Многоманжетное уплотнение Советский патент 1985 года по МПК F16J15/32 

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к уплотнениям штока буровых насосов.

Цель изобретения - повышение долговечности и надежности уплотнения путем улучшения условий смазки и предотвраш,ения выдавливания манжеты в уплотняемые зазоры за счет образования в зоне трения смазочного коллектора и выбора оптимальной формы смазочных карманов.

На чертеже изображено многоманжетное уплотнение.

Многоманжетное уплотнение состоит из направляюш,их втулок 1, упорного кольца 2, резиновых манжет 3, подкладных колец 4, выполненных, из полимерного материала,и опорного кольца 5. На внутренней поверхности подкладного кольца со стороны его упорного торца выполнен кольцевой уступ прямоугольного сечения. Этот уступ замыкается торцом посаженной с натягом на кольцо манжеты и образует смазочный коллектор 6, заполняемый СОЖ при прямом ходе штока.

На тыльной поверхности подкладного кольца расположены четыре смазочных кармана 7, которые выполнены в виде конуса, рассеченного плоскостью, проходящей по образующей тыльной поверхности кольца. Основание расположено на внутренней поверхности подкладного кольца. Такая форма смазочного кармана устраняет утечки СОЖ в нерабочую зону (между манжетами и сальниковой коробкой) и создает градиент давлений по длине кармана, который в совокупности с поршневым действием нижней губы смежной манжеты способствует полному истечению СОЖ в зону трения при обратном ходе штока.

Оптимальное отношение глубины коллектора к его длине, при котором смазка полностью выдавливается в зону трения и отсутствует выдавливание эластомера в уплотняемые зазоры, равно 0,3-0,4.

Многоманжетное уплотнение работает следующим образом.

При прямом ходе штока (ход всасывания) уплотнение, предварительно затянутое нажимной гайкой, воспринимает дополнительную нагрузку, сформированную силой трения, направление которой противоположно направлению силы зажатия. Уплотнение при этом разжимается и часть приносимой штоком СОЖ заполняет смазочные коллектор и карманы. При обратном ходе штока (ход нагнетания) нагрузка на уплотнение складывается из силы зажатия, силы трения и силы, сформированной давлением перекачиваемой жидкости. В период наибольшего нагружения уплотнительного устройства решающее влияние на его долговечность и надежность оказывает режим трения, который зависит только от объема аккумулированной СОЖ и ее рациональной подачи в зону трения. В период нагнетания подача СОЖ на поверхности трения осуществляется двумя путями: из смазочных коллекторов в подкладных кольцах вследствие поршневого действия деформированного эластомера манжеты СОЖ выдавливается на кольцевой участок перемещающегося штока и из смазочных карманов вследствие поршневого действия нижней губы смежной манжеты и градиента давлений по длине кармана СОЖ поступает в зону трения. Кроме того, накопленная в коллекторе СОЖ ввиду ее несжимаемости оказывает противодавление и препятствует выдавливанию манжеты в уплотняемые зазоры.

МНОГОМАНЖЕТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ штока бурового насоса, содержащее установленный в корпусе пакет V-образных манжет из эластомера, на внутренней поверхности каждой из которых выполнена кольцевая канавка, в которой с натягом по ее дну установлено подкладное полимерное кольцо, с карманами для смазки, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности и надежности уплопк-ния путем у.Пчшения условий смазки и njioдотвращения выдавливания манжеты в )лотняе.мые зазоры, на внутренней повер.хности каждого подкладного кольца со стороны его упорного торца выполнена кольцевая расточка, образующая с упорным торцом манжеты смазочный коллектор, глубина которого составляет 0,3-0,4 от его ширины, а карманы выполнены в виде конуса, рассеченного тыльной поверхностью кольца с основанием на внутренней поверхности подкладного кольца.