МЕХАНИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 2017 года по МПК F16J15/00 

Описание патента на изобретение RU2614550C1

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к области нефтяного машиностроения, и может быть использовано в поршневых и плунжерных насосах, предназначенных для перекачивания различного рода жидких сред, в том числе при бурении нефтяных и газовых скважин и добыче из них нефти и конденсата.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является механическое уплотнение, содержащее притертые одно к другому и прижимаемые к уплотняемым поверхностям этих элементов в противоположных направлениях эксцентричные кольца из антифрикционного материала, которые расположены в упругой обойме, см. а.с. СССР 391315. В таком уплотнении ввиду неопределенности углового смещения пар колец возможно повышенное перетекание среды, находящейся под более высоким давлением, в зону пониженного давления, что снижает герметичность и надежность уплотнения в целом. В случае применения уплотнения с несколькими парами эксцентричных колец возникает необходимость в фиксации взаимного положения, что значительно усложняет уплотнение. При длительной эксплуатации упругие элементы механического уплотнения перестают быть эластичными (коксуются), что неизбежно приводит к утечкам.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции, увеличение срока службы и герметичности механического уплотнения и, следовательно, улучшение его работы.

Указанная цель достигается за счет того, что в механическом уплотнении, содержащем охватывающий уплотняемый вал корпус, в котором установлены парные втулки, притертые друг к другу в осевом направлении по наклонным торцевым поверхностям, угол наклона которых больше, чем угол трения, и поджатые к уплотняемым поверхностям в противоположных направлениях, при этом пары развернуты одна относительно другой на угол 180/n, где n - число пар.

На фиг. 1 представлен продольный разрез механического уплотнения.

На фиг. 2 представлен поперечный разрез по А-А на фиг. 1.

На фиг. 3 представлен поперечный разрез по Б-Б на фиг. 1.

Механическое уплотнение содержит охватывающий уплотняемый вал (шток) 1 корпус 2 с установленными в нем, по крайней мере, двумя парами втулок 3 и 4, 5 и 6, выполненных из металла и развернутых одна относительно другой на угол 180°/n, где n - число пар.

Или механическое уплотнение собирается из блоков, причем каждый блок состоит из корпуса 2 и двух пар втулок 3 и 4, 5 и 6, развернутых одна относительно другой на угол 90°, а сами блоки размещаются на валу 1 последовательно и развернуты один относительно другого на угол 90°/m, где m - число блоков.

Все втулки выполнены с концентричными цилиндрическими поверхностями, при этом внутренние сопрягаемые торцевые поверхности каждой пары втулок выполнены наклонными, причем угол их наклона больше, чем угол трения.

Втулки выполнены таким образом, что их внутренний диаметр превышает диаметр вала 1, а наружный диаметр меньше диаметра уплотняемой поверхности корпуса 2. Для лучшего притирания втулки выполнены с проточками по наружному диаметру, в которые вставлены кольца из эластичного материала.

Механическое уплотнение работает следующим образом. От перепада, возникающего между полостями высокого и низкого давления, втулки перемещаются вдоль и перпендикулярно оси по торцевым наклонным поверхностям, прижимаясь к валу и к внутренней поверхности корпуса, причем зазор между внутренней цилиндрической поверхностью втулок и наружной цилиндрической поверхностью вала меньше, чем зазор между наружной цилиндрической поверхностью втулок и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса.

При этом втулки одной пары охватывают вал с противоположных сторон, организуя лабиринт зазоров между внутренней поверхностью втулок и наружной поверхностью вала. Разворачивая следующую пару втулок по отношению к предыдущей паре на угол 90°, можно практически полностью перекрыть максимальный зазор лабиринта.

В итоге такой блок из двух пар втулок позволит получить достаточно большое сопротивление в лабиринте и минимальные утечки.

Износ втулок будет компенсироваться за счет того, что они выполнены с наклонными торцевыми поверхностями, что обеспечивает постоянное плотное соприкосновение, по крайней мере, половины внутренней поверхности кругового сектора втулки и наружной поверхности вала.

Похожие патенты RU2614550C1

название год авторы номер документа
МЕХАНИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ 2003
  • Пономарев А.К.
  • Поляков Д.Б.
  • Аминев М.Х.
  • Шаймарданов Р.Ф.
RU2229048C1
МЕХАНИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ 2001
  • Воскобойников А.А.
  • Витес Л.Ш.
  • Селиверстов В.М.
RU2195592C1
МЕХАНИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ 2001
  • Базуев Н.П.
  • Образцов В.И.
RU2194205C1
МЕХАНИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ 1993
  • Захаров Борис Семенович
RU2037077C1
МЕХАНИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ 2010
  • Александров Петр Олегович
  • Воскобойников Андрей Анатольевич
RU2422708C1
МЕХАНИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ 2007
  • Александров Петр Олегович
  • Воскобойников Андрей Анатольевич
RU2360166C2
УПЛОТНЕНИЕ ДЛЯ ВАЛА, ШТОКА ИЛИ ПЛУНЖЕРА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ И ПНЕВМАТИЧЕСКИХ МАШИН 2006
  • Котляревский Эдуард Ефимович
  • Каримов Альберт Фатхелович
RU2321788C2
МЕХАНИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ 2017
  • Просвиров Сергей Григорьевич
RU2680290C2
НАСОС 2011
  • Александров Петр Олегович
  • Воскобойников Андрей Анатольевич
RU2451833C1
МЕХАНИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ 2018
  • Валитов Мухтар Зуфарович
  • Нургалиев Роберт Загитович
  • Бикбулатова Голия Ильдусовна
RU2679291C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 614 550 C1

Реферат патента 2017 года МЕХАНИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к области нефтяного машиностроения, и может быть использовано при уплотнении валов, штоков и поршней различных машин. Механическое уплотнение деталей с наружной цилиндрической поверхностью содержит охватывающий уплотняемый вал корпус, в котором установлены парные втулки, притертые друг к другу в осевом направлении по наклонным торцевым поверхностям, угол наклона которых больше, чем угол трения, и поджатые к уплотняемым поверхностям в противоположных направлениях, при этом пары развернуты одна относительно другой на угол 180°/n, где n - число пар. Изобретение упрощает конструкцию и повышает герметичность механического уплотнения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 614 550 C1

1. Механическое уплотнение вала, содержащее охватывающий уплотняемый вал корпус, в котором установлены парные втулки, притертые друг к другу в осевом направлении по наклонным торцевым поверхностям, угол наклона которых больше, чем угол трения, и поджатые к уплотняемым поверхностям в противоположных направлениях, при этом пары развернуты одна относительно другой на угол 180°/n, где n - число пар.

2. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что оно собирается из блоков, размещенных на валу последовательно и развернутых один относительно другого на угол 90°/m, где m - число блоков, причем каждый блок состоит из корпуса, в котором установлены две пары втулок, развернутых одна относительно другой на угол 90°.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2614550C1

УПЛОТНЕНИЕ 0
SU391315A1
Способ получения компаунда для заливки и пропитки электротехнической аппаратуры 1955
  • Андрианов К.А.
  • Карина Т.Л.
  • Прелкова А.Г.
  • Рокицкая М.С.
  • Соколов Н.Н.
SU108534A1
МЕХАНИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ ПЛУНЖЕРНОГО НАСОСА 2003
  • Ибрагимов Н.Г.
  • Шариков Г.Н.
  • Кормишин Е.Г.
  • Захаров Б.С.
RU2241882C1
СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС 2000
  • Захаров Б.С.
  • Богомольный Е.И.
  • Драчук В.Р.
RU2169290C1
DE 2931603 A, 19.02.1981.

RU 2 614 550 C1

Авторы

Денисов Сергей Семенович

Просвиров Сергей Григорьевич

Антоненко Николай Митрофанович

Редкозубов Валерий Викторович

Чалченко Александр Сергеевич

Даты

2017-03-28Публикация

2015-10-05Подача