между входом и выходом гидродвигателя установлен переливной клапан 24, вход которого через канал 25 подключен ко "Входу" и дросселю 23, а выход соединен с выходом гидродвигателя и перепускным каналом 17. Клапанный распределитель выполнен в полости корпуса 1 и состоит из установленного на подшипниках приводного вала 26, имеющего шестерню 27, находящуюся в зацеплении с зубчатой рейкой 5 гидродвигателя.

Правый конец вала 26 имеет водило 28 и закреплен в корпусе 1 с помощью промежуточной опоры 29, которая разделяет полость корпуса на камеры Г и Д и имеет каналы для жидкости.

Водило 28 имеет наклонный вращающийся кулачок 30. вершина которого лежит в точке пересечения его собственной оси с осью вращения вала 26 (точка Е);

По окружности вращения кулачка 30 выполнены подпружиненные клапаны, состоящие из тол кателей 31, пружин 32 и шариков

33.

Перепускной канал 17 соединен с камерой Д.

Распределитель работает следующим образом.

B исходном состоянии все полости распределителя заполнены жидкостью.

Жидкость со "Входа" через дроссель 23 по каналам 21 и 22 под рабочим давлением подается сразу в штоковую Б и бесштоковую В полости гидродвигателя, так как в этот момент первый клапан 10 и седло 11 находятся в разомкнутом состоянии. Вследствие того, что клапан 13 замкнут с седлом

6, полость B разобщена с выходом — каналом 17— и давление в полости B достигает входного. B силу того, что диаметр (площадь сечения) тяги 12 меньше диаметра (площади сечения) штока 4, при равенстве давления рабочей среды в полостях Б и В поршень 3 со штоком

4 начинает двигаться вверх, а поршень 19 элемента задержки смещается вправо, сжимая пружину 20. При движении штока 4 рейка 5 вращает шестерню 27 и следовательно, вал 26. При этом приходит в движение водило 28, кулачок 30 которого совершает качание вокруг точки Е без вращения, Полный ход штока 4 поворачивает вал 26 на 360О, т.е, 1727113 кулачок 30 совершает полное качание вокруг точки Е, поочередно надавливая на толкатели 31, которые, сдвигаясь вправо, отрывают от седла шарики 33, при этом жидкость, выдавленная штоком 4 из камеры Г, 5 поступает в камеру Д и через клапаны на

"Выход" из распределителя. Таким образом, за полное свое качание кулачок 30 поочередно надавит все толкатели 31 и введет порции жидкости в каждый выходной канал. 10

Причем порции введенной жидкости по объему пропорциональны времени и величине открытия клапана (шарика 33), Тяга 12 (клапан 13) вместе.с поршнем 4 идет вверх до тех пор, пока упор 15 тяги 12 15 не упрется в нижний торец каретки 8. В это время клапан 13 останавливается, а поршень 3 продолжает движение вверх, т,е. происходит размыкание клапана 13 с седлом 6. В образующуюся щель между клапа- 20 ном 13 и седлом 6 жидкость устремляется из полости В по внутреннему каналу тяги 12 на выход из гидродвигателя и далее по перепускному каналу 17 поступает в камеру Д и через клапаны (шарики 33) на "Выход" из 25 распределителя. Следовательно, давление в полости В падает до "выходного" и каретка 8 устремляется вверх под действием пружины 9, при этом клапан 10 смыкается с седлом 11. Одновременно поршень 19 эле- 30 мента задержки открытия клапана 10 под действием пружины 20 также смещается влево, вытесняя жидкость в полость В (т.е. возвращается в исходное состояние);

Наступает такое состояние устройства, 35 при котором рабочая жидкость со "входа" может попасть только в штоковую полость

Б. Поэтому под давлением этой рабочей среды, которая давит на поршень 3 сверху, поршень устремляется вниз, выдавливая 40 жидкость по внутреннему каналу тяги 12 и перепускному каналу 17 в камеру делителя

Д, которая через клапаны поступает на "Выход" распределителя. При этом движении вниз шток 4 рейкой 5 поворачивает вал 26 и, 45 соответственно кулачок 30, в обратную сторону на 360 (или кратно 360О). При этом жидкость аналогично описанному выше поочередно вдавливается в каждый выходной канал (" Выход" ), 50

По ходу движения поршня 3 вниз клапан 13 также смещается вниз до тех пор, пока своим фигурным выступом не упрется в верхний торец 14 каретки 8. В этот момент клапан 13 закроется и будет сдавливаться 55 резиновое седло 6.

Жидкость в бесштоковой полости В начинает сжиматься (давление растет). Поскольку полость В оказывается замкнутой,. возрастающее давление жидкости давит на поршень 19 элемента задержки и смещает

его вправо, сжимая пружину 20. Таким образом элемент задержки позволяет клапану 13 закрыться полностью (герметично), Поршень, продолжая смещаться вниз, упирается нижним выступом в клапан 13, который, в свою очередь, давит на торец 14 каретки 8 и смещает каретку 8 вниз, преодолевая сопротивление пружины 9. При этом клапан 10 отрывается от седла 11. (Сработала линия задержки открытия клапана 10). В. этот момент полость В сообщается с каналом 22 и в ней опять поднимается давление до "входного".

В силу указанной выше дифференциальности, поршень 3 начинает вновь двигаться вверх и весь процесс повторяется.

Данная последовательность выполняется до тех пор, пока на вход подается жидкость.

С целью ограничения количества движений поршня, т.е. увеличения срока службы распределителя за счет уменьшения интенсивности износа всех его элементов, поршневой клапан — переливной клапан

24 — настраивается таким образом, чтобы поршень 3 двигался со скоростью 1 — 2 двойных ходов в минуту, а остальной поток жидкости шел через клапан 24 непосредственно в камеру Д по перепускному каналу 17.

Формула изобретения

1. Распределитель потока, содержащий корпус с входным и выходными каналами, в котором размещены гидродвигатель в виде гидроцилиндра, поршень которого соединен через шток с зубчатой рейкой, а штоковая полость сообщена с входным каналом, а также клапанный распределитель в виде подпружиненных клапанов, связанных через толкатели с наклонным кулачком, размещенным в камере, которая соединена через подпружиненные клапаны с выходными каналами, причем приводной вал наклонного кулачка связан через шестерню с зубчатой рейкой, и командоаппарат, связанный через перепускной канал с камерой, о т л и ч а юшийся тем, что с целью повышения надежности распределителя, командоаппарат выполнен в виде коаксиально расположенных первого и второго клапанов, причем штоковая полость гидроцилиндра соединена через первый клапан с бесштоковой полостью, которая соединена через полый шток второго клапана с перепускным каналом, а между бесштоковой полостью и перепускным каналом установлен элемент задержки открытия первого клапана в виде поршня, подпружиненного со стороны перепускного канала, 2, Распределитель потока по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что перед входным

1727113 каналом установлен регулируемый дроссель, вход которого соединен с перепускным каналом через переливной клапан.

3f 3 Уу

9!

1727113

40

50

Составитель Л.Бараблина

Техред М.Моргентал Корректор С.Лыжова

Редактор Н.Каменская

Заказ 1278 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям..при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101