Клапаны КСК используются не только в области нефте- и газодобычи, но и в других областях, где применяются поршневые компрессоры и насосы. Вне нефтяной отрасли их много используют, например, в системах пожаротушения.
Но именно в добыче нефти и газа они получили особенно широкое применение, поскольку здесь работает мощное насосное оборудование, а условия эксплуатации отличаются повышенными нагрузками и разными типами жидкостей.
Как работает поршневой насос
Принцип, который используется для перекачивания жидкости, известен очень давно, и до наших дней дошел в почти неизменном виде. Изменились технологические решения, используемые материалы, повысилась эффективность агрегатов, но логика действия насоса остается в основном той же:
- Двигатель вращает приводную систему, которая задает движение поршня вверх-вниз внутри цилиндра. Это движение продолжается все время работы без остановки, поскольку используется специальная передача вращательного движения в поступательное.
- Когда поршень идет вверх, открывается впускное отверстие и цилиндр заполняется жидкостью, которая всасывается вакуумом из источника.
- Когда поршень идет вниз, впускное отверстие закрывается, и открывается выпускное. Жидкость выталкивается под давлением поршнем из цилиндра в другую емкость, куда производится перекачивание.
- Поскольку система работает без остановок, а в насосе используется несколько цилиндров, движение жидкости получается равномерным, и на выходе нет толчков.
Хотя все части этого механизма имеют огромное значение, и без любой из них насос бы не смог работать, или как минимум потерял бы львиную долю эффективности, клапаны, которые регулируют подачу воды и блокируют попеременно впуск и выпуск, можно считать важнейшими узлами конструкции.
Именно за счет своевременного и точного перекрытия выходов в цилиндре обеспечивается бесперебойная работа насоса и равномерная подача воды.
Устройство клапана
Конструктивно клапаны в насосах обычно тарельчатые и состоят из нескольких частей:
- Тарельчатая головка с направляющим штоком, которая движется вверх-вниз, открывая и закрывая клапан.
- Нижняя ответная тарель, которая статична, и относительно которой движется верхняя часть. Зеркально повторяет нижнюю часть головки, обеспечивая плотное прилегание к ней.
- Пружина, упрощающая открытие-закрытие и смягчающая момент контакта подвижных частей.
- Уплотнение, обеспечивающее герметичность клапана в закрытом состоянии.
В качестве альтернативы используются кольцевые клапаны, которые схожи по принципу действия, но в них просвет в открытой фазе появляется за счет движения колец разного диаметра относительно друг друга. Их используют в насосах большой мощности, где они дают большую пропускную способность, чем тарельчатые.
Принцип действия
Клапан рассчитывается таким образом, чтобы при заданной мощности и объеме цилиндра он безупречно срабатывал в двух направлениях:
- Открывался под действием давления воды;
- Закрывался за счет пружины и веса тарельчатой головки.
Правильный выбор размера клапана влияет на эффективность насоса и безопасность его работы. Ошибки при выборе грозят поломками, прежде всего, самого клапана.
Современные клапаны хорошо справляются не только с водой, но и с растворами, содержащими твердые фракции, глину и т. д.
При выходе из строя клапана насос перестает работать в штатном режиме, его эффективность резко падает, возникает повышенный риск поломки. Поэтому очень важно своевременно проводить обслуживание насоса: оно позволит выявить появившиеся проблемы с клапанами и другими подвижными частями.