Прибор к пневматическому насосу для регулирования интервала рабочего времени

Класс 59 с, 4 Я 33061 МЗ ГА 7 ЕН 7 НА ивъкжжрз:ымс ллцю-"л гд-клжцтвюки ОПИСАНИЕневматическому насосу для регулиинтервала рабочего времени. прибор вания К патенту инв г, Нь ной фирмы йнгерсалль Равд Компани" (пцегаоИ Вапо-Иорке, США, заявленному 1 декабря 1929 г(заяв, свид,59392).ьный изобретатель ин-ц Сноуден Байер РедфильдВауагд ВеФед). пу),ействител Зповйп О выдаче патента опубликовано 31 октября 1933 года.Деиствие патента распространяется на 15 нет от 31 октября 1933 21) Изобретение относится к насосам дляколодцев или скважин с баком, псме-щенным в глубине колодца и снабжен-ным трубой для впуска сжатого газа или давящей среды и трубой для выбрасывания жидкости из Сака.Согласно изобретению праресс выкачивания регулируется прибором, приводимым в движение от двигателя и дающим выдержку определенного времени,Интервал времени выдерживается с таким расчетом, чтобы колодезный бак успел наполниться нефтью или другою жидкостью раньше, чеМ начнется впуск в бак свежей порции сжатого газа для выталкивания жидкости из бака.Основная задача изобретения в создание выдерживающего интервалы времени аппарата, который управляет выпускным клапаном, оперативно связанным с главным клапаном насоса. Вторая задача - дать возможность давлению выходить из бака через выпускной кла-, пан в течение всего времени, требующегося для того, чтобы бак снова наполнился выкачиваемою жидкостью.Насос может работать при помощи сжатого воздуха или естественного газа,или любой давящей среды, в зависимости от характера выкачиваемой жидкости, В случае применения естественного газа не должно быть выпуска в атмосферу; вместо этого выпуск должен производиться в бак или приемник со значительно более низким давлением, чем давление в главной подающей трубе.Одна из форм выполнения изобретения изображена на прилагаемом чертеже, где схематически показаны, отчасти в разрезе, колодец и насос.Бак А помещен в глубине колодца В, снабженного обсадной трубой С. К баку подходят подающая давящая среду труба Й и выбрасывающая выкачиваемую жидкость труба Е, в нижней части которой сделана небольшая отдушина Р, через которую давящая среда проникает в выбрасываемый столб нефти, помогая последней подниматься по принципу аэролифта.Точное местоположение отдушины т- зависит в некоторой степени от длины бака Л, но практика показала, что хорошие результаты получаются, если отдушина г помещена ближе к дну бака, чем к верхней стенке. Благодаря такомуустройству столб нефти в трубе Е может быть поднят на довольно большую высоту раньше, чем в трубу войдет через отдушину Р давящая среда, которая насытит жидкость газом и расширит ее в сторону выпускного отверстия трубы Е. Через отдушину Р и труоу Е не будет происходить потери давящей среды до тех пор, пока нефть в трубе Е не поднимется до такой высоты, при которой давящая среда начнет содействовать дальнейшему подъему нефти на поверхность земли.Подача главной давящей среды в бак из резервуара регулиоуется главным или дроссельным клапаном Н, помещающимся в коробке 1, а выпуск давления из колодезного бака управляется выпускным клапаном К коробки Е, Основная полость клапана Кполностью остается соединенною с атмосферой с того момента, как весь запас нефти выкачан из бака, и до момента следующей выкачки, так что свежая нефть может беспрепятственно накопляться в баке.Выпускной клапан состоит из тела, снабженного с обоих концов поршнями или головками 22, 23, соединенными стержнем 24. Тело 25 клапана зажато между заплечиками 2 б и 27 головкой и движется вместе с поршнями, а винт 28, входящий в прорезь 29 тела клапана, играет роль направляющей этого тела и препятствует вращениЬ последнего. Отверстие 30 в головке 23 позволяет давящей среде проходить из центрального .пространства клапанной коробки в боковое пространство коробки, находящееся за головкой 23, и способствует понижению давления в указанном пространстве при понижении давления в центральной части коробки, Если к наружной поверхности головки 22 приложено полное .давление давящей среды, поступающей из главного резервуара, то выпускной клапан передвигается влево в положение, изображенное на чертеже, если противодействующее давление, приложенное к наружной поверхности головки 23, понижено. Когда выпускной клапан находится в показанном на чертеже положении, то сообщение. источника давящей среды с баком прервано, и бак сообщен с атмосферой через окно 31 зыпускного клапана и через трубку Г 2,соединяющую клапанную коробку с атмосферой.Прибор О, регулирующий интервалы времени и приводимый в движсние от двигателя, работающего при помощи главной давящей среды, устроен таким образом, что скорость двигателя может быть изменяема ручным вентилем для того, чтобы регулировать по желанию величину промежутка времени, в которое бак должен заполняться выкачиваемой жидкостью.Пневматический двигатель Р вращает кулачковый диск 9 который через опоеделенные интервалы времени приводитпри помощи соответствующего механизма в движение клапан Я, регулирующий работу выпускного клапана Я, Двигатель Р управляется клапаном 5, который, в свою очередь, управляется движениями выпускного клапана К. Поршень 7, двигающийся в коробке У, помогает кулачному диску Я управлять пружинным клапаном Й, Последний нормально держится в поднятом положении, как показано на чертеже, и позволяет давящей среде проходить из резервуара 6 по трубкам Р и Ив правое боковое пространство коробки выпускного клапана и этим удерживать выпускной клапан в сообщении с атмосферой до тех пор, пока поршень Т кулачкового клапана находится под давлением.Между коробкой 0 поршня Т и главной подающей трубой Й бака включен при помощи труб а и д небольшой резервуар Х. В трубе Ь помещен возвратный клапан с, позволяющий давящей среде быстро течь по направлению от колодезной трубы В к резервуару Х, но замедляющий прохождение этой среды в обратном направлении. В то время, как в баке А давление выталкивающей среды понижено (после разряда бака), давление в резервуаре Х понижается ничтожно, благодаря возвратному клапану с, и таким образом под поршнем Т сохраняется достаточно большое давление для того, чтобы поршень был прижат книзу и нажимал вниз рычаг 4 против действия сжатой пружины е.Рычагвращается на цапфе , прикрепленной к кронштейну д, а противоположный конец рычага соединен шарниром Ь с защелкой , которая снабже на пружиной Й и в которой скользит стержень о прижимающийся к шаровому каналу р, Стержень д., прилегает к клапану р и надавливает на шаровой клапан г, на который с противоположной стороны нажимает пружина я. Когда рычаг д находится в изображенном на чертеже положении, т.-е, в период накапливания нефти в баке А, клапанные шарики р и г клапана Я находятся в своем верхнем положении. Кода давление в резервуаре Х исчезнет благодаря истечению давящей среды через возвратный клапан с, поршень У поднимется под действием пружины е, двигатель Р придет в движение, а защелка у не упадет в выемку 1 кулачкового диска Я, а будет скользить по периферии этого диска до тех пор, пока по истечении одного оборота диска выемка 1 не окажется против защелки. В течение указанного оборота диска клапан Й продолжает оставаться в поднятом положении.Скорость двигателя Р регулируется дросселем и таким образом, что кулачковый диск Я делает один оборот в течение такого промежутка времени, который необходим, чтобы в баке А нанопилась нефть, За этот промежуток вр: - мени давление над поршнем Т пони. зится, вследствие чего, когда выемка 1 подойдет под защелку /, последняя упадет в выемку и позволит стержню о опуститься, так что оба клапанных шарика р и г изменят свое положение. В результате получается передвижение выпускного клапана К в обратную сто. рону и, следовательно, начнется подача давящей среды в бак А,В течение периода времени, когда происходит накопление нефти в баке А, главный клапан Н остается открытым, а выпускной клапан К отрезает подачу давящей среды в бак до тех пор, пока не подействует клапан кулачкового диска Й.Главный клапан Н состоит из цилиндрической чашки а, плотно прилегающей к направляющему стержню я и скользящей по нему, причем внутренняя полость чашки соединена трубкой х с буферным резервуаром К, который, при помощи трубки у и возвратного клапана Г, соединен с главной трубой В,подающей сжатую среду в бак Л. Возвратный клапан Х снабжен сужением, позволяющим давящей среде быстро проходить из трубы Й в чашку о главного клапана Н (для уравновешиваниярклапана); но когда давление в баке А прекратится и начнется накопление нефти в баке, то, благодаря сужению возвратного клапана Е, давление в чашке главного клапана Я уменьшается медленно.задача сужения в возвратном клапане Л зЪключается в выдержке времени с тем расчетом, чтобы изменение давления внутри чашки э главного клапана и всегда запаздывало относительно давления в баке А, Когда в бак подается полное давление для выталкивания из него нефти, то давление это более или менее быстро проникает внутрь чашки о; когда же давление в баке исчезает, то давление в чашке з понижается медленно.Главный клапан О имеет фланец 3, прилегающий к седлу 4; кроме того, у клапана Н имеется шейка 5 для того, чтобы получить суженное пространство между упомянутой шейкой и стенками клапанной коробки. Пружина б стремится открывать клапан, когда давление внутри чашки з достаточно уменьшается вследствие уменьшения давления в колодезном баке после выбрасывания из него нефти. Когда бак А вполне опорожнится, сжатый газ или давящая среда, напоавляющаяся из главного резервуара 6 через трубу 7 и через суженное место, образуемое шейкой 5, и далее по трубе 8, через выпускной клапан К, по трубе 9 в бак А, - заставляет главный клапан И быстро закрыться. После того, как во время заполнения бака нефтью главный клапан Н снова откроется и когда давящая среда будет снова впущена в бак А, клапан Н уже не закроется под этим вторым внезапным толчком давящей среды, так как в это время чашка клапана уже успела потерять давление и пружина б удерживает клапан в открытом положении. Другими словами, высокое давление внутри коробки 1 с большой силой держит чашку э в поднятом положении, если внутри чашки давление отсутствует.Коробка У главного клапана снабже-на небольшой отдушиной или пропуск ным каналом 1 О, благодаря которому при падении давленияв трубах 8, 9 и Е) по окончании периода выкачки просачивающаяся сквозь канал 10 давящая среда помогает быстрому поднятию давления в трубе 8 и в коробке 1. выпускного клапана К.Предположим, что все части находятся в положении, которое изображено на чертеже, т,.е. давящая среда не поступает в колодец и что выпускной клапан Ж находится в положении выпуска в атмосферу. Восстанавливающееся, благодаря каналу 1 О, давление в нижней стороне главного клапана Н будет стремиться уравновесить давление с внутренней и с наружной стороны клапана и, вследствие этого, клапан будет открываться пружиной б. Образующееся же в клапанной коробке Е давление не приведет выпускной клапан К в движение, так как все внутренние подвижные части этого клапана испытывают одинаковое давление со всех сторон, кроме нижнего окна клапана, когдапоследнее соединено с атмосферой че-рез трубу 12. Но давящая среда, про.сачивающаяся через канал 10 нороокиглавного клапана, пройдет вслед затемиз коробки выпускного клапана через трубку 13 в коробку 14 .управляющего двигателем клапана 5, Поршень 15 клапана 5 придет в движение и заставит клапанные шарики 1 б и 17 вместе с разделяюшим их стержнем 18 передвинуться вправо, преодолевая давление пружины 19, и таким образом позволит давящей среде пройти в двигатель Р по трубе 20, соединенной с источником, давящей среды через коробку 1 главного клапана. Двигатель Р придет в движение и заставит вращаться кулачный, диск ф Спустя один оборот диска по направлению часовой стрелки от пока. занного на чертеже положения диска,поршень Т будет поднят поужиной е благодаря исчезновению да вления над поршнем, и защелка 1 упадет в выемку Г диска. Нажимаемая пружиной пластинка 21 служит упругим упором длязащелки 1, предохраняющим части отполомки в том случае, если бы двига-тель не остановился после за падания защелки в выемку, При падении защелки 1 клапанные шарики р и г приходятв положение, обратное тому, которое изображено на чертеже, так что труба Р; соединенная с коробкой Л выпускного клапана, начинает сообщаться с атмосферой через трубу 22", а накопившееся в коробке Е давление заставляет выпускной клапан К передвинуться вправо, т.-е, в такое положение, в котором давящая среда пройдет через трубу В в бак Л для выкачки из него жидкости,В общем действие насоса происходит следующим образом.Предположим, что все части находятся в таком положении, которое показано на чертеже, причем бак Л только что опорожнен и в нем снова начинает накопляться свежая нефть. Главный клапан Н открыт и удерживается в открытом состоянии пружиной б, так как давление внутри клапанной чашки ю понизилось или вышло обратно через трубку х, через буферный резервуар У, возвратный клапан Е и трубку д. Выпускной клапан К передвинут в левое положение положение выпуска) и удерживается в этом положении главной давящей средой, нажимающей на клапанкую головку 22. Подающие трубы В и 9 сообщены с атмосферой через выпускную трубу 12, так нак главное тсло 25 клапана 1( перекрывает своим окном отверстия труб 9 и 12.Давление над поршнем У, производимое сжатой средой, поступающей по трубе а из вспомогательного резервуара Х еще не успело значительно понизиться от вытекания через возвратный клапан с, и поэтому не позволяет поршню Т подняться под действием пружины е, так что клапан Й, включая клапанные шарики р и г, находится в изображенном на чертеже положении, пропуская сжатую среду к головке 22 выпускного клапана К и удерживая его таким образом в положении выпуска в атмосферу.Раньше, чем главный клапан Н снова откроется, сжатая среда просочится через канал 10 в коробку главного клапана и создаст давление в коробке выпускного клапана, откуда по трубке 13 давление передается к поршню 15 управляющего двигателем клапана 5 и заставит клапанные шарики 16 и 17 передвинутьсяи выпустить давящую среду из трубы 20в двигатель для пуска в ход посл-диего.В течение времени, необходимого дг.яповорота кулачкового диска Я на одиноборот, поршень Т освобождается отдавления и защелка 1 скользит по пери-ферии диска до тех пор, пока выемка гне станет против защелки; тогда защелкападает в выемку и останавливает двигатель, позволяя в то же время клапанным шарикам р и у переменить своеположение, В результате труба Ж получит сообщение с атмосферой черезтрубку 22", вследствие чего давлениевнутри коробки выпускного клапанапередвинет выпускной клапан Х вправо,пока головка 22 не упрется в лобовуюстенку клапанной коробки,После этого выпускной клапан стоитв положении нагнетания. При этом пред-,полагается, что был выдержан интервалвремени, достаточный для того, чтобы вбаке успела накопиться нефть. В рассматриваемый момент сжатая среда изглавного источника проходит через главный клапан Н, который теперь открыт,через трубу 8, огибает выпускной клапан К и далее по трубам 9 и В поступает в бак А для выбрасывания нефтииз последнего. Труба 13 сообщена теперьс атмосферой через трубку 12 клапаннойкоробки, и поэтому клапан 8 двигателяпреграждает впуск давящей среды в двигатель,В чашке о главного клапана Н давление создается сжатой средой, поступающей из буферного резервуара У; такчто происходящий при окончании выкачки бака вследствие падения давленияв баке А внезапный прилив сжатойсреды, устремляющейся мимо шейки 5,быстро закроет клапан Н, Однако, этотклапан опять откроется, когда давлениевнутри чашки э снова упадет,Процесс газирования нефти во времяпрохождения последней по трубе Ж наповерхность земли происходит следующим образом,По мере поднятия уровня выкачиваемой жидкости в колодце, а, следовательно, и в баке А, а также и в трубе Е,жидкость покрывает отверстие Р и будетпродолжать подниматься до тех пор,пока не начнут действовать приборы,предназначенные для выталкивания ее. из бака, Тогда сжатая среда начнет проходить в бак А и, производя давление на поверхность жидкости, будет вытеснять ее через труоу Е и, следовательно, понижать уровень жидкости в баке А, Когда отверстие Р обнажится, сжатая среда проникнет в трубу Ж, где переместится со столбом жидкости и будет способствовать подъему жидкости, расширяя ее по направлению к выпускному отверстию трубы.Предмет патента,1, Прибор к пневматическому насосу для регулирования интервала рабочего времени с применением подающей сжатый газ трубы, соециченной с устройством, состоящим из пропускающего сгкатый газ главного клапана, из выпускного клапана, включенного в главную подающую трубу после главного клапана, и из двигателя, служащего для приведения в действие самого прибора, отличающийся тем, что выпускной клапан К, предназначенный для перерыва прохождения сжатого газа по подающему газ трубопроводу 6 - 7 - 8 - 9 - О, сообщает этот трубопровод с атмосферой через трубу 12, помещенную между главным клапаном Н и местом подачи газа в бак А колодца,2, Форма выполнения прибора по и, 1, отличающаяся тем, что выпускной клапан К предназначен для управления подачи сжатого газа в двигатель Р с выпуском его из двигателя, для чего коробка Е клапана соединена трубою 13 с управляющим работой двигателя Р клапаном 5, сообщающимся с трубою 20, подающей к нему сжатый газ, поступающий через главный клапан из резервуара 6.3. Применение при приборе по п.п. 1 и 2 регулирующего подачу газа приспоссбления, состоящего из кулачкового диска Я, имеюшего вырез 1 и приводимого в периодическое вращение двигателем Р, каковой диск предназначен для перестановки. находящегося под воздействием пружины клапана Р, управляющего перемещением выпускного клапана К, для чего клапан К сообщаеткоробку А клапана К с резервуаром 6 через трубу У или же с атмосферою через трубу 22" путем западания соеди. ненной с клапаном защелкив вырез 1 диска, с целью приостановки вращения его на требуемый интервал времени, каковая защелкавыдвигается из выРезапри помощи приспособления, действующего независимо от диска и состоящего из цилиндра с поршнем 7; находящегося под действием сжатого газа и имеющего шток, соединенный двуплечим рычагом с защелкою у.