УПЛОТНЕНИЕ ПОДВИЖНЫХ ЗОЛОТНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 2004 года по МПК F16J15/16 E21B21/10 

Изобретение относится к уплотнению подвижных соединений, а именно к уплотнению подвижных золотниковых соединений, и может быть использовано в кранах золотникового типа, применяемых при бурении, цементировании и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Известны уплотнения подвижных соединений и клапанных гнезд резиновыми кольцами круглого сечения, размещенными в трапецеидальных канавках [Абрамов Е.И., Колесниченко К.А., Маслов В.Т. Элементы гидропривода. Справочник. - Киев: Технiка, 1969 г., с.267].

Недостатком такой канавки является сложность в изготовлении внутри полого корпуса, контроля качества изготовления, замены резинового кольца в сборном узле и большое количество затраченного времени для этой операции.

Так, например, для замены резинового кольца, расположенного внутри неразъемного корпуса, необходимо разобрать сборный узел. Для этого необходим специальный инструмент и специально оборудованное место для разборки.

Известно подвижное уплотнение золотникового крана, включающее подвижной полый корпус с прямоугольными канавками, в которых установлены уплотнения - резиновые кольца с защитными шайбами, неподвижный шток с глухими осевыми каналами, выточками и циркуляционными отверстиями в них, подвижную гайку с рукоятками, шаровой замок и защитный кожух [Пат. РФ №2186952, кл. Е 21 В 21/10, 34/02, 43/12, БИПМ №22, 2002 г.].

Недостаток данного уплотнения заключается в том, что при эксплуатации в условиях прокачки высоковязких абразивных жидкостей подвижное уплотнение, проходящее через циркуляционные отверстия в выточках неподвижного штока, оказалось недостаточно надежным и быстро выходит из строя. Это происходит из-за того, что резиновое кольцо установлено в канавку прямоугольной формы, которая в процессе работы не позволяет удерживать кольцо на месте и при прохождении его через отверстия в выточках штока, оно частично попадает в эти отверстия и часто срезается при продольном перемещении корпуса, особенно при прокачке цементных растворов.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности и долговечности работы уплотнений подвижных золотниковых соединений в условиях прокачки высоковязких абразивных жидкостей под большим давлением, упрощение изготовления и контроля качества изготовления канавки внутри полого корпуса, под резиновое кольцо, и упрощение процессов сборки и замены уплотнения.

Задача решается следующим образом.

Уплотнение подвижных золотниковых соединений содержит сопряженные подвижной корпус и неподвижный шток с циркуляционными отверстиями и состоит из резинового кольца круглого сечения, установленного между двумя защитными шайбами и размещенного в канавке подвижного корпуса.

Новым в предлагаемом устройстве является то, что корпус снабжен съемным, фиксируемым и соосно установленным в нем вкладышем, а канавка под резиновое кольцо с защитными шайбами образована скошенными поверхностями торцов корпуса и вкладыша и имеет трапецеидальную форму. Эта канавка обращена своим меньшим основанием к сопряженной поверхности штока, причем размер меньшего основания составляет не более 0,8 суммарного размера диаметра резинового кольца и толщины двух защитных шайб.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем, новым техническим результатом и промышленной применяемостью.

Изобретательский уровень достигнут за счет совмещения выполнения нескольких функций одними деталями, узлами, например разъемными корпусом и вкладышем, образующими скошенными поверхностями торцов трапецеидальную канавку.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан продольный разрез подвижного уплотнения золотникового крана в положении "закрыто", а на фиг.2 показан выносной элемент А в увеличенном масштабе без уплотнения.

Уплотнение подвижных золотниковых соединений фиг.1 состоит из корпуса 1, внутри которого закреплен съемный вкладыш 2.

В трапецеидальной канавке 3 расположено резиновое кольцо 4 круглого сечения, установленное между двумя защитными шайбами 5, сопряженное с неподвижным штоком 6 с циркуляционными отверстиями 7.

Вкладыш 2 фиксируется в корпусе 1 двумя винтами 8 и имеет резиновое уплотнение 9, сопряженное с корпусом 1, а также уплотнение 10 с защитной шайбой 11, сопряженное со штоком 6.

Трапецеидальная канавка 3 фиг.2 образована разъемными элементами: корпусом 1 и вкладышем 2 и обращена своим меньшим основанием к сопряженной поверхности штока 6.

Сборка уплотнительного соединения осуществляется следующим образом.

В наружную канавку вкладыша 2 устанавливается резиновое кольцо 9, а во внутреннюю канавку - защитная шайба 11 и резиновое уплотнение 10.

Затем на шток 6 надевается корпус 1, в трапецеидальную канавку 3 которого устанавливается одна защитная шайба 5, резиновое кольцо 4, а затем защитная шайба 5.

После этого в корпус 1 вставляется вкладыш 2 с резиновыми уплотнениями и фиксируется двумя винтами 8.

Устройство работает следующим образом.

При осевом перемещении корпуса 1 с закрепленным в нем вкладышем 2 относительно неподвижного штока 6, резиновое кольцо 4 с двумя защитными шайбами 5, расположенное в трапецеидальной канавке 3, проходит над отверстиями 7 в выточке штока 6 и заходит на уплотняемую поверхность штока 6.

При прохождении резиновым кольцом 4 с защитными шайбами 5 над отверстиями 7 в выточках штока 6 трапецеидальная канавка 3 предотвращает его выжимание в эти отверстия при большом давлении.

Благодаря такому исполнению уплотнения подвижных золотниковых соединений:

1. Обеспечивается надежность и долговечность их работы в условиях прокачки высоковязких и абразивных жидкостей под большим давлением, так как резиновое кольцо не выжимается из трапецеидальной канавки, а следовательно, не срезается при прохождении над отверстиями в выточках штока и сохраняет свою работоспособность.

2. Обеспечивается простота изготовления и контроля качества, размеров трапецеидальной канавки.

3. Обеспечивается простота процессов сборки и замены изношенных уплотнений.

Все это в целом улучшает конструкцию уплотнения подвижных золотниковых соединений.

Изобретение относится к уплотнению подвижных соединений, а именно к уплотнению подвижных золотниковых соединений, когда уплотнение проходит через циркуляционные отверстия в сопряженной детали (неподвижный шток). Уплотнение подвижных золотниковых соединений, содержащее сопряженные подвижной корпус и неподвижный шток с циркуляционными отверстиями, и состоит из резинового кольца круглого сечения с двумя защитными шайбами и размещено в канавке подвижного корпуса. Причем подвижный корпус снабжен съемным, фиксируемым, соосно установленным в нем вкладышем, а канавка под резиновое кольцо с защитными шайбами образована скошенными поверхностями торцов корпуса и вкладыша, имеет трапецеидальную форму и обращена своим меньшим основанием к сопряженной поверхности неподвижного штока, причем меньшее основание составляет не более 0,8 суммарного размера диаметра резинового кольца и толщины двух защитных шайб. Такое исполнение обеспечивает повышение надежности и долговечности уплотнения при работе в среде абразивных высоковязких жидкостей под большим давлением при одновременном упрощении сборки - разборки уплотнения. 2 ил.

Уплотнение подвижных золотниковых соединений, содержащее сопряженные подвижный корпус и неподвижный шток с циркуляционными отверстиями и состоящее из резинового кольца круглого сечения, установленного между двумя защитными шайбами и размещенного в канавке подвижного корпуса, отличающееся тем, что корпус снабжен схемным, фиксируемым и соосно установленным в нем вкладышем, а канавка под резиновое кольцо с защитными шайбами образована скошенными поверхностями торцов корпуса и вкладыша, имеет трапецеидальную форму и обращена своим меньшим основанием к сопряженной поверхности штока, причем размер меньшего основания составляет не более 0,8 суммарного размера диаметра резинового кольца и толщины двух защитных шайб.