Клапан перепускной это: Перепускной клапан

Перепускной клапан — это… Что такое Перепускной клапан?

Перепускной клапан (переливной клапан) — это устройство, предназначенное для поддержания давления среды на требуемом уровне путём перепуска её через ответвление трубопровода.^[1]

Среда может быть жидкая или газообразная.^[2]

Перепускной клапан поддерживает давление в системе путём непрерывного отвода жидкости (газа), чем он отличается от предохранительного клапана, который ограничивает повышение давления в системе сверх заданного путём однократного или периодического отвода жидкости (газа) из системы.

Конструктивно перепускной и предохранительный клапаны могут не отличаться друг от друга.

Также, как и редукционный клапан, перепускной клапан поддерживает постоянство давления в системе. Однако перепускной клапан поддерживает постоянным давление на входе в клапан («до себя»), а редукционный клапан поддерживает постоянство давления на выходе («после себя»).

Перепускной клапан и турбонаддув ДВС

Перепускной клапан (blow-off) используется для сброса избыточного давления создаваемого во впускном коллекторе в атмосферу. Так же, существует вариант сброса избыточного давления в начало тракта впуска (bypass).

Избыточное давление образуется вследствие понижения передачи, при сбросе газа.

Перепускной клапан в системе подачи топлива

Перепускной клапан в системе подачи топлива устанавливается рядом с топливным насосом^[3], а иногда и объединяется с ним. Он предназначается для слива избыточного топлива, подаваемого топливным насосом, обратно в топливные баки.^[4] таким образом перепускной клапан обеспечивает одинаковое давление в топливоподкачивающей системе независимо от режима работы двигателя.^[5] Соленоидный клапан работает вместе с перепускным перекрывая его, таким образом, герметизируя цепь высокого давления.^[6]

Перепускной клапан в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Перепускной клапан предназначен для возвращения жидкости из расширительного бака в радиатор охлаждения. Это необходимо потому что при охлаждении антифриз уменьшается в объёме и в системе образуется разрежение.^[7]

См. также

Примечания

Клапанная аппаратура

Если вы хотите сказать спасибо автору, просто нажмите кнопку: 

   
Каждая гидросистема помимо насоса, исполнительных гидродвигателей и распределительной гидроаппаратуры имеет в своем составе клапаны. Количество клапанов в зависимости от сложности системы варьируется от единиц до нескольких десятков, а в некоторых случаях их количество измеряется сотнями.

В данной статье будут описаны основные типы клапанов, наиболее часто встречающиеся в гидросистемах:

• Предохранительные клапаны
• 
  Редукционные клапаны
• 
  Обратные клапаны
• 
  Управляемые обратные клапаны
• 
  Тормозные (контрбалансные) клапаны.

Основной принцип действия клапана

Принцип действия простейшего клапана заключается в уравновешивании силы создаваемой давлением рабочей жидкости на площади седла и силы упругости пружины. Седло клапана — это конструктивный элемент, образующий рабочую кромку, обеспечивающую герметичное прилегание запорного элемента. Простейший клапан имеет конструкцию, изображенную на рисунке 1а. В корпусе 1 имеется рабочая кромка, к которой плотно прилегает поджатый пружиной 3 запорный элемент 2. Сила, создаваемая пружиной 3, определяет разницу давлений между полостями P и T при которой происходит открытие клапана. На рисунке 1б показан клапан в открытом состоянии, где стрелками показано направление движения рабочей жидкости. Двухступенчатые клапаны в зависимости от назначения могут иметь различную конструкцию и будут рассмотрены ниже.

Классификация

По виду запорного элемента различают несколько типов клапанов. Наиболее часто встречаются: сферический (шариковый), конический, плоский (см. рисунок 2). Благодаря высоким герметизирующим свойствам и технологичности наибольшее распространение получили сферические (шариковые) и конические клапаны.

По способу монтажа различают клапаны картриджные, трубного, стыкового (фланцевого) и модульного монтажа. Картриджные клапаны дополнительно подразделяют на вворачиваемые (резьбовые) и закладные. Существует еще одна категория – бескорпусные клапаны. Бескорпусные клапаны это, как правило, набор составляющих элементов клапана предназначенный для установки в клапанную плиту или корпус.

Картриджные и бескорпусные клапаны могут быть использованы в гидросистеме только в составе клапанного блока или установленными в индивидуальный корпус. На рис. 3, на примере клапанного блока картриджные и бескорпусные клапаны показаны до установки и в установленном состоянии.

Клапаны трубного монтажа имеют резьбовые порты для присоединения гидравлических линий. Клапаны стыкового монтажа обычно предназначены для установки непосредственно на гидроагрегат (например, на гидроцилиндр или гидромотор) и фиксируются группой резьбовых крепежных элементов. Клапаны трубного и стыкового монтажа показаны на рис. 4. и рис. 5.

К подгруппе клапанов стыкового монтажа относится модульная гидроаппаратура СЕТОР (см. рис. 6). В зависимости от максимально пропускаемого потока рабочей жидкости аппаратура разбита на несколько групп: CETOP 02, 03, 05, 07 и 08. Перечень компонентов СЕТОР включает в себя целый ряд гидрокомпонентов: это и всевозможные клапаны, и гидрораспределители, и аппаратура управления расходом, и даже фильтрация рабочей жидкости. Все элементы монтируются группами или по отдельности на монтажные плиты. Пример сборки гидросистемы на элементной базе CETOP 03 показан на рис.7.

Предохранительные клапаны

Предохранительный клапан относится к клапанам регулирования давления с кратковременным срабатыванием. Он устанавливается в гидросистему для ограничения максимально возможного давления в линии. Каждая гидросистема имеет предохранительный клапан в линии высокого давления выходящей из насоса. Предохранительные клапаны могут быть установлены в линиях, давление в которых не должно превышать заданной величины. Например, в линии питания гидродвигателей устанавливают предохранительные клапаны для ограничения в них давления и, как следствие, ограничения максимального создаваемого двигателем усилия. Кроме указанных выше у предохранительных клапанов имеется множество типовых применений.

Согласно ГОСТ 2.781-96 предохранительные клапаны на схемах обозначаются как показано на рисунке 8.

В схемных решениях предохранительный клапан может быть применен для обеспечения минимально заданного уровня давления или подпора в линии гидросистемы. При таком применении предохранительные клапаны принято называть подпорными, что отражает характер их работы.

Схематично устройство предохранительного клапана прямого действия изображено на рисунке. 9. В корпусе 1 установлен конический запорный элемент 2, прижимаемый к седлу пружиной 3. Настройка пружины осуществляется регулировочным винтом 4. Контргайка 5 служит для фиксации регулировочного положения винта. Подвижная опора пружины 8 уплотнена по зазору с корпусом 1. Замкнутый объем 6 и зазор 7 являются демпфером колебаний запорного элемента клапана. Клапаны прямого действия имеют высокую скорость срабатывания, что является их основным достоинством. К недостаткам можно отнести нестабильную работу и склонность к автоколебаниям. Также при увеличении рабочих расходов сильно увеличивается и размер клапана. 

Подобных недостатков лишены клапаны непрямого действия, которые часто называют двухступенчатыми или сервоклапанами. Устройство такого клапана показано на рисунке 10. К седлу корпуса 1 пружиной 9 прижат основной запорный элемент 2. В запорном элементе имеется дроссельное отверстие 3. Рабочую полость от линии слива Т отделяет пилотный клапан с запорным элементом 4, поджатый к седлу пружиной 5. Механизм регулировки поджатия пружины состоит из регулировочного винта 7 с контргайкой 10, опоры 6 и уплотнения 8.

Работа клапана происходит следующим образом: при давлении в линии Р ниже настройки срабатывания клапана, уровни давлений в рабочей полости и линии Р одинаковы, основной запорный элемент прижат к седлу пружиной 9. Начальные положения элементов клапана показаны на рисунке 10. При достижении давлением значения настройки пилотного клапана, последний открывается, и рабочая жидкость проходя через дроссельное отверстие 3 устремляется в линию Т. При прохождении рабочей жидкости через дроссельное отверстие создается перепад давлений между линией P и рабочей полостью. Этот перепад давлений воздействует на запорный элемент 2 и преодолевая усилие пружины 9, смещается, что приводит к открытию основного клапана.

Редукционные клапаны

Редукционный клапан относится к клапанам регулирования давления. Он устанавливается в гидросистему для поддержания давления в линии на более низком уровне, чем в основной линии. Иными словами, можно сказать, что редукционный клапан поддерживает давление на постоянном уровне «после себя», имея на входе более высокий уровень давления. Самым распространённым применением является поддержание давления в линии управления распределителями. Редукционные клапаны могут быть установлены в линиях питания гидродвигателей для ограничения в них давления и, как следствие, ограничения создаваемого двигателем усилия.

Согласно ГОСТ 2.781-96 редукционные клапаны на схемах обозначаются как показано на рисунке 11.

Схематично устройство редукционного клапана прямого действия изображено на рисунке 12. В корпусе 1 установлен конический запорный элемент 2, прижимаемый к корпусу пружиной 3. При давлении в линии А ниже настройки редукционного клапана рабочая жидкость беспрепятственно перетекает в линию А. После того, как усилие, создаваемое давлением на запорном элементе в линии А превысит усилие, создаваемое пружиной, запорный элемент смещаясь влево, перекроет ток рабочей жидкости из линии Р в А. При этом происходит дросселирование (понижение давления) жидкости на рабочей кромке, вызывая снижение давления в линии А, уравновешивая клапан в некотором положении. Для стабильного поддержания давления редукционным клапаном, полость пружины должна сообщаться с баком. Если в полости пружины создавать некоторое давление, то значение давления, поддерживаемое в линии А, будет увеличиваться прямопропорционально давлению в полости пружины. В этом случае речь идет о редукционном клапане с внешним управлением, а давление в полости пружины называют давлением управления.

Редукционные клапаны седельного типа (см. рис.12) обладают высокой скоростью срабатывания, что может привести к частым и сильным колебаниям давления. Для снижения колебаний давления применяют клапаны золотникового типа. Они обеспечивают более плавную характеристику без забросов давления, но не герметичны и имеют перетечку рабочей жидкости по зазору золотника. Редукционный клапан золотникового типа в рабочем положении показан на рисунке 13.

Для сохранения герметичности и обеспечения плавной характеристики применяются редукционные клапаны непрямого (двуступенчатого) действия. Устройство такого клапана показано на рисунке 14. К корпусу 1 пружиной 9 прижат основной запорный элемент 2. В запорном элементе имеется дроссельное отверстие 3. Рабочую полость А от линии слива Т отделяет пилотный клапан с запорным элементом 4, поджатым к седлу пружиной 5. Механизм регулировки поджатия пружины состоит из регулировочного винта 7 с контргайкой 10, опоры 6 и уплотнения 8.

Работа клапана происходит следующим образом: при давлении в линии А ниже настройки срабатывания клапана, уровни давлений в рабочей полости и линии А одинаковы, основной запорный элемент прижат к корпусу пружиной 9. При достижении давлением значения настройки пилотного клапана, последний открывается, и рабочая жидкость проходя через дроссельное отверстие 3 устремляется в линию Т. При этом создается перепад давлений между линией А и рабочей полостью, воздействующий на запорный элемент 2 и преодолевающий усилие пружины 9, смещает запорный элемент 2 вверх, что приводит к уменьшению проходного сечения (седло-клапан), снижению давления в линии А и уравновешиванию клапана в некотором положении, обеспечивающем заданное давление в линии А.

При понижении давления в линии А клапан под воздействием пружины опускается, увеличивая проходное сечение седло-клапан, что приводит к увеличению давления в линии А и уравновешиванию клапана в новом положении.

Еще одной разновидностью редукционного клапана можно считать редукционно-предохранительный или трехходовой редукционный клапан. Его обозначение на принципиальных гидравлических схемах показано на рис. 15.

Принцип работы редукционно-предохранительного клапана показан на рисунке 16. В корпусе 1 установлены основные элементы: пружина 3 и золотник 2. Пока давление в линии А ниже чем в питающей линии Р клапан 2 находится в правом положении и свободно пропускает жидкость из линии Р в линию А. (см. рис. 16А). При повышении давления в линии Р выше настройки пружины 3, золотник 2 смещается влево и начинает дросселировать жидкость прикрывая окно линии P (см. рис. 16Б), вплоть до полного закрытия (рис. 16В). Если при полном закрытии давление в линии А продолжает расти, то золотник смещается еще левее, приоткрывает окно линии Т и начинает сбрасывать жидкость из линии А в слив (см. рис 16Г)

Обратные клапаны

Обратные клапаны относятся к клапанам управления расходом. Основным их назначением является пропускание потока рабочей жидкости в прямом и блокирование в обратном направлениях. Конструктивно обратные клапаны схожи с предохранительными, но не имеют механизма регулировки сжатия пружины, а часто и самой пружины.

Согласно ГОСТ 2.781-96 обратные клапаны на схемах обозначаются как показано на рис. 17.

Рис. 17

Устройство простейшего обратного клапана соответствует показанному на рис.1а. Где жидкость имеет возможность проходить от линии P к линии Т, преодолев сопротивление пружины, которое эквивалентно значению из диапазона от 0,02 до 1МПа. При этом в обратном направлении жидкость пройти не может. Также распространены конструкции обратных клапанов без пружины.

Часто при проектировании гидросистемы появляется необходимость в применении обратного клапана способного пропускать поток жидкости в обратном направлении по внешнему сигналу управления. В таких случаях речь заходит об управляемых обратных клапанах.

Управляемые обратные клапаны называются гидрозамками и в соответствии с ГОСТ 2.781-96, имеют обозначения, показанные на рисунке 18:

Рис. 18

Схематично устройство гидрозамка изображено на рисунке 19. В корпусе 1 установлены управляющий поршень 4 и конический запорный элемент 2, прижимаемый к корпусу пружиной 3. Рабочим является закрытое положение клапана, при котором рабочая жидкость заперта в линии C2 (см. рис. 19А). Для принудительного открытия клапана давление подаётся в линию V1-C1. После того, как усилие на поршне 4, создаваемое давлением в полости V1-C1, превысит усилие на запорном элементе 2, создаваемое давлением в линии C2 и пружиной 3, поршень 4 переместится вправо и, смещая запорный элемент 2, откроет доступ жидкости из линии C2 в линию V2 (см. рис. 19Б). При подъеме нагрузки (см. рис. 19В) линия V2-C2 свободно пропускает жидкость к гидродвигателю (гидроцилиндру).

При определенных условиях в момент открытия гидрозамков в гидросистеме могут возникать ударные нагрузки, вызванные резким падением давления. Такие нагрузки отрицательно сказываются на большинстве элементов гидросистемы и снижают их ресурс. Для борьбы с этим явлением в гидрозамок встраивают декомпрессор 5 (см. рис. 20). Принцип работы замка с декомпрессором отличается от обычного тем, что при смещении управляющего поршня 4 первым открывается клапан декомпрессора 5. Смещаясь декомпрессор 5 создает небольшую перетечку жидкости из линии С2 в линию V2 и тем самым снижает в нагруженной линии давление. После этого происходит открытие основного клапана 2 и сброс жидкости из С2 в порт V2. Таким образом мгновенного соединения линии, находящейся под высоким давлением, с линией слива удается избежать.

Рис. 20

Одним из важнейших параметров гидрозамков является соотношение площадей седла основного клапана и управляющего поршня. Фактически соотношение определяет во сколько раз, запертое в полости C2 давление, может превышать давление в полости управления V1-C1 при сохранении работоспособности замка. Для замков без декомпрессора значение соотношения определяется как показано на рисунке 21А. Обычно значение соотношения лежит в диапазоне от 1:3 до 1:7. Для замков с декомпрессором определение значения соотношения показано на рис. 21Б. Значения соотношений для гидрозамков с декомпрессором может достигать значения 1:20 и более.

Рис. 21

Широкое распространение получили сдвоенные (двухсторонние) гидрозамки, предназначенные для фиксирования гидродвигателя в заданном положении независимо от направления приложенных к гидродвигателю усилий.

Согласно ГОСТ 2.781-96 двухсторонние гидрозамки на схемах обозначаются, как показано на рис 22.

Рис. 22

Устройство и принцип работы односторонних и сдвоенных (двухсторонних) гидрозамков аналогичны. В закрытом состоянии к седлам в корпусе 1 пружинами 5 и 6 прижаты запорные элементы 3 и 4 (см. рис. 23А). Управляющий поршень 2 в зависимости от наличия давления в линиях V1 и V2 смещается и открывает один из запорных элементов 3 или 4 (см. рис. 23Б)

Рис. 23

При проектировании гидравлических систем, содержащих гидрозамки нужно учитывать несколько условий:

·        В закрытом состоянии для надежного удержания нагрузки линии гидрозамков, ведущие к гидрораспределителю, должны быть разгружены в слив (см. рис. 24) Пренебрежение этим правилом ведет к неполному запиранию магистралей и «сползанию» нагрузки.

·        Для обеспечения безопасности при удержании нагрузки гидрозамки рекомендуется устанавливать, как можно ближе к исполнительному гидродвигателю или непосредственно на него.

·        При совпадении направления нагрузки на исполнительный орган гидродвигателя с направлением его движения (попутная нагрузка), гидрозамок может работать некорректно, постоянно закрываясь и открываясь. Этот режим работы приводит к возникновению ударных нагрузок в гидросистеме и преждевременному выходу из строя ее компонентов. В подобных случаях необходимо вместо гидрозамков применять тормозные клапаны.

Типовые схемы включения односторонних и двухсторонних гидрозамков показаны на рисунке 24.

При проектировании гидравлических систем, содержащих гидрозамки, необходимо учитывать, что для их корректной работы в режиме удержания нагрузки требуется, чтобы порты V1 и V2 были открыты в сливную линию. Это требование обычно обеспечивается установкой гидрораспределителя с золотником, линии А и В которого в нейтральном положении соединены с сливной линией. Примеры подключения показаны на рисунке 24

Тормозные клапаны

Тормозной клапан относится к клапанам регулирования давления. В технической литературе данный вид клапанов часто называют уравновешивающими или контрбалансными (counterbalance). Основное применение эти клапаны находят в системах где на гидродвигателях требуется длительное удержание нагрузки и возможно возникновение нагрузки, совпадающей по направлению с движением исполнительного органа гидродвигателя (попутной нагрузки). По количеству контролируемых линий гидродвигателя тормозные клапаны бывают односторонние и двухсторонние.

На схемах тормозные клапаны обозначаются как показано на рисунке 25.

Рис. 25

Далее будет рассмотрен принцип работы тормозных клапанов на примере работы гидроцилиндра.

Односторонний тормозной клапан.      

На рисунке 26 показано устройство одностороннего тормозного клапана, находящегося в состоянии удержания нагрузки. Клапан состоит из корпуса 10, в котором установлены: дроссель 11, клапан 4, седло 3 с пружиной 2, опорная шайба 1, обойма 7, упор 5, пружина 6 и регулировочный винт 8 с контргайкой 9. Гидравлический цилиндр удерживает нагрузку поршневой полостью. В отличие от гидравлического замка, который удерживает нагрузку независимо от ее величины, тормозной клапан откроется и сработает как предохранительный при величине давления определяемой настройкой поджатия пружины 6. Поэтому, для гарантированного удержания нагрузки такими клапанами давление их настройки выбирают выше максимального на величину от 20% до 50%.

Рис. 26

На рисунке 27 показан тормозной клапан, находящийся в состоянии подъема груза. Для подъема груза гидроцилиндром в порт V2 подается рабочая жидкость. При этом седло 3 смещается влево, преодолевая усилие, создаваемое пружиной 2. Рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра свободно уходит в сливную линию. Таким образом осуществляется подъем груза гидроцилиндром. При последующем соединении порта V2 со сливной линией тормозной клапан переходит в режим удержания груза. Дроссель 11 выполняет роль демпфера, который обеспечивает относительно плавное перемещение клапана 4.

Рис. 27

На рисунке 28 показан тормозной клапан в режиме работы с попутной нагрузкой. В начальный момент времени тормозной клапан, запертой им поршневой полостью удерживает груз. Поскольку поршневая полость заперта, то при подаче рабочей жидкости в штоковую полость, в ней создается давление, которое через дроссель 11 воздействует на клапан 4. Под воздействием давления в штоковой полости, клапан 4 преодолевает усилие пружины 6 и смещаясь вправо приоткрывает в слив линию С2, соединенную с поршневой полостью цилиндра. Шток гидроцилиндра приходит в движение. В режиме компенсации попутной нагрузки клапан 4 находится в некотором равновесном состоянии, при котором скорость движения штока гидроцилиндра строго определяется расходом рабочей жидкости, поступающим в штоковую полость. При отклонении клапана от равновесного состояния происходит следующее:

·        При слишком большом открытии клапана 4 расход жидкости С2-V2. превышает величину расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит падение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 4 и седлом 3 уменьшается. При этом расход С2-V2 снижается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

·        При слишком малом открытии клапана 4 расход жидкости С2-V2 ниже величины расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит увеличение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 4 и седлом 3 увеличивается. При этом расход С2-V2 увеличивается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

 Рис. 28

Двухсторонний тормозной клапан.       

В отличие от одностороннего тормозного клапана двухсторонний клапан используется в системах где есть необходимость удерживать гидравлические двигатели под знакопеременной нагрузкой и периодическим воздействием попутной нагрузки при движении как в прямом так и обратном направлениях.

На рисунке 29 показан двухсторонний тормозной клапан в состоянии удержания нагрузки. Его устройство идентично устройству одностороннего тормозного клапана. В его состав входят корпус 20, в котором установлены: разделительный клапан 10, клапан 4(14), седло 3(13) с пружиной 2(12), опорная шайба 1(11), обойма 7(17), упор 5(15), пружина 6(16) и регулировочный винт 8(18) с гайкой 9(19). Гидравлический цилиндр на рисунке 29 может удерживать нагрузку в поршневой или штоковой полости.

Рис. 29

На рисунке 30 двухсторонний тормозной клапан показан в состоянии подъема груза. При подаче рабочей жидкости в порт V2 седло 13, преодолев сопротивление пружины 11, сместится влево и жидкость поступит в порт С2 и поршневую полость гидроцилиндра. Рабочая жидкость из полости V2, проходя через канал в клапане 14, воздействует на клапан 4, смещая его влево. Разделительный клапан 10 в этот момент закрывает канал в клапане 4. При этом между клапаном 4 и седлом 3 образуется зазор, через который рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра проходит в сливную линию. Таким образом происходит подъем груза гидроцилиндром. При последующем соединении порта V2 и V1 со сливной линией, тормозной клапан переходит в режим удержания нагрузки. При восприятии нагрузки штоковой полостью гидроцилиндра работа клапана происходит аналогично.

Рис. 30

На рисунке 31 показан тормозной клапан в режиме работы с попутной нагрузкой. В начальный момент времени тормозной клапан, запертой им поршневой полостью удерживает груз. Компенсация попутной нагрузки будет проходить в плече C2-V2. Рабочая жидкость, поданная в порт V1, преодолев усилие пружины 2, смещает седло 3 вправо и через порт С1 попадает в штоковую полость гидроцилиндра. Поскольку поршневая полость заперта, то при подаче рабочей жидкости в штоковую полость, в линии V1-C1 возникает давление, которое через канал в клапане 4 проходит к торцу клапана 14 и преодолев усилие пружины 16 смещает его вправо. Разделительный клапан 10 закрывает канал в клапане 14. При этом появляется зазор между клапаном 14 и седлом 13, через который рабочая жидкость из поршневой полости уходит в сливную линию и шток гидроцилиндра движется вниз. В режиме компенсации попутной нагрузки плечом С2-V2 клапан 14 находится в некотором равновесном состоянии, при котором скорость движения штока гидроцилиндра строго определяется расходом рабочей жидкости, поступающим в штоковую полость. При отклонении клапана от равновесного состояния происходит следующее:

При слишком большом открытии клапана 14 расход жидкости С2-V2. превышает величину расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит падение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 14 и седлом 13 уменьшается. При этом расход С2-V2 снижается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

При слишком малом открытии клапана 14 расход жидкости С2-V2 ниже величины расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит увеличение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 14 и седлом 13 увеличивается. При этом расход С2-V2 увеличивается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

При удержании нагрузки штоковой полостью, компенсация попутной нагрузки будет проходить в плече C1-V1 и клапан 4 будет находится в равновесном состоянии. Порядок поддержания равновесного состояния аналогичен описанному.

Рис. 31

Так же как у гидрозамков, важнейшим параметром тормозных клапанов является отношение рабочей площади основного клапана к площади основного пилотного элемента. Фактически этот параметр показывает соотношение давлений в полостях V1 и C2 необходимых для преодоления усилия пружины 6. Обычно значения соотношений для тормозных клапанов лежат в диапазоне от 1:3 до 1:8. На рисунке 32 показано как определяется соотношение площадей исходя из геометрических размеров клапана.

Рис.32

При проектировании гидравлических систем, содержащих тормозные клапаны, необходимо учитывать, что для их корректной работы в режиме удержания нагрузки требуется, чтобы порты V1 и V2 были открыты в сливную линию. Это требование обычно обеспечивается установкой гидрораспределителя с золотником, линии А и В которого в нейтральном положении соединены с сливной линией. Примеры подключения показаны на рисунке 33

Внимание! Данная статья авторская. При копировании ее с сайта обязательно указывать источник!

С Уважением,

Начальник конструкторского отдела

Лебедев М.К.

Тел.: (495) 225-61-00 доб. 234

E-mail: [email protected]

Как работает перепускной клапан масляного фильтра

Масло необходимо для смазки двигателя. Но загрязненное масло может приводить к сильному и дорогостоящему повреждению двигателя. Это значит, что рабочий масляный фильтр крайне важен для хорошего состояния вашего двигателя.

Масляный фильтр выполняет три основные задачи:

• Удаляет загрязнения из масла. В том числе грязь, окисленное масло, частицы металла.
• Улавливает и удерживает загрязнения до следующей замены масляного фильтра.
• Устраняет избыточное сопротивление, позволяя достаточному количеству чистого масла попадать в двигатель для обеспечения оптимальной работы.

Можно увеличить срок службы масляного фильтра, если использовать хорошее синтетическое масло – оно лучше очищено, чем обычное масло, поэтому служит дольше, и в нем меньше загрязнений. Однако этого не всегда достаточно.

Назначение перепускного клапана масляного фильтра

Со временем фильтр забивается, и масло больше не может свободно проходить через него. Кроме того, иногда масляный насос в соответствии с потребностями двигателя подает больше масла в фильтр, чем фильтр может пропустить. Если в двигателе не окажется масла для смазки всех движущихся деталей, он будет серьезно поврежден. Даже грязное нефильтрованное масло лучше, чем никакого. Поэтому в хороших масляных фильтрах есть перепускной клапан, гарантирующий постоянную подачу масла при любых условиях.

Перед тем как рассмотреть принцип работы перепускного клапана, начнем с того, что является нормальными условиями работы масляного фильтра. В этом случае масло проходит через фильтр, очищающий его от загрязнений для защиты двигателя.

Однако если двигатель не прогрет или работает с высокой частотой оборотов, масла, проходящего через фильтр, недостаточно для полной смазки. В этом случае масло проходит через перепускной клапан, что гарантирует подачу достаточного количества масла для смазки. Если масло проходит через перепускной клапан, это означает, что оно отфильтровано лишь частично.

Кроме того, если фильтр забит, то пружина в масляном фильтре открывает подачу масла через перепускной клапан без какой-либо фильтрации.

Следует отметить, что при низкой частоте вращения двигателя, и если двигатель прогрет, перепускной клапан не открывается, и в двигатель попадает только очищенное масло.

Смотрите больше с Garage Gurus

Хотите узнать подробнее? Посмотрите ролик, в котором эксперт Garage Gurus рассказывает подробно о масляном фильтре и перепускном клапане.

Перепускной клапан

Перепускные клапаны используются для поддержания оптимального давления в жидкой или газообразной среде. В отличие от предохранительных клапанов, которые ограничивают давление при помощи единовременного или периодического отведения среды из системы, клапан перепускной отводит жидкость или газ (например, пар) непрерывно, благодаря чему в системе также постоянно поддерживается требуемый уровень давления, но несколько иным способом. На сегодняшний день на российском рынке трубопроводной арматуры представлено немало моделей перепускных клапанов (как отечественных, так и зарубежных производителей), однако лишь немногие сочетают в своей конструкции такие первостепенные для любой арматуры качества, как надёжность и долговечность. Представляем Вам модель ARI-PRESO от германского производителя ARI-Armaturen.

Возможности применения перепускных клапанов

Если следовать терминологии, то перепускной клапан ARI-PRESO можно назвать регулировочным клапаном дифференциального давления с пружинным управлением. Данная модель предлагается в исполнениях корпуса из литой стали, нержавеющей стали, ковкого чугуна (так чаще всего называется чугун с шаровидным графитом) и серого чугуна. Что касается функциональных особенностей ARI-PRESO, то отметим, что далеко не каждое изделие подобного типа способно находить столь широкое применение. Перепускные клапаны ARI-PRESO используются:

• для защиты насосного оборудования. За счёт подключения регулировочных клапанов ARI-PRESO параллельно к насосам последние надёжно защищаются от резких перепадов давления;




• в линиях теплообменников и других источников потребления. В системах, где используется термомасло, клапаны ARI-PRESO обеспечивают минимальный оборотный объём;




• для защиты от чрезмерных перепадов давления в системах с повышенной производительностью;




• в паро-конденсатных системах для поддержания требуемого уровня давления и предотвращения испарения среды.

Что касается сфер применения перепускных клапанов ARI-PRESO, то это промышленность и производство, системы отопления и различные технические установки. Среды, с которыми могут работать клапаны ARI-PRESO: различные жидкости и газы, в том числе нейтральные, а также водяной пар. Регулировочные клапаны дифференциального давления ARI-PRESO имеют номинальный диаметр в пределах от 15 до 100 мм и рассчитаны на работу при температуре от -60 до +450 градусов Цельсия (температура среды). Номинальное давление составляет 16 бар.

Другие достоинства моделей перепускных клапанов ARI-PRESO

Из других достоинств клапанов ARI-PRESO, помимо функционального пружинного управления, отметим также сильфонное уплотнение штока. Сильфонные конструкции, как известно, существенно повышают прочность арматуры и её устойчивость к различным механическим воздействиям. Этим же целям способствует и компактное исполнение корпуса, благодаря чему изделия ARI-Armaturen могут служить долгие годы без малейших проблем и не требуют никакого технического обслуживания. Кроме того, выделим наличие дросселирующего затвора, обеспечивающего исключительно точную регулировку и ведение с посадкой на седло. И последнее, о чём необходимо сказать — это простота в управлении и точность настройки работы перепускных клапанов ARI-PRESO, что, впрочем, характерно для всей линейки оборудования от ARI-Armaturen.

Заявку на приобретение Вы можете отправить на [email protected] или через каталог сайта. Есть вопросы или дополнения, пишите свои комментарии к статье и в форуме.

Что такое перепускной клапан?

Перепускной клапан — это устройство, обычно используемое в водопроводной сети, производстве электроэнергии и других областях, в которых трубы проводят материалы под давлением для поддержания давления в трубопроводе над клапаном. Он также может быть установлен в качестве защитного устройства для предотвращения повышения давления, и при использовании в сочетании с датчиками и аварийными сигналами он может предупредить оператора о проблеме вдоль линии. Многие потребители имеют клапан или два вокруг своих домов, особенно те, кто использует пропановое топливо для отопления и приготовления пищи. В большинстве случаев на нем установлена ​​нажимная шкала, указывающая состояние линии.

Этот клапан работает, чувствуя давление вверх трубы от себя. Он имеет определенный уровень давления, который поддерживается с помощью механизма спиральной пружины, который открывается, когда давление на входе или ниже по потоку начинает расти, а давление на входе снижается. В аварийной ситуации, когда давление на входе слишком высокое, некоторые перепускные клапаны предназначены для предупреждения операторов, а другие могут выйти из строя. Лица, намеревающиеся установить этот тип клапана, должны рассмотреть свои потребности и выбрать наиболее подходящий.

При установке перепускного клапана рекомендуется, чтобы номинальное давление превышало максимальное давление системы, что предотвратит выход из строя, за исключением случаев экстремальной катастрофы. Установка запорного клапана вверх трубы из перепускной клапан также может быть использован для предотвращения чрезмерного давления в системе. Также рекомендуется, чтобы они были защищены от твердых частиц, которые могут быть перенесены в трубопровод с помощью установленного и часто обслуживаемого фильтра по трубе.

Обычно отсечные клапаны располагаются вверх по трубе и вниз по трубе перепускного клапана, обеспечивая доступ для технического обслуживания и замены. Если полное отключение системы не представляется возможным, обязательно установите обводную линию, чтобы система могла продолжать работу во время обслуживания клапана. В случае опасных материалов перепускной клапан должен иметь хорошие уплотнения и линию утечки для предотвращения возможных разливов.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Перепускной и обратный клапаны

Рис. 35. Перепускной и обратный клапаны

Установка терморегуляторов (сиречь количественной регулировки) на отопительные приборы создает новые условия всей системе отопления. Например, за окном резко потеплело, теплопотери дома снизились, температура в помещении начала подниматься. В этом случае все автоматические терморегуляторы понимают эту информацию однозначно: нужно перекрывать теплоноситель на радиаторы и перекрывают его. Так как расход теплоносителя через радиаторы в этот момент стремится к нулю, давление в подающей магистрали резко возрастает. Нужно принимать меры к выравниванию давления. Для этого в систему сразу за циркуляционным насосом включают перепускной клапан (рис. 35) и соединяют его с трубой подачи и обратки. По сути, это тот же предохранительный клапан, который мы устанавливали в группе безопасности за котлом, но в данном случае выходной патрубок перепускного клапана соединяется не с канализационной трубой, а с обраткой отопительного кольца (рис. 36).

Рис. 36. Пример установки перепускных и обратных клапанов

Терморегуляторы перекрывают радиаторы, давление в отопительном контуре возрастает, включается перепускной клапан и переводит теплоноситель в обратную магистраль, минуя отопительный контур, давление в контуре ослабевает и выравнивается. На сложных системах отопления с большим количеством отопительных контуров, сделанных по классической схеме, перепускные клапаны желательно ставить после каждого циркуляционного насоса, они помогут избежать многих проблем, связанных с разбалансировкой контуров. Для того чтобы при резком увеличении дифференцированного давления теплоноситель не пошел в обратную сторону, на трубу подачи сразу за насосом устанавливают обратный клапан. Этот механизм, снабженный слабой пружиной и запирающей заслонкой или конусом, беспрепятственно пропускает теплоноситель в одну сторону и наглухо запирает его при движении в обратную сторону. Целесообразность установки обратного клапана проверяют расчетом гидравлического сопротивления и дифференциального давления на этом участке отопительного контура, гидравлическое сопротивление клапана должно быть учтено при подборе циркуляционного насоса для данного отопительного контура.

Источник: «Отопление дома. Расчет и монтаж систем » 2011. Савельев А.А.

Перепускной клапан, применяемый в узле внутренней трубы для использования в колонковой трубе

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к керновому бурению и, в частности, хотя не исключительно, к устройствам и способам для доставки и удаления узла внутренней трубы в буровой колонне или установке.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В алмазном керновом бурении используется кольцевая головка бура, соединенная с узлом колонковой трубы. Колонковая труба прикреплена к концу ряда штанг, соединенных с образованием колонны. При бурении постепенно перемещают цилиндрические стержни горной породы или материала, через который бур и труба бура подаются с использованием последовательных рейсов. В этом типе бурения используется узел внутренней трубы, который имеет внутреннюю трубу для размещения керна, соединенную с узлом головки. Узел головки включает тело фиксатора, соединенное с корпусом клапана, который в свою очередь соединен с корпусом подшипника, который в свою очередь соединен с соединителем внутренней трубы. Узел внутренней трубы присоединен к соединителю внутренней трубы и может включать внутреннюю трубу, керноподъемную трубу и клетку подъемника. Узел внутренней трубы расположен внутри колонковой трубы, которая включает комбинацию головки бура, инструмента для расширения скважины, наружной трубы, посадочного кольца и закрепляющего соединения. Узел внутренней трубы может быть отведен на поверхность, когда внутренняя труба заполнена. Пустые узлы внутренней трубы могут быть доставлены от поверхности к концу буровой колонны для возобновления бурения.

Головка бура подается путем вращения буровой колонны при приложении направленного вниз давления. При этом буровая жидкость такая, как вода или буровые растворы, нагнетаются через центр буровой колонны, проходя узел внутренней трубы, и через конец головки бура, чтобы вынести выбуренную породу и другие обломки на поверхность через кольцевое пространство между стенкой скважины и наружной поверхностью буровой колонны.

Пробуриваемая скважина может быть расположена вертикально, под углом вниз, горизонтально, с наклоном вверх или прямо вверх. Пробуриваемая скважина может быть нормальной или сухой.

В сухих скважинах буровая жидкость отводится или частично отводится естественно через трещины или другие отверстия в породной толще, чрез которую проходит бурение. В нормальных скважинах буровая жидкость не отводится. Далее нормальные скважины, которые удерживают воду или частично удерживают воду, будут обозначены как мокрые скважины. Конечно, в случае горизонтальных или около горизонтальных скважин, вероятно, что буровая жидкость отводится естественно особенно при отводе узла буровой трубы или после его обратного нагнетания в конец буровой колонны.

Одним из способов вставления пустого узла внутренней трубы от поверхности назад к буровому наконечнику буровой колонны является использование жидкости, нагнетаемой позади узла внутренней трубы, чтобы толкать его вдоль буровой трубы внутри колонковой трубы к его положению для бурения. Пустой узел внутренней трубы размещается в буровой трубе на поверхности, а промывочный сальник привинчивается к концу буровой трубы, чтобы позволить нагнетание в нее жидкости. Это толкает узел внутренней трубы к концу буровой трубы, где он закрепляется на месте в его положении для бурения в колонковой трубе перед возобновлением операции бурения.

Когда узел внутренней трубы закреплен на месте, в результате произойдет увеличение давления нагнетаемой жидкости, которое будет отмечено и обеспечит указание на то, что узел внутренней трубы дошел до его положения для бурения и закреплен. Для того чтобы позволить это и для того чтобы позволить узлу внутренней трубы перемещаться в закрепленное положение, должен быть предотвращен проход жидкости через узел внутренней трубы. Также, когда узел внутренней трубы достигнет закрепленного положения, необходимо, чтобы жидкость имела возможность проходить через узел внутренней трубы, как часть процесса бурения, чтобы отвести выбуренную породу.

Для выполнения обеих этих функций перепускной клапан устанавливается в узле внутренней трубы, чтобы контролировать движение жидкости на различных фазах нагнетания и бурения.

Соответственно, когда узел внутренней трубы перемещается в положение, перепускной клапан находится в первом положении, которое закрывает расходные отверстия, через которые в противном случае жидкость могла бы протекать через узел внутренней трубы. После достижения узлом внутренней трубы колонковой трубы и положения для бурения, перепускной клапан будет установлен в закрытое положение, которое затем в результате приведет к скачку давления, которое дает оператору на поверхности указание на то, что узел внутренней трубы достиг закрепленного положения.

Это увеличение давления может поддерживаться или не поддерживаться до того, как оператор откроет клапан, чтобы сбросить давление. Перепускной клапан расположен так, что будет перемещаться в его второе положение самостоятельно или при сбросе давления в нагнетаемой жидкости, при этом расходные отверстия для жидкости в узле внутренней трубы открыты так, что закрепленный узел внутренней трубы готов к бурению. В этом положении расходные отверстия для жидкости теперь являются открытыми, и буровая жидкость имеет возможность проходить для выполнения нормальной операции бурения через узел внутренней трубы.

Однако перед возобновлением бурения и нагнетания буровой жидкости через буровую трубу жидкость в буровой трубе и пробуриваемой скважине является свободной для отвода из скважины. Это особенно относится к случаю сухой скважины, где жидкость имеет возможность естественно отводиться в толщу породы, или по отношению к скважинам, которые являются горизонтальными или наклоненными вверх.

Очевидно, это является нежелательным, поскольку операция бурения приостанавливается до нагнетания дополнительной жидкости в буровую колонну, чтобы возобновить операцию бурения. Это требует также опытного оператора, чтобы знать, когда жидкость находится в головке бура и бурение не возобновится без необходимой смазки, охлаждения и отвода обломков породы, которые обеспечиваются буровой жидкостью. Если головка бура движется без буровой жидкости, может произойти ее поломка.

Уровень техники и указанные выше проблемы привели в результате к разработке настоящего изобретения.

Конкретные объекты и преимущества настоящего изобретения станут понятными из последующего описания в связи с приложенными рисунками, в которых посредством иллюстрации и примера раскрыт вариант настоящего изобретения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является создание узла внутренней трубы, в котором клапанная часть узла является контролируемой и ответной на давление жидкости, подаваемой через колонковую трубу к узлу внутренней трубы, чтобы открывать и закрывать клапан в процессе, например, установки узла внутренней трубы в колонковой трубе и в процессе кернового бурения.

Задачи достигаются путем создания узла внутренней трубы, имеющего возможность транспортировки в закрепленное положение внутри колонковой трубы посредством рабочей жидкости и сохранения столба рабочей жидкости позади себя, перед, в процессе закрепления и в закрепленном положении на колонковой трубе. В частности, клапан предложенного узла выполнен, чтобы быть чувствительным к давлению рабочей жидкости на его заднем конце. Дополнительно, другое преимущество предложенного изобретения состоит в том, чтобы создать устройство клапана, которое является чувствительным к «состоянию» внутренней трубы, которая может быть как пустой, так и заполненной керном, готовым для отвода назад через скважину.

В соответствии с первым объектом настоящего изобретения предложен узел внутренней трубы, с возможностью освобождения закрепляемый в колонковой трубе буровой установки для кернового бурения, при этом узел внутренней трубы включает: корпус клапана, имеющий первый передний конец и второй задний конец и определяющий внутреннее отверстие, продолжающееся по оси в направлении между первым и вторым концами; по меньшей мере одно расходное отверстие для жидкости, выполненное через корпус клапана, чтобы позволить соединение по жидкости с областью, окружающей корпус клапана и отверстие; тело клапана с возможностью скольжения вдоль оси, размещенное в отверстии, чтобы открывать и закрывать расходное отверстие; смещающий элемент, действующий на тело клапана, чтобы смещать его в первом осевом направлении в отверстии; и направляющую положения для направления и контролирования положения тела клапана в отверстии по отношению к расходному отверстию; причем телу клапана придана форма для перемещения во втором обратном осевом направлении в отверстии, чтобы открывать и закрывать расходное отверстие посредством давления в жидкости, действующей на тело клапана через второй конец корпуса.

Возможно, узел дополнительно включает штифт клапана, установленный с возможностью осевого перемещения в отверстии, чтобы контактировать с телом клапана, смещающему элементу придана форма, чтобы смещать штифт до контакта с телом клапана. Штифт клапана в комбинации со смещающим элементом является действенным для обеспечения плавающего положения тела клапана в отверстии, чтобы быть чувствительным к давлению жидкости, размещенной в отверстии от открытого на поверхности конца скважины.

Предпочтительно, направляющая положения включает паз, выполненный в корпусе, и направляющий штифт, продолжающийся радиально от тела клапана, чтобы быть подвижным в пазу. Устройство в виде паза и направляющего штифта является благоприятным для обеспечения надежного и работоспособного закрепляющего механизма для тела клапана при минимальных радиальных размерах узла. Предпочтительно, паз включает отрезок, имеющий угловую часть, направляющий штифт имеет возможность перемещения вдоль отрезка и прохода угловой части. Более предпочтительно, угловая часть включает V-образный профиль. Такое устройство благоприятно для обеспечения контроля относительного положения направляющего штифта в пазу и частично для обеспечения сопротивления перемещению штифта в периферийном направлении с тем, чтобы обеспечить частичное закрепляющее устройство в виде выемки.

Предпочтительно, узел дополнительно включает подшипниковый узел, соединенный с первым концом корпуса клапана, по меньшей мере, часть подшипникового узла является подвижной вдоль оси по отношению к корпусу клапана, чтобы закрывать и открывать расходное отверстие. Подшипниковый узел передает осевое усилие на тело клапана так, что оно является чувствительным к открыванию и закрыванию расходного отверстия в соответствии с усилием, действующим на узел клапана от подшипникового узла.

Предпочтительно, устройство дополнительно включает удлиненный шпиндель, продолжающийся по оси между корпусом клапана и подшипниковым узлом, который дополнительно включает корпус подшипника, который продолжается по оси поверх шпинделя. Возможно, шпинделю придана форма для осевого перемещения в отверстии для контакта и воздействия на тело клапана для перемещения его в первом осевом направлении, чтобы открывать и закрывать расходное отверстие. Такое устройство является благоприятным, чтобы обеспечить механизм смещения тела клапана для закрытия расходного отверстия, когда внутренняя труба заполнена керном и бурение вперед временно отложено, чтобы позволить отвод керна из скважины.

Возможно, шпиндель жестко соединен с корпусом, а корпусу подшипника придана форма для скольжения по оси относительно корпуса клапана, чтобы открывать и закрывать расходное отверстие с его радиально наружной стороны. Предпочтительно, узел дополнительно включает смещающий компонент, установленный на шпинделе в узле подшипника, чтобы сообщать осевое перемещение корпусу подшипника или шпинделю относительно корпуса клапана. Возможно, узел может дополнительно включать втулку, установленную с возможностью скольжения вокруг области корпуса клапана вблизи расходного отверстия, втулка соединена с телом клапана через направляющий штифт и имеет форму для открывания и закрывания расходного отверстия посредством опоры на корпус подшипника. Благоприятно, что втулка и осевое перемещение шпинделя обеспечивают требуемый уровень осевого перемещения тела клапана в соответствии с усилиями на переднем конце узла так, чтобы изменить клапан между открытым и закрытым состояниями и обеспечить сигнал обратной связи для оператора через изменение давления рабочей жидкости.

Предпочтительно, узел дополнительно включает фиксатор, выполненный на или в направлении второго конца корпуса клапана, чтобы закреплять с возможностью освобождения узел внутренней трубы в по существу зафиксированном положении в колонковой трубе. Фиксатор является эффективным для захвата обращенной внутрь поверхности колонковой трубы и взаимодействия с дополнительными компонентами такими, как узлы ловильного инструмента, и компоненты отвода головки, общеизвестные из уровня техники.

В соответствии со вторым объектом настоящего изобретения предложен способ контроля течения рабочей жидкости в бурильной установке, включающий: рабочий клапан в узле внутренней трубы, чтобы поддерживать расходное отверстие жидкости узла в закрытом положении и позволить давлению жидкости толкать узел внутренней трубы в закрепленное положение в колонковой трубе буровой установки: i) в то время, когда давление жидкости приложено, чтобы толкать узел внутренней трубы в закрепленное положение; ii) когда узел внутренней трубы достигает закрепленного положения; iii) в то время, когда узел внутренней трубы закреплен, а давление жидкости сбрасывается на время; приложение дополнительного давления к жидкости для перемещения клапана в открытое положение, чтобы позволить жидкости протекать через узел внутренней трубы в процессе операции бурения.

Возможно, способ может дополнительно включать силовое перемещение тела клапана во внутреннем отверстии корпуса клапана путем приложения к нему давления жидкости через второй задний конец корпуса клапана.

Возможно, способ может дополнительно включать смещение тела клапана, чтобы закрыть расходное отверстие путем приложения давления жидкости, которое меньше, чем смещающее усилие на теле клапана i) в то время, когда узел внутренней трубы толкается в направлении закрепленного положения, ii) когда узел внутренней трубы достигает закрепленного положения и iii) в то время, когда узел внутренней трубы закреплен, и давление жидкости сбрасывается на некоторое время.

В качестве другого объекта предложен перепускной клапан в узле внутренней трубы, причем узел внутренней трубы с возможностью освобождения закреплен в колонковой трубе, имеющей головку бура, при этом давление жидкости используется для толкания узла внутренней трубы в его закрепленное положение в конце колонковой трубы, перепускной клапан работает, чтобы поддерживать расходные отверстия жидкости в узле внутренней трубы закрытыми, чтобы посредством этого позволить давлению жидкости толкать узел внутренней трубы в его закрепленное положение (а) в то время, когда давление жидкости приложено, чтобы толкать узел внутренней трубы в его закрепленное положение (b) когда узел внутренней трубы дошел до остановки в его закрепленном положении и (с) в то время, когда узел внутренней трубы закреплен, а давление жидкости на некоторое время сброшено, причем перепускной клапан после сброса давления на некоторое время работает на дальнейшее приложение давления жидкости на открытие расходных отверстий, чтобы позволить операцию бурения головкой бура колонковой трубы.

Предпочтительно, когда узел внутренней трубы достигает его закрепленного положения, расходные отверстия для жидкости в нем остаются закрытыми, посредством чего предотвращается отвод столба жидкости над узлом внутренней трубы. Это будет иметь значительные преимущества в операции бурения, поскольку в результате достигаются минимальные задержки между закреплением узла внутренней трубы и последующей готовностью к возобновлению операции бурения.

Перепускной клапан может включать тело клапана, которое является в основном цилиндрическим и которое вставлено в осевое отверстие в узле внутренней трубы. Тело перепускного клапана может перемещаться по оси в этом отверстии, чтобы открывать и закрывать расходные отверстия для жидкости. Давление жидкости может быть использовано для перемещения тела клапана в одном направлении, и сила может быть приложена посредством упругих средств (например, пружина) для перемещения тела клапана в противоположном направлении при сбросе давления жидкости.

Перепускной клапан может иметь направляющие средства, которые включают направляющий паз в осевом отверстии и направляющий штифт, установленный на теле перепускного клапана. Расположение направляющих паза и штифта может быть обратным таким, что направляющий паз расположен на теле клапана.

Направляющий паз может быть сформирован для контроля положения тела клапана, как при приложении давления жидкости, так и при его сбросе. Например, тело клапана может быть установлено в первое положение на конце направляющего паза, причем упругая сила, приложенная к телу клапана, удерживает его в этом положении. Усилие, обеспечиваемое посредством упругих средств, является достаточным, чтобы удерживать его в этом положении пока узел внутренней трубы перемещается посредством давления жидкости в колонковой трубе в его закрепленное положение и положение для бурения. При закреплении узла внутренней трубы и достаточном увеличении давления жидкости, чтобы преодолеть предопределенное усилие, приложенное посредством упругих средств, тело клапана перемещается и поворачивается, поскольку направляющий штифт на нем движется в направляющем пазу. Направляющий паз может быть расположен под углом так, что давление жидкости вызывает осевое и вращательное перемещение тела клапана ко второму положению, где оно удерживается давлением жидкости. В обоих первом и втором положениях тело клапана находится в таком положении, что расходные отверстия для жидкости являются закрытыми.

При сбросе давления жидкости упругие средства будут прикладывать достаточное усилие к телу клапана, чтобы переместить его снова по оси в третье положение. Направляющий паз снова расположен под углом, чтобы вызвать как осевое, так и вращательное перемещение тела клапана. Снова в третьем положении тело клапана закрывает расходные отверстия для жидкости, чтобы посредством этого предотвратить любой отвод жидкости, используемой для перемещения узла внутренней трубы в его закрепленное положение.

От третьего положения направляющий паз является в основном продольным таким, что приложение или сброс давления жидкости будет вызывать только осевое перемещение вдоль продольной оси осевого отверстия. Это осевое перемещение из третьего положения в четвертое положение приведет в результате к перемещению тела клапана от положения, где расходные отверстия для жидкости закрыты к четвертому положению, где расходные отверстия для жидкости открыты. Соответственно, когда давление снова прикладывается к телу клапана в третьем положении, оно будет перемещаться к открытому положению, в котором нормальная операция бурения может начаться. Приложенное давление будет достаточным для удерживания тела клапана в четвертом, открытом положении при бурении.

В другом объекте изобретения, когда узел внутренней трубы становится полным или заблокирован на торце головки бура, внутренняя труба будет действовать для перемещения перепускного клапана в положение, где расходные отверстия для жидкости закрыты. Это увеличивает давление жидкости, которое будет обнаружено на поверхности, после чего оператор будет знать, что внутренняя труба заполнена или блокирована. Когда это случится, оператор выполнит операцию отвода, причем ловильный инструмент подается в буровую трубу для прикрепления к узлу внутренней трубы. Ловильный инструмент действует, чтобы освободить фиксатор, удерживающий узел внутренней трубы на колонковой трубе, и затем отвести узел внутренней трубы на поверхность.

Перед направлением ловильного инструмента оператор поднимет буровую колонну от забоя скважины. Это приводит к разрушению керна вблизи головки бура и также снимает давление заполненной или блокированной внутренней трубы, действующее на перепускной клапан. В этом случае при отводе буровой колонны от забоя скважины вес столба жидкости в буровой колонне может быть достаточным, чтобы протолкнуть перепускной клапан в положение, где расходные отверстия для жидкости являются открытыми. Когда это происходит, жидкость в буровой колонне будет свободна для отвода в скважину.

Ловильный инструмент обычно имеет собственное устройство, которое будет взаимодействовать с узлом внутренней трубы, чтобы захватить его и в то же время освободить крепление узла внутренней трубы от колонковой трубы. Ловильный инструмент имеет трос, выходящий на поверхность, который используется для отвода узла внутренней трубы и ловильного инструмента. Это дает возможность удаления керна, после чего цикл повторяется с пустым узлом внутренней трубы, подаваемым в закрепленное положение в буровой трубе и колонковой трубе.

Узел внутренней трубы может иметь пару компонентов, которые перемещаются телескопически один по отношению к другому и расположены так, что подвижный вверх участок, который прикреплен к внутренней трубе, опирается на перепускной клапан. Упругие средства могут быть расположены между телескопическими компонентами, которые под заранее определенным давлением будут перемещаться, чтобы позволить одному из участков воздействовать на перепускной клапан, чтобы посредством этого переместить его в положение, в котором он закроет расходные отверстия для жидкости. Как упоминалось выше, это является указанием, посредством увеличения давления, которое показывает оператору, что внутренняя труба заполнена или блокирована.

В дополнение к заполнению колонковой трубы имеются другие обстоятельства, такие как блокирование внутренней трубы или износ бура до такой степени, что он теряет работоспособность и останавливает бурение. Это приведет в результате к перемещению перепускного клапана в положение, где он закроет расходные отверстия для жидкости. Эта неисправность при бурении снова обеспечит указание оператору на необходимость выполнения определенных действий.

Детальное описание одного или более вариантов изобретения обеспечено ниже с приложенными чертежами, которые показывают в том числе пример действия изобретения. Поскольку изобретение описано в связи с такими вариантами, следует понимать, что изобретение не ограничивается любым из описанных вариантов. С целью примера многочисленные конкретные детали представлены в последующем описании, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Конкретное выполнение настоящего изобретения теперь будет описано только в качестве примера и с отсылкой к приложенным чертежам, на которых:

фиг. 1 показывает сечение узла головки, включающего перепускной клапан,

фиг. 2а и 2b показывают сечение узла головки с перепускным клапаном в положении для нагнетания, причем фиг. 2b является увеличенным участком фиг. 2а,

фиг. 2с показывает перепускной клапан и направляющие средства для него, причем перепускной клапан показан в положении для нагнетания,

фиг. 3а и 3b показывают сечение узла головки с перепускным клапаном во втором положении,

фиг. 3с показывает перепускной клапан и направляющие средства, причем перепускной клапан находится во втором положении,

фиг. 4а и 4b показывают сечение узла головки с перепускным клапаном в его третьем положении,

фиг. 4с показывает перепускной клапан и направляющие средства для него, причем перепускной клапан находится в его третьем положении,

фиг. 5а и 5b показывают сечение узла головки с перепускным клапаном в его четвертом положении,

фиг. 5с показывает перепускной клапан и направляющие средства, причем перепускной клапан находится в его четвертом положении,

фиг. 6а и 6b показывают сечения узла головки, где участок узла головки был перемещен заполненной колонковой трубой в положение, где перепускной клапан был перемещен, чтобы закрыть расходные отверстия для жидкости,

фиг. 6с показывает перепускной клапан и направляющие средства, причем перепускной клапан перемещен в закрытое положение в результате заполнения внутренней трубы,

фиг. 7 показывает сечение узла головки, использующей эластомерные кольца для блокирования потока жидкости, когда колонковая труба является заполненной,

фиг. с 8 (а и b) по 12 (а и b) показывают второй вариант средств для контроля перемещения перепускного клапана 30, который включает втулку, расположенную вокруг наружной поверхности корпуса клапана.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 показывает сечение узла головки 10. Он включает соединитель 11 внутренней трубы, корпус 12 подшипника, корпус 13 клапана и тело 14 фиксатора. Узел головки 10 присоединен к внутренней трубе (не показана), которая принимает керн. Внутренняя труба посредством резьбы соединена с соединителем 11. Внутренняя труба и узел головки 10 вместе составляют узел внутренней трубы.

Корпус 12 подшипника посредством резьбы взаимодействует с соединителем 11 внутренней трубы и содержит нижний подшипник 16 и верхний подшипник 17. Шпиндель 18 размещен внутри и между подшипниками 16 и 17. Конец головки 19 шпинделя 18 расположен в корпусе 13 клапана. Конец головки 19 шпинделя 18 опирается на заплечик 20 корпуса 13 клапана и посредством этого действует, чтобы удерживать корпус 13 клапана по отношению к корпусу 12 подшипника. Пружина 22 сжатия воздействует на конец шпинделя 18, который в свою очередь через головку 19 шпинделя воздействует на корпус 13 клапана в направлении корпуса 12 подшипника и против сжимающихся тарельчатых пружин 23. Упорный подшипник 24 расположен в корпусе 12 подшипника и опирается на конец пакета тарельчатых пружин 23. Натяжная гайка 21 используется для регулирования сжимающего усилия, прикладываемого пружиной 22 сжатия и тарельчатыми пружинами 23. Это устройство позволяет вращение соединителя 11 внутренней трубы и корпуса 12 подшипника по отношению к корпусу 13 клапана.

Тело 14 фиксатора посредством резьбы взаимодействует с верхним концом корпуса 13 клапана. Оно включает пару закрепляющих рычагов 25, которые с возможностью поворота соединены с телом 14 фиксатора через штифты 26. Верхний конец каждого рычага 25 фиксатора смещен наружу посредством эластомерного кольца 27, которое расположено вокруг нижнего конца каждого рычага 25 фиксатора.

Перепускной клапан 30, имеющий в основном цилиндрическое тело, размещен в осевом отверстии 31 в корпусе 13 клапана. Перепускной клапан 30 имеет направляющий штифт 33, который расположен в направляющем пазу 34, наиболее хорошо видимом на фиг. 2с. Перепускной клапан 30 опирается на штифт 35, установленный в пружине 36, которая расположена в осевом отверстии 37 в шпинделе 18. Пружина 36 действует, чтобы поджимать штифт 35 к перепускному клапану 30.

Расходное отверстие 38 для жидкости продолжается от осевого отверстия 31 к наружной поверхности корпуса 13 клапана. Затвор для жидкости образован между гибким уплотнением 39, установочным заплечиком 40 и установочным кольцом (не показано), которое находится сверху наружной трубы (не показана) колонковой трубы. Следовательно, когда узел внутренней трубы находится в его положении для бурения, буровая жидкость, которая нагнетается вниз буровой трубы, должна затем протекать через тело 14 фиксатора в корпус 13 клапана и через расходные отверстия 38, чтобы затем проделать свой путь к головке бура между внутренней трубой и наружной трубой колонковой трубы. Буровая жидкость затем возвращается на поверхность через кольцевое пространство, образованное стенкой пробуренной скважины и наружной поверхностью буровой колонны.

Узел внутренней трубы, который включает узел головки 10 и внутреннюю трубу (не показана), прикрепленную к соединителю 11, предназначен как быть отведенным, когда внутренняя труба заполнена керном или блокирована, так и быть вставленным в буровую трубу после его отвода и опорожнения внутренней трубы. В зависимости от ориентации пробуриваемой скважины узел внутренней трубы может как быть опускаемым посредством ловильного инструмента и троса в его положение для бурения, так и альтернативно подаваться в его положение для бурения с помощью давления жидкости. В некоторых случаях плотность буровой жидкости может быть такой, что узел колонковой трубы может свободно падать в его положение для бурения в случае вертикальной скважины или скважины близкой к вертикальной. В случае вертикальной сухой скважины, где нет присутствия жидкости в буровой колонне, может быть необходимым опускание с поверхности с помощью ловильного инструмента и троса. Обычно, давление жидкости также может быть использовано для перемещения узла внутренней трубы в его положение для бурения. В случае настоящего изобретения это означает, что столб воды будет уже заполнять буровую трубу, когда узел внутренней трубы достигает его положения для бурения (также обозначенного как закрепленное положение), вследствие чего бурение может быть начато немедленно, скорее, чем снова ожидать заполнения трубы, что может быть в случае, если позволен отвод буровой жидкости.

В случае горизонтальной скважины будет необходимым перемещение узла внутренней трубы в его положение для бурения с помощью давления жидкости. Фиг. 2а, 2b и 2с показывают перепускной клапан 30, расположенный для перемещения узла внутренней трубы в его положение для бурения с помощью давления жидкости. В этом положении перепускной клапан 30 закрывает расходные отверстия 38 для жидкости. Установочный заплечик 40, который включает гибкое уплотнение 39, образует достаточный затвор для жидкости с внутренней стенкой буровой трубы (не показана), посредством чего по существу предотвращается проход жидкости через гибкое уплотнение 39 и установочный заплечик 40. Соответственно, когда перепускной клапан находится в положении, показанном на фиг. 2а, 2b и 2с, давление жидкости может быть использовано для перемещения узла внутренней трубы в его положение для бурения.

Как видно на фиг. 2с, направляющий штифт 33 перепускного клапана 30 расположен в конце 41 направляющего паза 34 (первое положение). Первый участок 34′ направляющего паза 34 расположен под углом по отношению к продольной оси корпуса 13 клапана с концом 41, расположенным сверху по отношению к корпусу 13 клапана, и с нижним концом 42 паза 34’, расположенным впереди верхнего конца 41. В этом положении пружина 36 штифта 35 сжата так, что штифт 35 поджимает перепускной клапан 30, чтобы удерживать направляющий штифт 33 в верхнем конце 41 паза 34′.

Поджимающее усилие, приложенное пружиной 36, является таким, что жидкость, используемая для перемещения узла внутренней трубы в положение для бурения, не вызывает перемещения перепускного клапана 30, в связи с чем расходные отверстия 38 для жидкости остаются закрытыми в процессе нагнетания. Перепускной клапан 30 остается в положении, показанном на фиг. 2а, 2b и 2с, поскольку узел внутренней трубы перемещается к его положению для бурения.

Фиг. 3а, 3b и 3с показывают узел внутренней трубы в его положении для бурения или закрепленном положении. Когда установочный заплечик 40 входит в контакт с установочным кольцом, перемещение узла внутренней трубы прекращается и фиксаторы 25 располагаются позади закрепляющего соединения (не показано) на колонковой трубе выше наружной трубы (не показана). Это закрепляет узел внутренней трубы по отношению к колонковой трубе, в результате чего узел внутренней трубы останавливается. Это в свою очередь приводит к пику давления в нагнетаемой жидкости, который дает указание на поверхности оператору, что узел внутренней трубы закреплен в его положении для бурения.

Это увеличение давления является достаточным, чтобы переместить перепускной клапан 30 в его второе положение, показанное на фиг. 3с. Это перемещение контролируется направляющим штифтом 33 и направляющим пазом 34 так, что, поскольку перепускной клапан 30 перемещается внутрь, он также поворачивается, поскольку направляющий штифт 33 перемещается вдоль первого направляющего паза 34′. Когда направляющий штифт 33 достигает нижнего конца 42 паза 34′, он удерживается в этом положении давлением жидкости. Второй направляющий паз 34» расположен под углом вверх так, что первый направляющий паз 34′ и второй направляющий паз 34» образуют форму в виде буквы v c нижним концом 42 в основании каждого соответствующего паза. Непрерывное поддержание давления жидкости будет, следовательно, удерживать перепускной клапан 30 в этом положении и поддерживать указание увеличенного давления для оператора на поверхности. В то же время, как показано на фиг. 3а и 3b, перепускной клапан 30 держит расходные отверстия 38 для жидкости закрытыми. Это означает, что увеличение давления жидкости будет оставаться до тех пор, пока оператор отключит нагнетание и откроет сбрасывающий клапан на поверхности.

Фиг. 4а, 4b и 4с показывают перепускной клапан 30 в его третьем положении, которое является следствием отключения нагнетания потока жидкости и открытия перепускного клапана на поверхности. При уменьшении давления жидкости над перепускным клапаном 30 штифт 35 и пружина 36 толкают перепускной клапан 30 в его третье положение. Как показано на фиг. 4с, направляющий штифт 33 теперь перемещен к верхнему концу 43 второго направляющего паза 34». Снова в этом положении перепускной клапан 30 держит расходные отверстия 38 для жидкости закрытыми. Это поддержание закрытия расходных отверстий 38 для жидкости является важным, поскольку это предотвращает отвод жидкости в буровой колонне над узлом внутренней трубы. Если бы расходные отверстия 38 для жидкости были открыты, в случае горизонтальной скважины или наклоненной вверх скважины или в случае сухой скважины, тогда столб жидкости над узлом внутренней трубы был бы свободен для отвода. Поскольку на поверхности подготовка буровой колонны для работы в режиме бурения занимает некоторое время, эта потеря жидкости, которую придется восстанавливать, вызовет задержку в возможности возобновления операции бурения. Возобновление операции бурения при отсутствии какого-либо потока жидкости, проходящего через головку бура является, очевидно, нежелательным и может привести в результате к перегреву и пережогу режущих элементов головки бура. Соответственно, путем поддержания столба жидкости в буровой колонне, операция бурения может быть возобновлена с минимальной задержкой.

Фиг. 5а, 5b и 5с показывают перепускной клапан 30 в его положении для бурения. В этом варианте требуется достаточное давление, чтобы переместить перепускной клапан 30 в его четвертое положение, как показано на фиг. 5а, 5b и 5с. Это давление нагнетания будет преодолевать усилие, прикладываемое штифтом 35 и пружиной 36. Как видно на фиг. 5с, третий направляющий паз 34»’ продолжается параллельно продольной оси узла головки 10, что в свою очередь вызывает перемещение перепускного клапана 30 вдоль осевого отверстия 31 так, что он опирается на конец головки 19 шпинделя 18. В этом положении расходные отверстия 38 для жидкости являются открытыми, что позволяет буровой жидкости проходить к головке бура. Перепускной клапан 30 будет удерживаться в этом открытом положении при поддержании требуемого давления в потоке жидкости. Если по какой-либо причине давление в потоке жидкости будет сброшено или уменьшено, тогда перепускной клапан 30 будет перемещаться по оси снова к верхнему концу 43 паза 34»’. Это означает, что перепускной клапан 30 готов к перемещению в его четвертое открытое положение, как только давление жидкости снова приложено.

Фиг. 6а, 6b и 6с показывают относительное перемещение между корпусом 12 подшипника и корпусом 13 клапана, когда керн блокирует или заполняет внутреннюю трубу. Когда это происходит, непрерывная подача буровой трубы по отношению к забою скважины заставляет керн во внутренней трубе (или внутреннюю трубу в случае блокирования) толкать соединитель 11 внутренней трубы и через него толкать корпус 12 подшипника по отношению к корпусу 13 клапана так, что сжимаются тарельчатые пружины 23. Это в свою очередь в результате приводит к тому, что головка 19 шпинделя 18 перемещается по оси в осевом отверстии 31. Перепускной клапан 30, который контактирует с головкой 19 шпинделя 18, в свою очередь перемещается в осевом отверстии 31 до точки, где он снова закроет расходные отверстия для жидкости. Это в свою очередь приводит к скачку давления жидкости, который воспринимается на поверхности оператором. Оператор знает, что внутренняя труба заполнена или имеется проблема и что узел внутренней трубы нуждается в отводе. Оператор тогда начинает порядок отвода узла внутренней трубы, который включает использование ловильного инструмента для соединения с телом 14 фиксатора. Действие ловильного инструмента (не показан) состоит в том, чтобы закрыть фиксатор для освобождения узла внутренней трубы от колонковой трубы при одновременном позитивном взаимодействии с телом 14 фиксатора так, что узел внутренней трубы может быть удален на поверхность.

Перед отводом узла внутренней трубы буровая колонна и бур поднимаются от забоя скважины, чтобы оторвать керн от пробуриваемой скважины обычным путем. При подъеме буровой колонны от забоя скважины давление на внутреннюю трубу, которое вызывает относительное перемещение между корпусом 12 подшипника и корпусом 13 клапана, сбрасывается. В результате это приведет к восстановлению тарельчатых пружин 23, которое в свою очередь отведет головку 19 шпинделя 18, толкающую перепускной клапан 30 в положение, где он закроет расходные отверстия 38 для жидкости. В этом положении усилие прикладываемое пружиной 36 и штифтом 35 к перепускному клапану 30 может быть недостаточным, чтобы выдержать усилие, приложенное столбом воды в буровой трубе. Если это случится, перепускной клапан 30 переместится в открытое положение и позволит отвод столба жидкости из буровой трубы. Это будет в случае вертикальной или близкой к вертикальной скважины. Когда буровая колонна поднята от забоя скважины, трос, прикрепленный к ловильному инструменту, может быть затем использован для отвода узла внутренней трубы.

Второй вариант перепускного клапана 30 представлен на фиг. 8 (а и b) — 12 (а и b) и показывает устройство, где головка 19 шпинделя 18 посредством резьбы взаимодействует с осевым отверстием 31. Это обеспечивает более жесткое соединение между корпусом 13 клапана и корпусом 12 подшипника. Однако, это теперь означает, что шпиндель 18 не будет перемещаться по отношению к корпусу 13 клапана, когда внутренняя труба заполнена или блокирована, и, следовательно, головка 19 шпинделя 18 не будет перемещать опирающийся на нее перепускной клапан 30, когда он находится в положении для бурения, чтобы закрыть расходные отверстия 38 для жидкости.

Как видно на фиг. 8b, втулка 45 теперь расположена на наружной поверхности корпуса 13 клапана и имеет лапки 46, которые соединены со штифтом 35. В этом варианте пара диаметрально противолежащих направляющих пазов 34 может быть выполнена в корпусе 13 клапана и также пара штифтов 33 установлена в перепускном клапане 30. Лапки 46 прикреплены соответственно к штифтам 33. Втулка 45 имеет скользящую посадку на наружной поверхности корпуса 13 клапана и, следовательно, свободно перемещается при перемещении перепускного клапана 30 в осевом отверстии 31. Втулка 45 будет перемещаться как продольно по отношению к корпусу 13 клапана, так и поворачиваться, поскольку штифт 33 перепускного клапана 30 перемещается в направляющих пазах 34.

Работа перепускного клапана 30, как видно на фиг. 8 (а и b) — 11 (а и b) будет такой же, как описано выше. Однако, как видно на фиг. 12а и 12b, когда внутренняя труба заполнена или блокирована, корпус 12 подшипника перемещается вверх по отношению к корпусу 13 клапана, шпиндель 18, вследствие того что головка 19 взаимодействует посредством резьбы с корпусом 13 клапана, остается зафиксированным по отношению к корпусу 13 клапана, вследствие чего корпус 12 подшипника будет перемещаться вверх по отношению к шпинделю 18. Это в свою очередь вызовет сжатие пружины 22 вследствие перемещения верхнего подшипника 17 в корпусе 12 подшипника. В то же время корпус 47, в котором расположены тарельчатые пружины 23, будет перемещаться вверх по отношению к корпусу 13 клапана. При этом конец 48 корпуса 47 будет контактировать с втулкой 45 и перемещать ее и прикрепленные направляющие штифты 33 и перепускной клапан 30 вверх в осевом отверстии 31, чтобы закрыть расходные отверстия 38 для жидкости. Соответственно, перепускной клапан 30 будет действовать, чтобы предотвратить поток буровой жидкости и, следовательно, обеспечить указание на то, что внутренняя труба заполнена или блокирована.

Как может быть видно из приведенного выше описания, перепускной клапан 30, использованный в этих вариантах, обеспечивает значительное преимущество над обычной известной системой в том, что перепускной клапан 30 будет поддерживать столб воды в буровой трубе после закрепления узла внутренней трубы в его положении для бурения. Перепускной клапан 30 также обеспечивает преимущество, связанное с указанием, когда внутренняя труба является заполненной, по сравнению с известными системами. В известных системах отсекающий клапан включает эластомерные кольца, которые при сжатии расширяются до внутренней стенки буровой трубы. Хотя эта система длительное время является удовлетворительной, перепускной клапан, как описано здесь, обеспечивает полезную альтернативу, которая, как полагают изобретатели, является улучшением по сравнению с прежде известными системами.

Альтернативно, вместо головки 19 шпинделя 18, предназначенной для толкания перепускного клапана 30, когда внутренняя труба является заполненной, чтобы переместить его для закрытия расходных отверстий 38 для жидкости, узел головки 10 может включать эластомерные кольца 50, которые сжимаются для закрытия скважины, чтобы обеспечить указание по давлению, что внутренняя труба является заполненной. Это устройство показано на фиг. 7.

Специалистам будет также понятно, что узел внутренней трубы, описанный выше, и, в частности, закрепляющее устройство облегчают использование единого комплекта инструментов из ловильных узлов и внутренней трубы, которые могут быть использованы во множестве различных типов скважин, которые являются как сухими, так и мокрыми, и во множестве скважин, имеющих различные наклоны от вертикально вниз до вертикально вверх и во всех положениях между ними. Это является следствием того, что узел внутренней трубы имеет возможность подачи как под давлением жидкости, так и опускания с использованием ловильного инструмента и также тот же ловильный инструмент имеет возможность подачи под давлением жидкости или опускания к фиксатору с узлом внутренней трубы. Это будет значительным преимуществом для буровиков, которым до этого изобретения требовалось выполнять различные установки инструментов для различных типов скважин. Это изобретение обеспечивает, следовательно, унифицированный комплект инструментов, который может быть использован в любом типе скважины.

Для специалистов должно быть понятно, что изобретение не ограничено в использовании описанным частным случаем. Настоящее изобретение не ограничено в предпочтительном варианте в отношении частных элементов и/или признаков, описанных или отображенных здесь. Следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытым вариантом или вариантами, но возможны различные переделки, модификации и замещения без отхода от объема изобретения.

Какова функция перепускного клапана масляного фильтра? —

Масляные фильтры являются ключевой частью системы смазки двигателя. Они удаляют загрязнения, которые могут вызвать долговременное повреждение вашего двигателя.

Чистое моторное масло имеет решающее значение для здоровья двигателя, и если его не фильтровать, оно может стать насыщенным мелкими твердыми частицами, которые могут истирать поверхности внутренних деталей.

Все современные системы фильтрации масла включают перепускной предохранительный клапан (BPRV), который предназначен для предотвращения «масляного голодания» при засорении фильтра.Существует два типа фильтров: центробежный фильтр, в котором клапан является неотъемлемой частью самого фильтра, и картриджный фильтр, в котором клапан в основном является частью корпуса.

Перепускной предохранительный клапан спроектирован с заданным давлением открытия, чтобы обеспечить свободный поток масла, когда фильтр забивается, и смазка не может проходить через фильтрующую среду. Без перепускного клапана или если клапан не открывается должным образом, давление может возрасти, что приведет к разрыву фильтра и утечке масла.Если клапан открывается слишком рано или слишком часто, это вызовет попадание загрязненного масла в двигатель, что может ускорить износ поверхностей. А если клапан открывается слишком поздно, поток масла может быть заблокирован, что приведет к плохой смазке.

Вот почему давление открытия тщательно продумано, чтобы продлить срок службы вашего двигателя.

Фильтры Premium Guard разработаны в соответствии со спецификациями производителей оригинального оборудования (OEM) во всех аспектах, включая перепускной предохранительный клапан.Он идеально подходит для регулирования расхода масла в современных двигателях.

Проще говоря, Premium Guard обеспечивает надежную защиту вашего двигателя, получая необходимое количество чистой смазки.

Перепускные клапаны турбины в паровых системах

Пар широко используется во многих промышленных процессах для выполнения механических работ и служит в качестве теплоносителя. В зависимости от области применения пар может варьироваться от сухого перегретого пара до пароохлаждаемого пара, близкого к точке его насыщения.Клапаны кондиционирования пара помогают контролировать температуру, давление и качество пара.

4-минутное видео на YouTube, Sempell Turbine Bypass Valves, объясняет, как эти клапаны кондиционирования пара управляют паром с большей эффективностью и точностью. Эти клапаны включают в себя уникальные форсунки для пароохладителя с распылением пара, индивидуальные тримы и функции балансировки давления для поддержки широкого спектра применений.

Для байпасных систем турбины, требующих перегретого пара, байпасные клапаны турбины Sempell обеспечивают точное управление потоком пара, снижение давления и точный контроль температуры.В видео освещены ключевые элементы конструкции, такие как подпружиненное уплотнение с функцией безопасности, самоуплотняющиеся крышки, трим с балансировкой давления и многое другое.

Распылительная форсунка для пароохладителя обеспечивает распыление охлаждающей воды с помощью пара и точный контроль температуры с защитой от теплового удара и капельной эрозии. Этот клапан кондиционирования пара работает путем управления сочетанием перегретого пара с охлаждающей водой для производства технологического пара, необходимого для его применения.На видео показано, как это работает на отметке 1:40.

Посмотрите видео, чтобы узнать больше о том, как этот клапан предназначен для обслуживания и как они могут приводиться в действие электрическими, пневматическими или гидравлическими приводами.

Посетите раздел клапанов Sempell на сайте Emerson.com, чтобы получить дополнительную информацию об этих и других регулирующих, предохранительных и запорных клапанах для ваших паровых систем. Вы также можете общаться и взаимодействовать с другими экспертами по клапанам из группы Valves, Actuators & Regulators в сообществе Emerson Exchange 365.

Перепускной клапан моторного масла

ФАКТЫ, РАЗВИВАЮЩИЕ МИФ

В идеальных условиях перепускной клапан никогда не открывается. Когда он открывается, масло проходит через фильтр и попадает в двигатель, очевидно нефильтрованное.Это предохранительный клапан.

Однако в реальных условиях он открывает часто .

рисунок 1
Предохранительный клапан масляного фильтра Рисунок

Когда открывается предохранительный клапан масляного фильтра?

ПРИМЕР 1

Один из примеров — запуск холодного двигателя. Масло густое и с трудом проходит через фильтрующую среду, что приводит к значительному перепаду давления. Таким образом, открывается перепускной клапан, чтобы предотвратить масляное голодание двигателя. Как долго он остается открытым, зависит от того, насколько холодным является масло и сколько времени требуется, чтобы приблизиться к рабочей температуре. Когда перепад давления в фильтрующей среде падает ниже уставки байпасного клапана, клапан закрывается.

ПРИМЕР 2

Другой пример — гонка, когда двигатель полностью прогрет. На холостом ходу давление масла составляет от 10 до 15 фунтов на квадратный дюйм, а перепад давления на фильтре составляет примерно 1-2 фунта на квадратный дюйм. Вы взлетаете к красной линии и быстро увеличиваете давление масла. Во время разгона с полным открытием дроссельной заслонки падение давления на фильтре превысит настройку байпаса и нефильтрованное масло будет подаваться в двигатель до тех пор, пока давление на фильтре не выровняется. Во время дрэг-рейсинга при переключении передач байпас откроется несколько раз.

ПРИМЕР 3

Третий пример, с которым вы никогда не должны сталкиваться при частой замене масла и фильтров, — это когда фильтр забивается. Накручиваемый фильтр обычно может удерживать от 10 до 20 граммов мусора, прежде чем он полностью забьется. Открытие байпасного клапана — единственный способ уберечь двигатель от масляного голодания в случае засорения фильтра.

Видео — Как работает перепускной клапан типового масляного фильтра двигателя

… МИФ РАЗРЫВАЕТСЯ …

Согласно Purolator, настройка байпаса OEM-фильтра Honda составляет от 12 до 14 фунтов на квадратный дюйм. WIX (NAPA Gold) строит свои масляные фильтры с настройкой байпаса от 8 до 11 фунтов на квадратный дюйм, в то время как AC Delco строит свои масляные фильтры с настройкой от 11 до 17 фунтов на квадратный дюйм. Насколько важны эти различия? Не думаю, что кто-то знает, даже инженеры, и у каждого есть свои достоинства и недостатки.

• Если вы много участвуете в гонках, вам, вероятно, лучше установить более высокую настройку байпаса.
• Если вы часто запускаете «холодный» запуск, особенно зимой, или редко меняете фильтр, я думаю, вам лучше установить более низкую настройку байпаса.

Однако, за некоторыми исключениями, давление байпаса для навинчиваемых фильтров находится в диапазоне от 8 до 17 фунтов на кв. Дюйм, и любой из них должен работать приемлемо.

Простой болт на заводе-изготовителе

В вашем автомобиле с турбонаддувом, когда байпасный клапан открыт, выносливые, но хрупкие подшипники турбонагнетателя могут подвергаться воздействию мусора и абразивных загрязнений, которые могут очень быстро или со временем изнашивать подшипники и вал турбины и вызывать преждевременный выход турбонагнетателя из строя.Таким образом, вложение в линейный фильтр подачи масла с турбонаддувом (и поддержание его в чистоте) на самом деле является очень хорошим, очень разумным вложением и профилактическим шагом, который поможет сохранить и продлить нормальную работу вашего дорогостоящего турбокомпрессора. Встроенный фильтр линии подачи масла с турбонаддувом служит дополнительной страховкой, устройством, значительно уменьшающим количество абразивного мусора, который может достичь подшипников и стать источником отказа подшипников, связанного с мусором.

Защитите свой турбокомпрессор Dodge Garrett TI и TII от посторонних частиц, которые могут повредить внутренние прецизионные подшипники, критические упорные поверхности и вал турбины с помощью нашей эксклюзивной линии подачи масла со встроенной и многоразовой системой фильтрации масла 80 микрон.

Комплект термобайпасного клапана Mishimoto для 07-19 NAG1 (WA580) 5 скоростных трансмиссий

Трансмиссия в вашем MOPAR — это сердце его трансмиссии.Независимо от того, тащите ли вы продукты или идете по следу, жизненно важно поддерживать его работоспособность в лучшем виде, а охлаждение трансмиссионной жидкости имеет решающее значение для этой цели.

В попытке сбалансировать управляемость и работоспособность вашей трансмиссии на линии, питающие охладитель трансмиссии, был установлен термостатический перепускной клапан. Этот клапан предотвращает протекание жидкости через охладитель до достижения трансмиссией рабочей температуры, предотвращая переохлаждение в холодных условиях. Однако, когда термостат в этом клапане выходит из строя, это почти гарантия того, что ваша трансмиссия перегреется.Более того, тем, кто живет в жарком климате, вероятно, никогда не придется беспокоиться о переохлаждении, что сделает клапан бесполезным ограничителем потока.

Вот почему Mishimoto разработал высокопроизводительный термостатический перепускной клапан для 5-ступенчатой ​​автоматической коробки передач. Наш высокопроизводительный термостатический байпасный клапан оснащен полностью обслуживаемым и съемным термостатом. Для тех, кто живет в жарком климате, термостат можно заменить включенным байпасом, чтобы обеспечить полный поток к охладителю коробки передач в любое время.Говоря о потоке, высокопроизводительный термостатический байпас Mishimoto обеспечивает увеличенный поток через стандартный клапан, чтобы охладитель трансмиссии работал с максимальной эффективностью, даже при установленном термостате. Входящий в комплект термостат открывается при исходной температуре 160 ° F (71 ° C), но клапан можно настроить в соответствии с вашими требованиями, используя любой из доступных термостатов, продаваемых отдельно.

Высокопроизводительный термостатический байпасный клапан Mishimoto устанавливается напрямую * и изготовлен из прочного авиационного алюминия, анодированного для работы даже в самых суровых условиях.Как и все наши продукты Jeep, на наш высокопроизводительный термостатический байпасный клапан распространяется пожизненная гарантия Mishimoto.

(1) Алюминиевый термобайпасный клапан, изготовленный на станке с ЧПУ
(1) Съемный термостат
(1) Съемный байпасный термостат с монтажным оборудованием
(1) Сборочная карточка
Пожизненная гарантия Mishimoto

* Термостатический байпасный клапан с такими характеристиками подходит только для автомобили с 5-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач ** Mishimoto не рекомендует клиентам в холодном климате устанавливать байпас термостата, чтобы избежать переохлаждения трансмиссионной жидкости

Подходит к этим автомобилям:

2012-2018 Jeep Wrangler JK с 5-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач
2007-2013 Jeep Grand Cherokee с 5-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач

2006-2013 Dodge Charger с 5-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач
2009-2014 Dodge Challenger с 5-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач

2005-2013 Chrysler 300 с 5 -Скорость АКПП

2012-2013 RAM 2500 5.7L V8 с 5-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач
2013 RAM 3500 5.7L V8 с 5-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач
2012-2018 RAM 1500 4.7L / 5.7L V8 с 5-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач
RAM 1500 Classic 5,7 2018-2019 L V8 с 5-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач

Перепускной клапан новой конструкции COBB LF

Перепускной клапан — это простой компонент, который можно найти в большинстве двигателей с турбонаддувом. Его цель — сбросить давление наддува во впускном тракте при закрытии дроссельной заслонки.Это сделано для уменьшения износа деталей турбины и двигателя. Хотя это довольно простая задача, могут возникнуть утечки или нарушения в работе перепускного клапана. Эти события ухудшают характеристики автомобиля. Имея это в виду, перепускной клапан COBB LF (BPV) представляет собой новую версию с некоторыми обновлениями ключевых функций, которые обеспечивают оптимальную работу без утечек даже при самом высоком давлении наддува.

Сравнение поршневого уплотнения

LF BPV имеет уплотнительное кольцо поршня, которое в два раза больше диаметра старой конструкции XLE, что обеспечивает большее сжатие уплотнения и снижает износ.Это не только лучшая защита от утечек, но и в маловероятном случае выхода из строя уплотнительного кольца уплотнительное кольцо позволяет легко восстановить устройство. Регулировка опоры пружины больше не требуется благодаря обновленной конструкции пружины и уплотнения, которая обеспечивает 60% увеличение усилия зажима при пиковом наддуве, сохраняя при этом аналогичную работу при холостых и переходных нагрузках.

Сравнение портов

Носовая часть Subaru также была переработана, чтобы плотнее прилегать к клапану для облегчения установки.Также была улучшена разводка вакуумной линии. В этой обновленной конструкции используется вакуумный порт типа «банджо», который обеспечивает возможность регулировки прокладки шланга на 360 градусов. Это приводит к более простой установке и меньшему количеству потенциальных точек утечки, чем порты NPT, используемые блоком XLE.

Сравнение контрольного объема

Новая версия также снижает управляющий объем на 30%, обеспечивая чрезвычайно быстрый сброс наддува при срабатывании.

Даже малейшее несоответствие поршня или сопрягаемой поверхности может привести к утечке.Вот почему COBB LF BPV полностью изготовлен из алюминиевых заготовок. В результате этого процесса получаются более прочные детали, которые изготавливаются с более высокой степенью точности, чем традиционные методы литья. COBB LF BPV по-прежнему твердо анодирован и покрыт тефлоном, что обеспечивает низкое трение скольжения, снижает поверхностный износ и минимизирует требования к техническому обслуживанию.

Как и предыдущий XLE BPV, в этой версии отсутствует блокирующая пластина 50/50, которая позволяла выпускать воздух. Это не позволяет автомобилям, не оборудованным надлежащим образом выпускать воздух в атмосферу, улучшенные условия для заправки топливом.Транспортные средства, должным образом оснащенные стратегией настройки плотности скорости, могут просто снять шланг рециркуляции, создав полностью вентилируемый выпускной клапан в атмосферу.

Nameless Performance Wave Spring Bypass Valve WRX, Legacy GT, Outback XT

** Новое для Subaru WRX 2008-2014, Legacy GT 2005-2009 и 2005-2009 Outback XT . **

Самая важная особенность рециркуляционного перепускного клапана (рециркуляционный клапан, BPV, BOV) на вашем Subaru — это сброс давления из контура наддува, когда дроссельная заслонка закрыта.Это предотвращает попадание всплеска наддува на дроссельную заслонку, а затем его отражение обратно к крыльчатке компрессора, где он может замедлить или даже остановить движение крыльчатки компрессора и соответствующего колеса турбины. В идеале функция перепускного клапана состоит в том, чтобы открыть эту цепь и сбросить это давление и перетянуть крыльчатку компрессора турбокомпрессора в безнапорный воздухозаборник после датчика массового расхода воздуха. Это гарантирует, что в транспортном средстве по-прежнему остается воздух, чтобы избежать вторичного возгорания и экстремально богатых условий работы при переходе с одной передачи на другую.Чем быстрее клапан может открываться и чем больше поток через клапан, тем лучше он устраняет это сопротивление турбонагнетателя. К сожалению, с большинством конструкций на основе диафрагмы это требует компромисса. У вас есть либо клапан, который действует медленно (слишком медленное открытие, что приводит к некоторым действительно интересным звукам при открытии), либо клапан, который может открываться быстро, но имеет небольшую площадь поперечного сечения потока, чтобы позволить ему действовать быстро, но удерживать увеличить, когда вы хотите, чтобы он оставался закрытым. К сожалению, завод является прекрасным примером последнего клапана.Он открывается довольно быстро, но сам клапан имеет размер шляпки гвоздя за 16 пенсов и примерно 5/16 дюйма в поперечнике. Верно, это всего лишь волосок более 1/4 дюйма в диаметре.

Пружинный перепускной клапан Nameless Performance Wave обеспечивает быструю, без ограничений продувку контура наддува и удерживает наддув лучше, чем даже заводской ограничительный клапан.

Мы успешно выполнили их с настройкой и без настройки, но поведение клапана идентично заводскому, поэтому единственная необходимость в повторной настройке — это если вы настроили автомобиль с уже протекающим клапаном и заменяете его на тот, который не протекает.

Как работают перепускные клапаны водяного фильтра

Как работают перепускные клапаны в водяных фильтрах

Назначение байпасных клапанов на водоочистных устройствах — позволить пользователю легко отводить воду вокруг водоочистного устройства. Полезность этой функции легко увидеть. Например, если владелец фильтра для дехлорирования воды во всем доме желает поливать свои деревья и не хочет обременять свой фильтр очисткой поливной воды, он может просто повернуть клапан на задней стороне своего фильтра и направить поливную воду. вокруг, а не через фильтр.Например, если домовладельцу нужна ремонтная деталь для фильтра, он может просто отвести воду вокруг фильтра, и у него будет вода, нефильтрованная вода, но, тем не менее, вода, в течение недели, которую он ждет своей запасной части. Без байпаса ему пришлось бы снять фильтр для воды, сделать заплатку в трубах, а затем переустановить фильтр, когда его часть будет доставлена.

На рисунке вверху страницы показан стандартный перепускной клапан Clack, установленный на фильтре «вход / выход». Красные ручки поворачиваются, чтобы направлять воду через фильтр или вокруг него.Клапан также можно установить так, чтобы он обеспечил удобное перекрытие воды для всего дома.

Перепускные клапаны, указанные выше, изготавливаются производителем клапана и продаются в качестве опции для регулирующих клапанов. Однако зачастую байпас изготавливается установщиком из стандартных сантехнических деталей. Установка всего дома, представленная ниже, является хорошим примером байпаса, выполненного сантехниками.

.