Клапанное устройство пробоотборника

(19) 111) 27 А 01 И 1/10 // Р 16 К 21/1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСА ЭОБРЕТЕ ТЕЛ ОЙСТВО ПРОБОО(46) 30,01.87. Бюл. В 4171) Всесоюзный научно-исслбокий институт геологии минересурсов Мирового океана(56) Авторское свидетельствУ 417506, кл. Р 16 К 1/36,Авторское свидетельствоУ 396519, кл. Р 16 К 21/18,(54) КЛАПАН Е БОРНИКА (57) Изобретен ке морских гео а именно к про быть использов придонной воды позволяет изме стить конструк Положительный дователь ь СССР192.ССР1971. путем уменьшен мого для откры спи Ьую ОМЙ 774 ВТОРСНОМУ СВ ЪР е относится к техниогораэведочных работ,оотборникам, можетно при отборе пробс больших глубин иить габариты и упроию известных устройстффект достигаетсяя усилия, необходиия клапанного устрой"1286927ства 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 Й 2 и д которого выбираются временного срабатывания в результате, в таком соотношении, чтобы при гид- например, случайного касания выстуростатическом давлении Р сила Р пающих предметов при такелажных рагботах шток-лидер 18 зафиксирован - Р(Й 2 - о 2 /- - была больше силы4 гидростопором 22, 3 з.п. ф-лы, 1 ил, 1Изобретение относится к техникедля морских геологоразведочных работ,а именно к пробоотборникам, и можетбыть использовано для отбора пробпридонной воды с больших глубин. 5Цель изобретения - уменьшение габаритов и упрощение конструкции устройства, а также повышение надежности и повышение производительностиработ,На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.Устройство содержит корпус 1 срадиальным отверстием 2 и штуцером3 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 Ь, Уплотнение 9 тарелки клапана 8 закрывает осевое от-верстие 1 О, переходящее в радиальное 11, седла 12, выполненного в виде дифференциального поршня и установленного с возможностью перемещения на величину и , снабженного уплотнениями 13 и 14 и механически связанного винтом 15 с втулкой 16. Последняя зафиксирована относительнокорпуса 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 уста 35новлен гидростопор 22, причем поршень 23 гидростопора 22 входит в канавку 21 штока-лидера 18. Поршень 23имеет канавку 24, снабжен уплотнением25 и прижат к штоку-лидеру 18 пружи 40ной 26, Шарики 27 установлены в радиальных отверстиях корпуса гидростопора 22 с упором во втулку 28,прижатую к шарикам 27 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.ЭПри погружении растет гидростатическое давление Р, которое прижимает тарелку клапана 8 к седлу 12 с силойЯД 2Р = Р - - 11 4 фгде Й, - диаметр осевого отверстия 14 прижимает седло 12 к втулке 16 с силойгде Й ,Й - диаметры дифференциального поршня,при этом силы Р, и Р свпадают по направлению 2 перемещает поршень 23 гидростопора 22 с силойрР =Р- - (3)4где й 4 - диаметр поршня 23.При достижении глубины 1-10 м си/И ла Р становится больше силы Р сжатия пружины 26, Под действием силы Р поршень 23 перемещается и выходит из зацепления со штоком 18, б при этом шарики 27 западают в канавку 24, Втулка 28 под действием пружины 29 перемещается влево и эаклинивает шарики 27, предохраняя поршень 23 от обратного перемещения,1286927 Применение предлагаемого устрой 35ства позволит уменьшить габариты ивес клапанного устройства пробоотборника, работающего на большой глубинеи использующего энергию гидростатического давления.40Для открытия устройства используется гидростатическое давление, определяемое по формуле (2) и воздействующее на седло 12. Диаметры й,Й Й выбираются в таком соотношегф 3нии, чтобы сила Р не превышала допустимой нагрузки на шариковый замок, сила Гг была больше силы Рсилы присасывания тарелки клапана8 к седлу 12, определяемой по формуле (1).Например, для давления Р,- 600 кгс/см с 1 = 10 мм, с 1 г = 28 мм,1с 1 =26 мм Р =600 - -10Э 1 4= 471 кгс Р = 600 -- (2 8-2 6): 55г 4 ф- 508,8 кгсР, .Усилие Рг = 508,8 кгс не являетсяпредельным для шарикового стопова. При касании дна шток 18 поднимается, сжимает пружину 7 и освобождает шарики 17. Седло 12 под действием силы Рг, клапан под действиемсил Р, и Г перемещаются в одном направлении на расстояния соответственно Ьг и Ь . Так как ко руктивно Ь меньше Ь , 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 Р падает. Когда усилие сжатия пружины 19 превышает сумму сил Р + + Р + Р где Р - сила трения петр1 трремещения седла 12, Р - 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, осЪвобождая шарики 27. При этом поршень 23 под действием пружины 26 перемещается влево и попадает в проточку 21 штока 18. Устройство взведено. 5 10 15 20 25 30 Для такого же проходного сечения10 мм и тех же условий в устройстве по прототипу усилие отрыватарелки 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 превьппающей10 кгс.В предлагаемом устройстве отсутствует рычажный механизм, что упрощает устройствоОтсутствие предохранительного устройства в прототипе может привестик 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 превьппало сумУму сил Р ) Р + Р + Р , получимтравтоматическое возвращение устройства в исходное положение, что повышает производительность работ с геологоразведочной техникой,Формула изооретения 1, Клапанное устройство пробоотборника, содержащее корпус, седло иподпружиненную тарелку с уплотнением,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью 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 ходпоршня 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 стопорныймеханизм выполнен в виде шариковогостопора 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 це 5 1286927 6лью повышения надежности, шток-ли- повышения производительности работр дер стопорного механизма снабжен гид- пружина штока-лидера стопорного меростопором. ханизма установлена с усилием, пре 4. 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 5 ремещения седла н тарелки.Составитель С,Бражников Редактор Е.Копча Техред Л,Сердюкова Корректор М.Демчик Заказ 7704/41 Тираж 77 Ь ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4