Уплотнение Советский патент 1982 года по МПК F16J15/32 

1

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения штоков и поршней буровых насосов.

Известно уплотнение поршня бурового насоса, содержащее опорную часть и эластичную манжету, армированную плоскими или тарельчатыми упругими элементами, расположенными по длине уплотнения через проставочные кольца и закрепленными на сердечнике пайкой 1.

Недостатком указанного уплотнения является повышенный износ его ввиду образования между упругими элементами недеформируемых зон эластичного материала, что приводит к образованию концентраторов напряжений в зонах кромок упругих элементов. Кроме того, уплотнение сложно и нетехнологично.

Известно также уплотнение, включаюш,ее манжету, расположенную между посадочной и уплотняемой поверхностями и взаимодействующую с опорной поверхностью, армированную упругими элементами, расположенными в теле манжеты 2.

Это техническое решение, характеризуется недостаточным ресурсом работы ввиду

повышенного износа, являющегося следствием образования концентраторов напряжений при обтекании резиной выступов упругих элементов, что снижает долговечность уплотнения.

5 Целью изобретения является повышение ресурса работы уплотнения.

Эта цель достигается тем, что упругий элемент выполнен в виде спиральной пружины с переменным диаметром витков со стороны уплотняемой полости и с постоянным диаметром витков со стороны опорной поверхности, при этом в поперечном сечении витки пружины, по меньшей мере, на треть перекрывают один другого, а их шаг равен или больше расстояния между витками и поверхностью трения.

15

Целесообразно, чтобы первый виток со стороны уплотняемой полости взаимодействия с посадочной поверхностью, а последний - с опорной поверхностью.

На фиг. 1 изображено уплотнение, осе20 вой разрез; на фиг. 2 - размещение упругого элемента; на фиг. 3 - уплотнение в рабочем Деформированном состоянии.

Уплотнение состоит из эластичной манжеты 1 с опорной частью 2, установленной в корпусе сальника 3 бурового насоса с помощью фланца 4. Опорная часть 2 армирована упругим элементом 5, выполненным в виде спиральной пружины. Последняя со стороны уплотняемой полости имеет переменный диаметр витков, а со стороны опорной части 2 постоянный диаметр. В поперечном сечении уплотнения витки пружины со стороны уплотняемой полости 6 частично, но не менее, чем на треть, перекрывают один другого. В опорной части 2 витки полностью перекрывают один другого, так как их диаметр одинаков. Шаг витков равен или больше расстоянию между витками и поверхностью трения уплотнения и штока 7. Первый виток со стороны уплотняемой полости б взаимодействует с посадочной noj верхностью корпуса сальника 3, а последний виток - с опорной поверхностью уплотнения и нажимным фланцем 4. При работе уплотнения упругий элемент в виде пружины 5 воспринимает большую часть нагрузки от давления жидкости в уплотняемой полости 6. Частичное перекрытие сечений соседнихвитков образует лабиринт между витками, препятствующий перетечкам материала уплотнения между витками. Под действием давления в уплотняемой полости 6 передняя кромка манжеты смещена и упругий элемент 5 деформируется в осевом направлении вместе с уплотнением. Эластичный материал уплотнения, oQтекая первый виток, передает ему часть нагрузки от давления, смещая на некоторую величину. При этом слой материала между первым и вторым витками сжимается, выдавливаясь в радиальном направлении к уплотняемой поверхности, препятствуя обтеканию первого витка материалом и передавая часть нагрузки на второй виток. Далее процесс повторяется на следующих витках. Таким образом, нагрузка распределяется равномерно между витками различного диаметра, обеспечивая плавный переход от эластичной передней части уплотнения к более жесткой опорной части. Предлагаемое выполнение уплотнения позволяет исключить обтекание материалом уплотнения упругих элементов, устранив тем самым возможность образования концентраторов напряжений, обеспечивает рысокую прочность связи между слоями материала уплотнения между витками и между каждым витком и уплотняемой поверхностью. За счет указанных эффектов обеспечивается большая долговечность уплотнения. Формула изобретения 1.Уплотнение, преимущественно для штоков и поршней буровых насосов, включающее манжету, расположенную между посадочной и уплотняемой поверхностями и взаимодействующей с опорной поверхностью, армированную упругим элементом, расположенным в теле манжеты, отличающееся тем, что, с целью повышения ресурса работы, упругий элемент выполнен в виде спиральной пружины с переменным диаметром витков со стороны уплотняемой полости и с постоянным диаметром витков со стороны опорной поверхности, при этом в поперечном сечении витки пружины, по меньшей мере, на треть перекрывают один другого, а их шаг равен или больше расстояния между витками и поверхностью трения. 2.Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что первый виток со стороны уплотняемой полости взаимодействует с посадочной поверхностью, а последний - с опорной поверхностью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 2676075, кл. 92-254, опублик. 1954. 2.Авторское свидетельство СССР № 514140, кл. F 16 J 15/32, 1976.

5/ z.f

7

Ш1.

.