Уплотнение
Иллюстрации
Реферат
„,>905560
ОП ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Ф
1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.05.80 (21) 2939476/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.а
F 16 J 15/32
Государственный комитет по делан изобретеиий и открытий (53) УДК 62-762 (088.8) Опубликовано 15.02.82. Бюллетень № 6
Дата опубликования описания 25.02.82 (72) Авторы изобретения
В. П. Белугин, Л. И. Берхман, P. Д. Семенов, И.
В. Н. Ермолаев, М. М. Розин и Л. И.
Всесоюзный научно-исследовательский и проект ыи институт, нефтяного машиностроения
- 4, 1..". (7I) Заявитель (54) УПЛОТНЕНИЕ
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 йлоскими 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 нетех нол оги ч но.
Известно также уплотнение, включающее 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.
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 постоян10 ным 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.
Целесообразно, чтобы первый виток со стороны уплотняемой полости взаимодействия с посадочной поверхностью, а последний — с опорной поверхностью.
На фиг. 1 изображено уплотнение, осеео вой разрез; на фиг.- 2 — размещение упругоro элемента; на фиг. 3 — уплотнение в рабочем деформированном состоянии.
Уплотнение состоит из эластичной манжеты 1 с опорной частью 2, установленной в
905560
3 корпусе сальника 3 бурового насоса с помощью фланца 4. Опорная часть 2 армирована упругим элементом 5, выполненным в ниде 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 ?.
Первый виток со стороны уплотняемой полости 6 взаимодействует с посадочной поверхностью 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 соседних витков 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, об текая 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 высокую прочность связи между слоями материала уплотнения между витками и между каждым витком и уплотняе мой поверхностью. 3а 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, располо 0 женным 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, И 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.
905560
/ /) /
t, I
Составитель Г. Щуренко
Редактор Н. Горват Техред А. Бойкас Корректор М. Коста
Заказ 335/52 Тираж 980 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
/
/ г
/ /
) l
7 .Е
/ / !
II