Клапанное устройство пробоотборника

Клапанное устройство пробоотборника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к техни- .ке морских геологоразведочных работ, а именно к пробоотборникам, может быть использовано при отборе проб придонной воды с больших глубин и позволяет изменить габариты и упростить конструкцию известных устройств.. Положительный эффект достигается путем уменьшения усилия, необходимого для открытия клапанного устрой

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10 спидом

ПОЛОВЮЬ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3913088/24-26 (22) t7.04.85 (46) 30.01.87. Бюл. № 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геологии минеральных ресурсов Мирового океана (72) И.Н.Сахалов и В.С.Коротин (53) 543.053(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 417506, кл. F 16 К 17/36, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 396519, кл. F 16 К 21/18, 1971.

„„SU„„1286927 А1 с5ц 4 С 01 N 1/10 // F 16 К 21/18 (54) КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ПРОБООТБОРНИКА (57) Изобретение относится к техни,ке морских геологоразведочных работ, а именно к пробоотборникам, может быть использовано при отборе проб придонной воды с больших глубин позволяет изменить габариты и упростить конструкцию известных устройств.

Положительный эффект достигается путем уменьшения усилия, необходимого для открытия клапанного устрой"

1286927 ства в условиях большой глубины за присасывания тарелки клапана 8 к счет выполнения седла клапана 12 седлу 12. Для повышения надежности в виде дифференциального поршня, ди-, устройства путем исключения преждеаметры d и d которого выбираются временного срабатывания в результате, в таком соотношении, чтобы при гид- например, случайного касания выстуростатическом давлении P сила Р пающих предметов при такелажных рар Н ботах шток-лидер 18 зафиксирован — Р1Й вЂ” Й /- — была больше силы

4 гидростопором 22, 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике для морских геологоразведочных работ, а именно к пробоотборникам, и может быть использовано для отбора проб придонной воды с больших глубин. 5

Цель изобретения — уменьшение габаритов и упрощение конструкции устройства, а также повышение надежности и повышение производительности работ.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство содержит корпус 1 с радиальным отверстием 2 и штуцером

3 в средней части. Пробка 4 с отверстием 5 установлена в корпусе с уплотнением 6 и сжимает пружину 7, упирающуюся в тарелку клапана 8, установленную с возможностью перемещения на величину h . Уплотнение 9 тарелки клапана 8 закрывает осевое от- верстие 10, переходящее в радиальное 11, седла 12, выполненного в виде дифференциального поршня и установленного с возможностью перемещения на величину h, снабженного уплотнениями 13 и 14 и механически связанного винтом 15 с втулкой 16. Последняя зафиксирована относительно корпуса 1 посредством шариков 17, штока-лидера 18 и пружины 19. Штоклидер 18 установлен в гайке 20, механически связанной с корпусом 1, и имеет канавку 21. В гайке 20 уста35 новлен гидростопор 22, причем поршень 23 гидростопора 22 входит в канавку 21 штока-лидера 18. Поршень 23 имеет канавку 24, снабжен уплотнением

25 и прижат к штоку-лидеру 18 пружи40 ной 26. Шарики 27 установлены в радиальных отверстиях корпуса гидростопора 22 с упором во втулку 28, прижатую к шарикам 21 пружиной 29.

Клапанное устройство работает следующим образом.

В исходном положении устройство погружается на дно водоема причем штуцер 3 герметично соединен со сливной полостью, а в конструкции гидростопора 22 предусмотрены технологические зазоры, по которым жидкость проникает к поршню 23.

Э

При погружении растет гидростатическое давление P которое прижимает тарелку клапана 8 к седлу 12 с силой и сР

F =Р- — 4 где Й, — диаметр осевого отверстия 1Ц прижимает седло 12 к втулке 16 с силой где Й,d — диаметры дифференциального поршня, при этом силы F, и F совпадают по направлению перемещает поршень 23 гидростопора 22 с силой р

F =Р- — - - (3)

4 где d4 — диаметр поршня 23.

При достижении глубины 1-10 м си/И ла F становится больше силы F сжатия пружины 26, Под действием силы F поршень 23 перемещается и выходит из зацепления со штоком 18, 5 при этом шарики 27 западают в канавку 24, Втулка 28 под действием пружины 29 перемещается влево и заклинивает шарики 27, предохраняя поршень

23 от обратного перемещения, 1286927

Применение предлагаемого устрой35 ства позволит уменьшить габариты и вес клапанного устройства пробоотборника, работающего на большой глубине и использующего энергию гидростатического давления.

Для открытия устройства используется гидростатическое давление, определяемое по формуле (2) и воздействующее на седло 12. Диаметры d,, d d выбираются в таком соотноше- 45

2 3 нии, чтобы сила F не превышала допустимой нагрузки на шариковый замок, сила Гг была больше силы F,, силы присасывания тарелки клапана

8 к седлу 12, определяемой по формуле (1) .

Например, для давления P — 600 кгс/смг di = 10 мм, d = 28 мм, li

d =26мм Р =600 — — ° 10 з Э 1 4 — 471 кгс F = 600 -- — (2 8г-2 бг ) = 55 г 4 — 508,8 кгс > F, .

Усилие F = 508,8 кгс не является предельным для шарикового стопова.

При касании дна шток 18 поднимается, сжимает пружину 7 и освобождает шарики 17. Седло 12 под действием силы F клапан под действием

l сил F, и Г перемещаются в одном направлении на расстояния соответственно h и h, . Так как конструктивно h меньше h, то между седлом

12 и тарелкой клапана 8 образуется щель, по которой рабочая жидкость под давлением Р протекает через отверстия 10, 11 и 12 в сливную полость (не показана). Устройство сработало.

При подъеме гидростатическое давление P падает. Когда усилие сжатия пружины 19 превышает сумму сил F, + !

+ F + F где F — сила трения петр

1 тр ремещения седла 12, F — сила сжатия пружины 7, клапанное устройство автоматически взводится. Пружина 19 поднимает втулку 16 с шариками 17, находящимися в гнездах втулки, и обжимает вниз шток 18 до упора в гайке 20. Шарики 17, западая в проточку корпуса 1, фиксируются штоком 18 (исходное положение). На борту судна оттягивают вправо втулку 28, освобождая шарики 27. При этом поршень 23 под действием пружины 26 перемещается влево и попадает в проточку 21 штока 18. Устройство взвеf дено.

f5

Для такого же проходного сечения

10 мм и тех же условий в устройстве по прототипу усилие отрыва тарелки клапана от седла Р = 471 кгс, что потребует значительного увеличения габаритов рычажного механизма, так как по условию работы пробоотборника срабатывание клапанного устройства должно происходить от однократно приложенной силы, не превьппающей

10 кгс.

В предлагаемом устройстве отсутствует рычажный механизм, что упрощает устройство.

Отсутствие предохранительного устройства в прототипе может привести к преждевременному срабатыванию клапана, в результате, например, случайного касания выступающих прединтов при такелажных работах. В предлагаемом устройстве шток-лидер 18 зафиксирован гидростопором, что повышает надежность устройства.

Отсутствие автоматического возвращения в исходное положение в прототипе требует дополнительных трудозатрат при обслуживании устройства.

Подобрав усилие сжатия пружины 18 таким образом чтобы оно превышало сумУ ( му сил F > F + F + F, получим

2 тр автоматическое возвращение устройства в исходное положение, что повышает производительность работ с геологоразведочной техникой.

Формула изооретения

1, Клапанное устройство пробоотборника, содержащее корпус, седло и подпружиненную тарелку с уплотнением, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и упрощения конструкции, седло клапана выполнено в виде дифференциального поршня, установлено в корпусе с возможностью осевого перемещения, совпадающего по направлению с направлением перемещения тарелки, причем ход поршня больше хода тарелки, а седло выполнено с Т-образным отверстием, при этом устройство снабжено втулкой, механически связанной с седлом и стопорным механизмом.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что стопорный механизм выполнен в виде шарикового стопора и снабжен подпружиненным штоком-лидером.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це5 1286927 6 лью повышения надежности, шток-ли- повышения производительности работр дер стопорного механизма снабжен гид- пружина штока-лидера стопорного меростопором. ханизма установлена с усилием, пре4. Устройство по пп. 1 и 2, о т — вышающим усилие, необходимое для пел и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью g ремещения седла н тарелки.

Составитель С, Бражников

Редактор Е.Копча Техред JI.Cåðäþêoýà Корректор М.Демчик

Заказ 7704/41 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4