УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ КОЛЬЦО Российский патент 2007 года по МПК F16J15/32 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей промышленности, и может быть использовано для герметизации валов центробежных насосов, ведущих и ведомых валов-редукторов станков-качалок, а также устьевых штоков станков-качалок и другого технологического оборудования.

Известны уплотнительные кольца, манжеты, сальниковые набивки, торцевые уплотнения для герметизации валов оборудования.

По своей конструкции известные уплотнительные кольца, манжеты, сальниковые набивки, торцевые уплотнения не надежны в процессе эксплуатации валов-редукторов станков-качалок, устьевых штоков, насосного оборудования, что приводит к утечкам нефтепродуктов, воды, газа, агрессивных сред, к загрязнению окружающей среды, к дополнительным затратам.

Известно уплотнительное кольцо, выполненное упругим и разрезным, причем поверхности разреза соединены под острым углом в теле кольца (US 3627335 A, 14.12.1971).

Недостатками уплотнительного кольца являются сложность конструкции, неудобства при монтаже и демонтаже, что приводит к ненадежности и к дополнительным трудовым и материальным затратам в процессе эксплуатации.

Техническая задача изобретения состоит в обеспечении герметичности валов центробежных насосов, валов-редукторов и устьевых штоков станков-качалок, в повышении показателей промышленной экологической безопасности, в удобстве монтажа и демонтажа уплотнительных колец в полевых условиях на скважинах, оборудованных станками-качалками, и на насосных агрегатах без использования грузоподъемных механизмов, в снижении материальных затрат на изготовление и на обслуживание оборудования в целом.

Решение технической задачи достигается тем, что уплотнительное кольцо, выполненное упругим и разрезным, причем поверхности разреза соединены под острым углом в теле кольца, отличается тем, что торцевые поверхности уплотнительного кольца наклонены под углом к оси, а его внешняя и внутренняя поверхности выполнены цилиндрическими, при этом сечение разреза уплотнительного кольца со стороны торцевых поверхностей выполнено зубчатым.

На фиг.1 изображено уплотнительное кольцо в разрезе.

На фиг.2 - вид А на фиг.1.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.

На фиг.4 изображен вариант установки комплекта уплотнительных колец, установленных в кольцевой зазор, вокруг уплотняемого вала оборудования перед началом эксплуатации.

На фиг.5 изображены упругие разрезные уплотнительные кольца после выработки их ресурсов.

На фиг.6 изображен вариант установки комплекта упругих разрезных уплотнительных колец в комбинации с эластичными разрезными кольцами, выполненными, например, из полиуретана.

Уплотнительное кольцо содержит:

- упругое уплотнительное кольцо 1,

- торцевые поверхности 2, выполненные под углом α к оси,

- внутреннюю цилиндрическую поверхность 3 упругого уплотнительного кольца 1,

- внешнюю цилиндрическую поверхность 4 упругого уплотнительного кольца 1,

- толщину 5 упругого уплотнительного кольца 1,

- зубчатые разрезы 6, выполненные на встречу друг другу под острым углом β.

В процессе монтажа комплект упругих разрезных уплотнительных колец, установленный в кольцевом зазоре 8, взаимодействует (фиг.4) с валом, например, насоса 7, с нажимной крышкой 9.

Для изношенных валов, которые нужно загерметизировать без демонтажных работ и ремонтно-восстановительных операций, используются упругие разрезные уплотнительные кольца в комбинации с эластичными разрезными кольцами 10 (фиг.6), изготовленные, например, из полиуретана.

Упругие разрезные уплотнительные кольца 1 толщиной 5 в полевых условиях без использования грузоподъемных механизмов устанавливают в кольцевой зазор 8 между корпусом и валом 7 и поджимают крышкой 9 (на фиг.4 изображен вариант установки комплекта упругих разрезных уплотнительных колец разной толщины).

При этом благодаря зубчатому разрезу 6 (фиг.2, фиг.3) упругие уплотнительные кольца 1 устанавливаются без рассоединения, например, электродвигателя и насоса.

В динамическом положении в процессе эксплуатации оборудования разрезные уплотнительные кольца, находящиеся в замкнутом кольцевом зазоре 8, взаимодействующие одновременно с нажимной крышкой 9 и валом 7, благодаря зубчатым разрезам 6, выполненным под острым углом β и соединенным в теле колец, не имеют возможности рассоединиться (так как для рассоединения упругих разрезных уплотнительных колец необходимо увеличение объема кольцевого пространства).

В процессе поджатия комплекта уплотнительных колец нажимной крышкой 9 их внешняя цилиндрическая поверхность 4 загерметизирует кольцевую поверхность неподвижного корпуса, ограничивающую кольцевой зазор 8, а внутренняя цилиндрическая поверхность 3 загерметизирует вращающийся вал оборудования или шток при его возвратно-поступательном движении.

Поджатие комплекта упругих разрезных уплотнительных колец производят до тех пор, пока не сомкнуться их торцевые поверхности 2 (угол α=0°, фиг.5, фиг.1).

На фиг.6 изображен вариант установки упругих разрезных уплотнительных колец в комбинации с эластичными разрезными кольцами 10, выполненными, например, из полиуретана, обладающий более быстрой релаксацией.

Этот вариант рекомендуется использовать на уплотняемых поверхностях изношенных валов без ремонтно-восстановительных операций.

Предложенное новое техническое решение уплотнительного кольца для герметизации, например, валов-редукторов и устьевых штоков станков-качалок валов насосов отличается от известных технических решений новизной, технологично в изготовлении, удобно при монтаже и демонтаже, надежно в эксплуатации, конкурентоспособно и его использование в производстве обеспечит положительный технико-экономический эффект.

Изобретение предназначено для герметизации валов центробежных насосов, ведущих и ведомых валов-редукторов станков-качалок, а также устьевых штоков станков-качалок. Уплотнительное кольцо выполнено упругим и разрезным, причем поверхности разреза соединены под острым углом в теле кольца. Торцевые поверхности уплотнительного кольца наклонены под углом к оси, а его внешняя и внутренняя поверхности выполнены цилиндрическими, при этом сечение разреза уплотнительного кольца со стороны торцевых поверхностей выполнено зубчатым. Изобретение повышает надежность уплотнения. 6 ил.

Уплотнительное кольцо, выполненное упругим и разрезным, причем поверхности разреза соединены под острым углом в теле кольца, отличающееся тем, что торцевые поверхности уплотнительного кольца наклонены под углом к оси, а его внешняя и внутренняя поверхности выполнены цилиндрическими, при этом сечение разреза уплотнительного кольца со стороны торцевых поверхностей выполнено зубчатым.