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Die vorliegende Erfindung ist im Allgemeinen gerichtet auf Dichtungen und spezifischer auf Dichtung, die angepasst sind für die Benutzung in extremen Umgebungen und/oder für lange Gebrauchsdauern.
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Konventionelle Dichtungen tendieren dazu, unter extremer Hitze oder unter extremer Benutzung nach relativ kurzer Gebrauchsdauer auszufallen. Es mag vorteilhaft sein, eine Dichtung bereitzustellen, die folgendes einschließen mag: eine statische Dichtung, die besser dazu ausgebildet ist, die Migration eines Mediums in den Bereich einer Stopfbuchse zu unterbinden; die eine überlegene dynamische Dichtung bildet; die ausgebildet ist, um thermische und/oder chemische Ausdehnung innerhalb dem Raum, der von dem assoziierten Gehäuse und der assoziierten Stopfbuchse zur Verfügung gestellt wird, zu erlauben; die ausreichende Starrheit aufweist, um aggressiven Umgebungen für ausgedehnte Zeitperioden der Benutzung zu widerstehen; die geeignet ist für die Benutzung als Teil von neuer Ausrüstung oder die nachgerüstet werden kann in bestehende Ausrüstung; und/oder die eine längere Gebrauchsdauer zur Verfügung stellt.
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Kurze Zusammenfassung
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Kurz gesagt ist eine Ausführung der vorliegenden Erfindung gerichtet auf eine Dichtung, die ausgebildet ist, um eine dynamische Oberfläche, die bewegbar in eine axiale Richtung ist, abzudichten. Die Dichtung kann einschließen einen Dichtkörper, der eine erste axiale Dichtungsoberfläche aufweist, die ausgebildet ist, um benachbart zu der dynamischen Oberfläche während einer Benutzung zu sein, wobei der Dichtungskörper eine zweite axiale Dichtungsoberfläche, eine erste radiale Dichtungsoberfläche und eine zweite radiale Dichtungsoberfläche aufweist. Der Dichtungskörper weist vorzugsweise einen Ring, eine Primärdichtung und ein Anpresselement auf. Der Ring kann eine äußere Ringoberfläche aufweisen, welche eine erste axiale Ringoberfläche aufweist. Die erste axiale Ringoberfläche kann einen Teil der ersten axialen Dichtungsoberfläche bilden. Die Primärdichtung kann auf der äußeren Ringoberfläche angeordnet sein und einen Teil der ersten axialen Dichtungsoberfläche bilden und kann ferner einen Teil der zweiten axialen Dichtungsoberfläche bilden. Die Primärdichtung kann eine dynamische Dichtung bilden, die ausgebildet ist, um mit der dynamischen Oberfläche in Kontakt zu treten während der Benutzung. Das andere Element kann auf der Primärdichtung angeordnet sein und einen Teil der zweiten axialen Dichtungsoberfläche bilden. Das Anpresselement kann eine statische Dichtung bilden auf der ersten radialen Dichtungsoberfläche.
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In einem separaten Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf eine Methode zur Benutzung einer Dichtung, die ausgebildet ist, um eine dynamische Oberfläche abzudichten, die bewegbar ist in eine axiale Richtung. Die Methode umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Dichtungskörpers, der eine erste axiale Dichtungsoberfläche aufweist, die ausgebildet ist, um benachbart zu der dynamischen Oberfläche während einer Benutzung zu sein, einer zweiten axialen Dichtungsoberfläche, einer ersten radialen Dichtungsoberfläche, und einer zweiten radialen Dichtungsoberfläche, wobei der Dichtungskörper einen Ring, eine Primärdichtung und ein Anpresselement aufweist; wobei der Ring eine äußere Ringoberfläche aufweist, die eine erste axiale Ringoberfläche umfasst, wobei die erste axiale Ringoberfläche einen Teil der ersten axialen Dichtungsoberfläche bildet, wobei der Ring ein starres Material aufweist; wobei das Bereitstellen ferner umfasst, dass die Primärdichtung auf der äußeren Ringoberfläche angeordnet ist und einen Teil der ersten axialen Dichtungsoberfläche bildet und einen Teil der zweiten axialen Dichtungsoberfläche bildet, wobei die Primärdichtung einen dynamische Dichtung bildet, die ausgebildet ist, um die dynamische Oberfläche während der Benutzung zu kontaktieren, wobei die Primärdichtung ein abrasionsresistentes Material aufweist, das nicht elastomer ist; wobei das Bereitstellen ferner umfasst, dass das Anpresselement auf der Primärdichtung angeordnet ist und einen Teil der zweiten axialen Dichtungsoberfläche bildet, wobei das Anpresselement eine statische Dichtung auf der ersten radialen Dichtungsoberfläche bildet, wobei das Anpresselement ein chemisch resistentes elastomeres Material aufweist; und Anwenden einer axialen Kompression auf den Dichtungskörper.
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In einem separaten Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf eine Methode zur Herstellung einer Dichtung, die ausgebildet ist, eine dynamische Oberfläche abzudichten, die bewegbar ist in eine axiale Richtung. Dabei umfasst die Methode die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Dichtungskörpers, der eine erste axiale Dichtungsoberfläche aufweist, die ausgebildet ist, um benachbart zu der dynamische Oberfläche während einer Benutzung zu sein, einer zweiten axialen Dichtungsoberfläche einer ersten radialen Dichtungsoberfläche, und einer zweiten radialen Dichtungsoberfläche, wobei der Dichtungskörper einen Ring, eine Primärdichtung und ein Anpresselement aufweist; wobei das Bereitstellen ferner umfasst, dass der Ring eine äußere Ringoberfläche aufweist, die eine erste axiale Ringoberfläche aufweist, wobei die erste axiale Ringoberfläche einen Teil der ersten axialen Dichtungsoberfläche bildet, wobei der Ring ein starres Material aufweist; wobei das Bereitstellen ferner umfasst, dass die Primärdichtung auf der äußeren Ringoberfläche angeordnet ist und einen Teil der ersten axialen Dichtungsoberfläche bildet und einen Teil der zweiten axialen Dichtungsoberfläche bildet, wobei die Primärdichtung eine dynamische Dichtung bildet, die ausgebildet ist, um die dynamische Oberfläche während der Benutzung zu kontaktieren, wobei die Primärdichtung ein abrasionsresistentes Material aufweist, das nicht elastomer ist; und wobei das Bereitstellen ferner umfasst, dass das Anpresselement angeordnet ist auf der Primärdichtung und einen Teil der zweiten axialen Dichtungsoberfläche bildet, wobei das Anpresselement eine statische Dichtung auf der ersten radialen Dichtungsoberfläche bildet, wobei das Anpresselement ein chemisch resistentes elastomeres Material aufweist.
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In einem separaten Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf eine Dichtung, die ausgebildet ist, um eine dynamische Oberfläche abzudichten, die bewegbar ist in eine axiale Richtung. Die Dichtung kann eine dynamische Dichtung einschließen, die ausgebildet ist, um die dynamische Oberfläche während der Benutzung zu kontaktieren, und eine statische Dichtung einschließen, die geformt ist von einer ersten und einer zweiten Lippenoberfläche, die eine vergrößerte keilartige Form bilden, um die Effektivität während extremer Anwendungen zu vergrößern.
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In einem separaten Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf eine Dichtung, die ausgebildet ist, um eine dynamische Oberfläche und eine statische Oberfläche abzudichten. Die statische Dichtung ist gebildet durch eine erste und eine zweite Dichtungslippe, die vorzugsweise einen Winkel zwischen sich haben, welcher etwa zwischen 65° und etwa 80° liegt.
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In einem separaten Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf eine Dichtung, die ausgebildet ist, um eine dynamische Oberfläche, die bewegbar ist in eine axiale Richtung abzudichten, wobei die Dichtung eine statische Dichtung gegen eine statische Oberfläche bildet, um zu verhindern, dass Medien in den Bereich einer Stopfbuchse gelangen. Die Dichtung weist einen Ausschnitt auf, auf einer Seite der statischen Dichtung und einen Hohlraum auf einer weiteren radialen Seite der statischen Dichtung, welche derart ausgebildet sind, dass, wenn sie in einem radialen Querschnitt angesehen werden, der Ausschnitt und der Hohlraum im allgemeinen identische Durchmesser oder Krümmungsradien haben.
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In einem separaten Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf eine Dichtung, die ausgebildet ist, um eine dynamische Oberfläche abzudichten, die bewegbar ist in eine axiale Richtung, wobei die Dichtung eine statische Dichtung gegen eine statische Oberfläche bildet, um zu verhindern, dass Medien in den Bereich einer Stopfbuchse gelangen. Die Dichtung hat ein Anpresselement, das eine statische Dichtung bildet auf einer radialen Dichtungsoberfläche und das die dynamische Dichtung auf die dynamische Oberfläche zutreibt.
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In einem separaten Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf eine Dichtung, die ausgebildet ist, um eine dynamische Oberfläche abzudichten, die bewegbar ist in eine axiale Richtung, wobei die Dichtung eine statische Dichtung gegen eine statische Oberfläche bildet, um den Eintritt von Medien in den Bereich einer Stopfbuchse zu verhindern. Die Dichtung hat ein Anpresselement, das so ausgebildet ist, dass Druck, der ausgeübt wird auf die Dichtung durch aufwärtsströmende Medien, resultiert in einer im allgemeinen gleichgroßen Menge von Druck, der ausgeübt wird auf eine dynamische Dichtung mit der dynamischen Oberfläche, und einer im allgemeinen gleichen Menge an Druck ausgeübt auf die statische Dichtung.
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KURZ BESCHREIBUNG der Zeichnungen
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Die obige Zusammenfassung, die folgende ausführlich Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden besser verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnung gelesen werden.
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In den Zeichnungen ist gezeigt:
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1 ist eine Ansicht eines teilweise radialen Querschnitts einer Dichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung positioniert um einen Kolben und innerhalb eines Gehäuses und einer Stopfbuchse;
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2 ist ein teilweiser radialer Querschnitt von der Dichtung aus 1; und
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3 ist eine Perspektive Ansicht von einem Segment der Dichtung aus 1.
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Detaillierte BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN Ausführungsbeispielen
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Bestimmte Terminologie ist in der folgenden Beschreibung der Einfachheit halber verwendet und ist nicht einschränkend. Die Wörter "Rechts", "links“, „oben", und "unten" benennen Richtungen in den Zeichnungen zu welchen Bezug genommen wird. Die Wörter "einwärts" und "auswärts" beziehen sich auf Richtungen auf das geometrische Zentrum der Dichtung und bezeichnete Teile der Dichtung zu bzw. davon weg. Der Ausdruck „dynamische Oberfläche“, wie er verwendet wird in den Ansprüchen und/oder in korrespondierenden Bereichen der Beschreibung, bedeutet „jede Oberfläche, die in Bewegung relativ zu einer anderen Oberfläche ist“. Wenn beispielsweise die Dichtung gesichert ist in einer statischen Position gegenüber dem Gehäuse bis auf eine Seite, die einem bewegbaren Teil zugewandt ist, dann kann die kontaktierende Oberfläche des bewegbaren Teils angesehen werden als die dynamische Oberfläche. Einige Beispiele einer dynamischen Oberfläche sind die äußere Oberfläche einer Welle, die äußere Oberfläche einer Kolbenstange, die äußere Oberfläche eines Kolbens, die innere Oberfläche einer zylindrischen Bohrung, die äußere Oberfläche einer Pleuelstange, eines Ventils oder dgl. Der Ausdruck „axial“ ist in den Ansprüchen und den korrespondierenden Bereichen der Beschreibung verwendet in Verbindung mit den verschiedenen Oberflächen der Dichtung und assoziierten Komponenten. Der Durchschnittsfachmann versteht jedoch, dass die Verwendung des Ausdrucks „axial“ nicht eine präzise lineare und/oder horizontale Oberfläche impliziert, sondern stattdessen verwendet wird, um eine Oberfläche im allgemeinen zu identifizieren, außer anderweitiges wird festgestellt. Eine axiale Oberfläche kann ein Sägezahnprofil einschließen, einen Kanal, oder dgl. Der Ausdruck „radial“ wird in den Ansprüchen und den korrespondierenden Teilen der Beschreibung in Verbindung mit verschiedenen Oberflächen der Dichtung und assoziierten Komponenten verwendet. Der Durchschnittsfachmann jedoch versteht, dass die Verwendung des Ausdrucks „radial“ keine präzise lineare und/oder vertikale Oberfläche impliziert, sondern stattdessen verwendet wird, um eine Oberfläche im allgemeinen in Beziehung zu den Zeichnungen zu identifizieren, außer es wird anderweitiges gesagt. Beispielsweise kann eine radiale Oberfläche eine Lippe aufweisen, die eine Dichtung formt, einen Hohlraum oder dgl. Der Ausdruck „mindestens eine von ’a‘, ’b‘, ’c‘,“ wie er in den Ansprüchen und/oder in korrespondierenden Teilen der Beschreibung verwendet wird, bedeutet „jede Gruppe, die mindestens eines von ’a‘ aufweist; oder jede Gruppe die wenigstens ein ’b‘aufweist; oder jede Gruppe, die wenigstens ein ’c‘aufweist; wobei auch solche Gruppen eingeschlossen sind, die von jeder der drei Komponenten wenigstens eine aufweist.“ Die Wörter „ein“ und „eine“ sind definiert, eine oder mehrere der bezeichneten Dinge einzuschließen, außer anderweitiges wird explizit gesagt. Die Terminologie schließt die Wörter die oben explizit genannt sind, ein, Ableitungen davon, und Wörter von ähnlicher Bedeutung.
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Bezugnehmend auf die 1 bis 3, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente kennzeichnen, ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Dichtung 10 gezeigt, welche vorzugsweise benutzt wird, um eine Gebrauchsdauer von Pumpenpackungen in Schwerlastanwendungen zu erhöhen. Ein Beispiel sind Fracking Fluid Pumpen. Die Dichtung 10 ist vorzugsweise konstruiert um ideal zu sein für die Benutzung in der initialen Herstellung von extrem großen Fracking Fluid Pumpen und für die Benutzung in der Nachrüstung von solchen Pumpen. Die Struktur der Dichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung und ihre assoziierte Funktionalität resultiert in einer erhöhten Gebrauchsdauer der Dichtung 10 verglichen mit existierenden Dichtungen des Industriestandards. Alternativ kann die Dichtung 10 benutzt werden in jeder passenden Anwendung ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugnehmend auf 1 ist die Dichtung 10 vorzugsweise ausgebildet, um eine dynamische Oberfläche 12 abzudichten, die bewegbar ist in eine axiale Richtung 14. Der Dichtungskörper 16 hat vorzugsweise eine erste axiale Dichtungsoberfläche 18, die ausgebildet ist, um benachbart zu der Dynamischen Oberfläche 12 während einer Benutzung zu sein. In der Anwendung, die in 1 gezeigt ist, ist die erste axiale Dichtungsoberfläche 18 die radial innere axiale Oberfläche. Der Durchschnittsfachmann jedoch wird verstehen, dass in Abhängigkeit von der Anwendung, für welche die Dichtung 10 benutzt wird, die erste axiale Dichtungsoberfläche 18 kann die äußere axiale Dichtungsoberfläche sein, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Wenn z. B. die Dichtung 10 der vorliegenden Erfindung benutzt würde um eine Dichtung gegen eine dynamische Oberfläche einer zylindrischen Bohrung zu bilden, dann wäre die erste axiale Dichtungsoberfläche 18 die äußere axiale Dichtung. Wenn die Dichtung 10 benutzt wird als Teil einer Pumpenpackung, wie in 1 gezeigt, dann ist es bevorzugt, dass die erste axiale Dichtungsoberfläche 18 benachbart ist zu einer dynamischen Oberfläche 12, die geformt ist von einem Kolben, einer Kolbenstange, oder dergleichen.
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Bezugnehmend auf 2, weist der Dichtungskörper 16 vorzugsweise eine zweite axiale Dichtungsfläche 20 auf, die im oberen Bereich der Zeichnung gezeigt ist. Auf der linken Seite des Querschnitts der Dichtung 10 ist eine zweite radiale Dichtungsoberfläche 24. Der Dichtungskörper 10 weist vorzugsweise einen Ring 26, eine Primärdichtung 28 und ein Anpresselement 30 auf. Der Durchschnittsfachmann des betreffenden technischen Gebiets versteht von der Offenbarung, dass zusätzliche Komponenten im Dichtungskörper 10 enthalten sein können, ohne dass der Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
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Der Ring 26 ist vorzugsweise von einem starren Stützmaterial gemacht, das Industriestandard ist, wobei das Material ausgelegt ist für die Druckeinstufung der Anwendung. Es ist bevorzugt, dass der Ring 26 hergestellt ist von Rohlingen unter Verwendung von gegenwärtigen Herstellungstechniken. Ein Beispiel eines Materials, das verwendet werden kann, um den Ring 26 zu bilden, ist ein unverstärkter, semikristalliner Thermoplast, der auf Polyäthylen-Terephthalat (PET-P) basiert. Es ist bevorzugt, dass der Ring 26 eine Scherfestigkeit von etwa 8500 Pfund pro Quadrat- Inch bei 73° Fahrenheit hat. Der Durchschnittsfachmann auf dem betreffenden technischen Gebiet versteht jedoch aus der vorliegenden Offenbarung, dass der Begriff „starr“, wie er in den Patentansprüchen verwendet wird, auch jede Scherfestigkeit oberhalb von etwa 7000 Pfund pro Quadrat-Inch einschließt. Der Durchschnittsfachmann auf dem betreffenden technischen Gebiet versteht jedoch von der vorliegenden Offenbarung, dass jedes geeignete Material oder Herstellungstechnik verwendet werden kann, um den Ring 26 herzustellen ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. In Abhängigkeit von der Anwendung können die jeweiligen Materialien, die ausgewählt werden, und die bevorzugten Eigenschaften variieren, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wenn beispielsweise eine Anwendung hohe thermische Widerstandsfähigkeit benötigt, dann können die Materialien, die für jegliche Komponenten der vorliegenden Erfindung ausgewählt werden, variieren, ohne dass der Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Der Ring 26 hat vorzugsweise keine äußere Ringoberfläche 32, die eine erste axiale Ringoberfläche 34 aufweist. Die erste axiale Ringoberfläche 34 bildet vorzugsweise einen Teil der ersten axialen Dichtungsoberfläche 18. Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, hat der Ring 26, wenn er in einem radialen Querschnitt angesehen wird, vorzugsweise eine im Allgemeinen geradlinige Form. Es ist bevorzugt, wenn eine Orientierung vorliegt, wie sie in 2 gezeigt ist, dass die Breite des Rings 26 etwas größer ist als die Höhe des Rings 26. Ferner weist der obere linke Bereich des Rings 26 vorzugsweise eine abgeschrägte Kante 36 auf. Die abgeschrägte Kante erstreckt sich im Allgemeinen in die Dichtung 10, wenn man sich entlang der abgeschrägten Kante im Allgemeinen aufwärts und auf die rechte Seite bewegt entlang der linken Seite des Rings 26. obwohl es bevorzugt ist, dass der Ring 26 eine im Allgemeinen geradlinige Form hat, versteht der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden technischen Gebiet von der vorliegenden Offenbarung, dass jede geeignete Querschnittsform für den Ring 26 verwendet werden kann, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die erste axiale Ringoberfläche 34 kann beispielsweise einen Kanal aufweisen um den Fluss von Schmierstoff zu erleichtern oder um Masse zu reduzieren, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Wie am besten in 2 gezeigt ist, ist die Anordnung des Rings 26 (wenn ein radialer Querschnitt davon angesehen wird) bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, im unteren linken Bereich des Querschnitts. Bezugnehmend auf 1, ist der Ring 26 vorzugsweise unterstützt in dem Träger 42 nahe bei der Lücke 84 zwischen dem Träger 42 und der dynamischen Oberfläche 12, die sich im Allgemeinen auf die linke Seite von der Dichtung 10 erstreckt. Es ist bevorzugt, dass der Ring 26 selbst nichts direkt beiträgt zur Abdichtung gegen die dynamische Oberfläche 12. Dagegen ist bevorzugt, dass der Ring 26 sogenanntes Nippling der Primärdichtung in die Lücke 84 verhindert oder reduziert. D.h. wenn die Dichtung unter Verwendung ist unter extremen Druck für eine ausgedehnte Zeitspanne kann möglich sein, dass ohne den Ring 26 die Primärdichtung 28 sich graduell deformieren könnte und sich in die Lücke 84 erstreckt. Über die Zeit könnte sich eine derartige Deformation vergrößern und beginnen, die Lücke 84 auszufüllen, und die dynamische Dichtung der Dichtung 10 eliminieren, und ein Ausfallen der Dichtung bewirken.
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Während es bevorzugt ist, dass der Ring 26 eine Komponente ist, die separat von der Primärdichtung 28 ausgebildet ist, versteht der Durchschnittsfachmann des vorliegenden technischen Bereichs von der vorliegenden Offenbarung, dass sie in einer einzigen Operation geformt werden können, während die Materialzusammensetzung leicht variiert werden kann, wenn eine Herstellung im Bereich des Rings 26 erfolgt, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Der ganze Ring kann gemacht werden durch einen einzigen Herstellungsprozess, der in der Lage ist, Eigenschaften durch die Dichtung 10 hindurch zu verändern, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Obwohl von dem Ring 26, der Primärdichtung 28, und dem Anpresselement 30 von separaten Komponenten gesprochen wird, kann eine oder mehrere der Komponenten hergestellt werden als eine einzige Komponente mit einem oder mehreren Schritten ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Primärdichtung 28 ist vorzugsweise angeordnet auf der äußeren Ringoberfläche 32 auf dem Ring 26 bezugnehmend auf die 1 und 2, ist es bevorzugt, dass die Primärdichtung 28 die Mehrheit der oberen und rechten Seiten des Rings 26 überlappt, gesehen in einem radialen Querschnitt. Das Material der Primärdichtung ist vorzugsweise gewählt für eine hohe Abrasionsresistenz und Dichtungsfähigkeit. Die Primärdichtung 28 dient vorzugsweise als Hauptdichtung für diese Bauweise und ihre hohe Abrasionsresistenz vergrößert die Gebrauchsdauer der Dichtung 10 dramatisch. Ein bevorzugtes Material, das beispielsweise verwendet werden kann um die Primärdichtung 28 zu bilden, ist ein verbessertes Polyäthylen mit ultrahohem molekularem Gewicht. Eine Methode um Abrasionsresistenz eines Materials zu testen, ist bekannt als der Sand Slurry Test. Unter Verwendung des Sand Slurry Test ist es bevorzugt, dass das Material der Primärdichtung eine Abrasionsresistenz aufweist, die etwas 10-fach so hoch wie die von Stahlist. der Ausdruck „Abrasionsresistenz“, so wie er in den Ansprüchen verwendet wird, ist definiert als „ein Material, das wenigstens achtfach die Abrasionsresistenz von Stahl aufweist und zwar bestimmt durch den Sand Slurry Test“. Der Durchschnittsfachmann versteht von der vorliegenden Offenbarung, dass jedes geeignete Material verwendet werden kann für die Primärdichtung 28 ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Primärdichtung 28 bildet vorzugsweise einen Teil der ersten axialen Dichtungsoberfläche 18 und bildet vorzugsweise auch Teil der zweiten axialen Dichtungsoberfläche 20. wie am besten in 2 gezeigt ist, begrenzt die erste axiale Dichtungsoberfläche 18 im allgemeinen die Unterseite des Querschnittsbereichs der Dichtung 10 und die zweite axiale Dichtungsoberfläche 20 im allgemeinen begrenzt die Oberseite der Querschnittsfläche der Dichtung 10.
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Der Durchschnittsfachmann versteht von der vorliegenden Offenbarung, dass, ob die erste oder zweite axiale Dichtungsoberfläche 18, 20 positioniert sind wie gezeigt oder umgekehrt, nichts ausmacht bezüglich der Ansprüche oder Funktionalität der Dichtung 10. Als solches, kann die Positionierung der ersten und zweiten axialen Dichtungsoberflächen 18, 20 umgekehrt werden, in Abhängigkeit von der Anwendung, für welche die Dichtung 10 verwendet wird. Das heißt, die Dichtung 10 kann konfiguriert werden so, dass die dynamische Dichtung 38 (weiter beschrieben im Folgenden) konfiguriert ist an einer radialen inneren Oberfläche der Dichtung 10 oder so, dass die dynamische Dichtung 38 konfiguriert ist an einer radialen äußeren Oberfläche der Dichtung 10 ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Primärdichtung 28 erstreckt sich vorzugsweise von der Oberseite des Rings 26 im Allgemeinen aufwärts, um einen Bereich der zweiten axialen Dichtungsoberfläche 20 zu bilden. Immer noch bezugnehmend auf 2, hat das linke Ende der Primärdichtung 28 vorzugsweise eine geschrägte Kante 40. Es ist bevorzugt, dass die linke obere abgeschrägte Kante 40 übergeht in eine im Allgemeinen glatte ebene Oberfläche 43, die einen linken Bereich der zweiten axialen Dichtungsoberfläche 20 bilden kann.
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Es ist bevorzugt, dass die Primärdichtung 28 eine dynamische Dichtung 38 bildet, die ausgebildet ist, um die dynamische Oberfläche 12 während einer Benutzung zu kontaktieren. Die dynamische Dichtung 38 stellt vorzugsweise eine Dichtung gegenüber der dynamischen Oberfläche 12 bereit (die in einer bevorzugten Anwendung eine Oberfläche eines Schwingkolbens ist). Obwohl 1 die dynamische Dichtung 38 überlappend darstellt mit dem Volumen der dynamischen Oberfläche 12, versteht der Durchschnittsfachmann von der vorliegenden Offenbarung, dass während einer Benutzung die dynamische Dichtung 38 typischerweise nicht den Außenbereich der dynamischen Oberfläche 12 überragt. Die Darstellung der Dichtung 10 in Figur ist einfach dazu bestimmt, um eine Vorstellung zu geben von der beabsichtigten radialen Kompression, die auftritt, wenn die Dichtung 10 zusammengedrückt wird, um zwischen die dynamische Oberfläche 12, einem Dichtungshalter 42 (in einigen Anwendungen wird der Dichtungshalter eine Stopfbuchse sein), und einem Behälter 44 (in einigen Anwendungen kann der Behälter als ein Kompressionsgehäuse benannt sein, oder als eine sogenannte Stuffingbox oder dgl.), zu passen. Es ist bevorzugt, dass die Primärdichtung 28 ein abrasionsresistentes Material aufweist, das nicht elastomer ist. Der Halter kann eine umfängliche Schulter 86 haben, die um die Öffnung auf der rechten Seite angeordnet ist. Die umfängliche Schulter, d. h. die in Umfangsrichtung verlaufende Schulter, kann sehr nützlich sein, um die Dichtung 10 innerhalb des Trägers 42 zu halten, wenn die ausgelieferte Dichtung schon in dem Träger positioniert ist zur Verwendung in einer Pumpe oder anderen Anwendungen. In einigen Ausführungsbeispielen ist die umfängliche Schulter 86 vorzugsweise bemessen um zu erlauben, dass die Dichtung 10 eingeschnappt wird in den Träger 42. Dies kann den Zusammenbau sehr vereinfachen sowie auch das Versenden, und auch das Nachrüsten bei existierender Ausrüstung vor Ort.
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Wie am besten in 2 gezeigt ist, ist es bevorzugt, dass zumindest ein Kanal 46 definiert ist durch die Primärdichtung 28 im Allgemeinen entlang der ersten axialen Dichtungsoberfläche 18. Es ist bevorzugt, aber nicht notwendig, dass der wenigstens eine Kanal 46 im allgemeinen hat eine hemisphärische Querschnittsform. Der Durchschnittsfachmann jedoch wird verstehen, dass der Kanal 46 jede Querschnittsform haben kann ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es ist ferner bevorzugt, dass die Primärdichtung 28 einen verlängerten Bereich 48 aufweist, der sich im allgemeinen axial ausdehnt weg von dem Ring 26 und endet in einem vergrößerten Kopf 50. Der Durchschnittsfachmann versteht von der vorliegenden Offenbarung, dass der verlängerte Bereich 48 abgewinkelt verlaufen kann bis zu 45° von der ersten axialen Ringoberfläche 34 und immer noch angesehen werden kann, sich im allgemeinen axial davon zu erstrecken. Es ist bevorzugt, dass der verlängerte Bereich 48 im allgemeinen etwa die halbe Dicke aufweist von dem Ring 26. wie in 2 gezeigt ist es auch bevorzugt, aber nicht nötig, dass der vergrößerte Kopf 50 einen oberen rechten und einen oberen linken Bereich hat, die im allgemeinen geradlinig sind gesehen in einem radialen Querschnitt. Es ist bevorzugt, dass der vergrößerte Kopf 50 etwa 10 % bis zu etwa 30 % dicker (d. h., wie in der Figur gezeigt größer) ist als der vergrößerte Bereich 48. Die Dichtung 10 kann konfiguriert sein so, dass der verlängerte Bereich 48 und der vergrößerte Kopf 50 die dynamische Dichtung 38 bilden.
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In dem Ausführungsbeispiel gezeigt in den 1 und 2 kann ein erster Kanal 52 definiert sein durch die Primärdichtung 38 entlang der ersten axialen Dichtungsoberfläche 18, wobei der Kanal 52 kein Teil des verlängerten Bereichs 48 ist und kein Teil des vergrößerten Kopfs 50 ist, wobei ein zweiter Kanal 54 definiert sein kann durch den verlängerten Bereich 48 der Primärdichtung 38 entlang der ersten axialen Oberfläche 18. Es ist bevorzugt, dass der erste und der zweite Kanal 52, 54 eine im allgemeinen hemisphärische Querschnittsflächenform haben. Der Durchschnittsfachmann versteht von der vorliegenden Offenbarung jedoch dass der erste und zweite Kanal 52, 54 jede Querschnittsflächenform haben können, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die untere Oberfläche der Primärdichtung 38, die im allgemeinen zur rechten Seite sich erstreckt von dem zweiten Kanal 54 kann ein primäres Kontaktmuster 82 bilden. Das primäre Kontaktmuster 82 bildet vorzugsweise die dynamische Dichtung 38. In einigen Fällen jedoch kann über die Zeit eine Leckage der Medien 88 jenseits des primären Kontaktmusters 82 gelangen. Wenn dieses passiert stellt der zweite Kanal 54 vorzugsweise einen Platz bereit für die Medien 88, und zwar zur Aufsammlung derselben. Dies kann die Gebrauchsdauer der Dichtung 10 erhöhen, weil, sobald Leckage jenseits der primären Kontaktoberfläche 80 auftritt, Verschleiß auf der primären Kontaktoberfläche 80 sich erhöhen kann, was die Dichtung weiter verschlechtern kann. Die Dichtung kann in jeder geeigneten Anwendung verwendet werden. wenn sie verwendet wird in Bohroperationen, die Medien 88 können einschließen Matsch, Dreck, Wasser, Öl, Gas etc., was unter Druck stehen kann und zwar unter Druck von 10.000 Pfund pro Quadrat-Inch oder höher.
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Wenn die primäre Kontaktoberfläche 80 anfängt Effizienz zu verlieren beim Formen der dynamischen Dichtung 38, dann erhält die sekundäre Kontaktoberfläche 82 vorzugsweise eine dynamische Dichtung aufrecht und verlängert die Gesamtlebensdauer der Dichtung 10. Der erste Kanal 52 stellt vorzugsweise einen scharnierartigen Effekt zur Verfügung zwischen dem Hauptbereich der Primärdichtung 28 und dem verlängerten Bereich 48. Dies kann nützlich sein, wenn die Steifheit des Materials, das die Primärdichtung 28 formt, eine Abwärtsbeugung des verlängerten Bereichs und Kopfs 48, 50 schwieriger als optimal macht. In anderen Worten, der erste Kanal 52 kann helfen, die dynamische Dichtung 28 empfänglicher zu machen für Druck, der ausgeübt wird auf die Dichtung 10. Der Durchschnittsfachmann versteht von der vorliegenden Offenbarung, dass der erste und zweite Kanal 52, 54 weggelassen werden können, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugnehmend auf 2, ist das Anpresselement 30 vorzugsweise angeordnet auf der Primärdichtung 28 und formt Teil der zweiten axialen Dichtungsoberfläche 20. Das Anpresselement 30 ist vorzugsweise gebildet aus einem chemisch resistenten elastomeren Material. Es ist auch vorzugsweise, dass das Anpresselement 30 geformt ist unter Benutzung von dem Vorgang des Formpressens. Ein bevorzugter funktionaler Effekt der Konfiguration des Anpresselements 30 ist die Vorsehung einer Anpresskraft auf die dynamische Dichtung 38. Das Anpresselement 30 formt vorzugsweise eine statische Dichtung 56 auf der ersten radialen Dichtungsoberfläche 22 und gegen eine radiale Oberfläche des Behälters 44. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erfüllt die statische Dichtung 56 vorzugsweise die Funktion, die Stopfbuchse 42 zu schützen (d.h., den zuvor erwähnten Dichtungshalter 42) vor Materialeintritt. Das chemisch hoch kompatible elastomere Material, das vorzugsweise verwendet wird um das Anpresselement 30 zu bilden, erlaubt der Pumpenpackung in einem weiten Bereich von Serviceflüssigkeiten zu arbeiten. Der Durchschnittsfachmann versteht aufgrund der vorliegenden Offenbarung, dass das Anpresselement 30 von jedem geeigneten Material gemacht werden kann, wobei jeder geeignete Herstellungsprozess verwendet werden kann, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es ist bevorzugt, dass das Anpresselement unter Druck sich deformiert, aber sein Volumen nicht bedeutend verändert (d.h., vorzugsweise sich nicht bedeutend komprimiert). Immer noch auf 2 bezugnehmend, umfasst das Anpresselement 30 vorzugsweise den Hohlraum 74, den Ausschnitt 76, und die Kanäle 72, welche Raum zur Verfügung stellen, so dass, wenn das Anpresselement unter Druck gesetzt wird während der Installation der Dichtung 10 in einem Apparat, das Anpresselement vorzugsweise Raum hat, in welchem es deformieren kann. In einer bevorzugten Anwendung, die in 1 gezeigt ist, steht die Dichtung 10 leicht jenseits der rechten Seite des Trägers 42 hervor, wenn die Dichtung 10 positioniert ist in dem Träger 42 vor der Installation des Trägers 42 in dem Behälter 44. In einer typischen Installation ist es möglich, dass die Dichtung axial komprimiert ist mit dreißig Pfund pro Quadrat-Inch an Druck zwischen dem Träger 42 und dem Behälter 44. Dies kann in einiger Deformation des Anpresselements resultieren, so dass die rechte Seite des Trägers 42 bündig ist mit einer benachbarten radialen Oberfläche des Behälters ist. In den Fällen, in welchen die Dichtung 10 unter axialer Kompression während der Installation oder Benutzung ist, kann die mögliche Kompression des Anpresselements 30 nützlich sein, in der Kompensation von Toleranzen in dem Träger 42, dem Behälter 44 oder anderen Bauelementen.
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Es ist bevorzugt dass das Anpresselement 30 separiert ist von der zweiten Dichtungsoberfläche 44 durch die Primärdichtung 28. die statische Dichtung 56 ist vorzugsweise geformt durch eine erste Lippenoberfläche 58 und die zweite Lippenoberfläche 60, die an dem Apex 62 sich treffen, um einen anfänglichen Kontaktpunkt für die statische Dichtung 56 zu bilden. Es ist bevorzugt, dass die erste und die zweite Lippenoberfläche 58, 60 im Allgemeinen glatte ebene Oberflächen sind, in der Nähe des Apex 62 der statischen Dichtung 56.
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Die statische Dichtung 56 kann konfiguriert sein derart, dass ein Winkel 64 zwischen der ersten Lippenoberfläche 58 und der zweiten Lippenoberfläche 60 ist zwischen etwa 45° und etwa 90°. Der Ausdruck „etwa“, wenn er verwendet wird in Verbindung mit Grad in den Ansprüchen und den assoziierten Bereichen der Beschreibung ist so definiert, dass er meint: „den angegebenen Betrag an Grad + oder –2 Grad. Noch bevorzugter ist der Winkel 64 zwischen etwa 55° und etwa 85°, wenn die Dichtung 10 angesehen wird in einem radialen Querschnitt. Noch mehr bevorzugt ist, dass der Winkel 64 zwischen etwa 70° und etwa 80° ist.
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Es ist bevorzugt, dass die statische Dichtung 56 einen axialen Kompressionspunkt formt, um Medien davon abzuhalten, in die statische Seite der Packung zu wandern. Der Durchschnittsfachmann versteht von der vorliegenden Offenbarung, dass der Winkel 64 variiert werden kann über die obigen Bereiche hinweg ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die angewinkelte zweite Lippenoberfläche 60 ist vorzugsweise ausgelegt in einer derartigen Weise, dass normale Herstellungstoleranzen die Dichtungsfähigkeit der Dichtung 10 nicht beeinflussen.
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Die Konfiguration der statischen Dichtung 56 und die diesbezügliche Orientierung der ersten und zweiten Lippenoberflächen 58, 60 erlauben es, dass axiale Kompression aufrechterhalten wird und hohen Dichtungskraft aufrechterhalten wird in dem statischen Dichtpunkt über einen typischer Weise breiten Toleranzbereich hinweg. Das Ergebnis ist, dass die Dichtung 10 sogar noch ökonomischer ist, wenn sie verwendet wird zur Nachrüstung bei gegenwärtigen Herstellungstechniken oder bei Verwendung als Teil von neuen Pumpenkomponenten.
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Wie am besten in 2 gezeigt ist, kann das Anpresselement 30 ein allgemeines Sägezahlprofil 66 formen entlang der zweiten axialen Dichtungsoberfläche 20, gesehen in einem radialen Querschnitt. Das Sägezahnprofil 66 kann 4 ½ Zähne einschließen, wenn es angesehen wird in einem radialen Querschnitt. Der Durchschnittsfachmann versteht von dem Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung das jede Anzahl von Zähnen oder Typ oder Kombination von Sägezahnprofilen verwendet werden kann ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es ist bevorzugt, dass die Seite ganz rechts des Sägezahnprofils 66 mit einer Oberfläche 68 endet, die im allgemeinen parallel zu der zweiten radialen Dichtungsoberfläche 24 ist. Der Ausdruck „Sägezahn“, wie er verwendet wird in den Ansprüchen und den assoziierten Teilen der Beschreibung, ist definiert, nicht limitiert zu sein auf vielfache kopfstehende dreieckförmige Querschnitte, sondern kann andere Variationen von Querschnitten zwischen benachbarten Apexen 70 einschließen. Beispielsweise kann der Querschnitt zwischen benachbarten Apexen 70 ein kopfstehender hemisphärischer Querschnitt oder dergleichen sein ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Das Sägezahnprofil 66 kann in der Vielzahl von Kanälen 72 resultieren, wobei die Kanäle 72 geformt sind in dem Anpresselement 30 entlang der zweiten axialen Dichtungsoberfläche 20.
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Bezugnehmend auf die 1 und 2 ist es bevorzugt, dass das Anpresselement 30 und die dynamische Dichtung 38 ausgebildet sind, um zusammen einen Hohlraum 74 in dem Dichtkörper 16 zu bilden entlang einem Teil der ersten axialen Dichtoberfläche 18 und der ersten radialen Dichtoberfläche 22. Bezugnehmend auf den unteren rechten Bereich des Querschnitts der Dichtung 10 in 2, hat der radiale Querschnitt des Hohlraums eine Oberfläche, die sich im allgemeinen einwärts von der ersten radialen Dichtungsoberfläche 22 erstreckt, die durch einen konkaven Bogen geht und dann abwärts erstreckt zu der ersten axialen Dichtungsoberfläche 18. Der Hohlraum 74 ist vorzugsweise ausgebildet, um Raum für thermische Expansion des Anpresselements während einer Benutzung zur Verfügung zu stellen. Der Hohlraum 74 kann also dem elastischen Material 22 erlauben, Raum für thermische Expansion und Raum für chemische Expansion zu haben. Der Hohlraum 74 ist vorzugsweise ausgebildet, um Bedenken hinsichtlich eines Überfüllens der Stopfbuchse zu lindern, wenn ein inkompressibles Anpressmaterial verwendet wird.
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Insbesondere 2 bezugnehmend, ist es bevorzugt, dass ein erstes Volumen des Hohlraums 74 vorzugsweise etwa 5 % und etwa 20 % des zweiten Volumens des Rests des Dichtungskörpers 16 ist. Es ist noch bevorzugter, dass das erste Volumen des Hohlraums 74 zwischen etwa 7 % und etwa 12 % des zweiten Volumens des Rests des Dichtungskörpers 16 ist. In anderen Worten, wenn der Bereich des radialen Querschnitts, der in 2 gezeigt ist, angesehen wird, ist es bevorzugt, dass ein erster Bereich des Hohlraums 74, gemessen zwischen dem unteren rechten Eck des vergrößerten Kopfs 50 und der ersten radialen Dichtoberfläche 22 und zwischen der Konturoberfläche des Hohlraums 74 zwischen etwa 5 % und etwa 20 % eines zweiten Bereichs des Rests des festen Bereichs des radialen Querschnitts des Dichtkörpers 16 ist. Es ist noch bevorzugter, dass der erste Bereich zwischen etwa 7 % und etwa 12 % des zweiten Bereichs ist. Der Durchschnittsfachmann versteht von der vorliegenden Offenbarung, dass die relative Größe des ersten und des zweiten Bereichs variieren kann über die oben genannten Bereiche hinaus ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Immer noch auf 2 bezugnehmend, ist es bevorzugt, dass ein Ausschnitt 76 geformt ist in einem oberen rechten Eck des radialen Querschnitts des Anpresselements 30. Es ist bevorzugt, dass der Ausschnitt 76 geformt ist zwischen der ersten radialen Dichtungsoberfläche 22 und der zweiten axialen Dichtungsoberfläche 20. Der Ausschnitt 78, wenn er angesehen wird in einem radialen Querschnitt, umfasst vorzugsweise einen bogenförmigen Bereich, so dass der Ausschnitt 76 und der Hohlraum 74 etwa den gleichen Durchmesser haben. Diese bevorzugte Konfiguration erlaubt den Medien, gegen die abgedichtet wird, in und aus dem übrigen Raum der Stopfbuchse ein bzw. auszufließen und reduziert die Neigung der Medien in der Stopfbuchse auszulaufen. Dies kann die Gebrauchsdauer der Dichtung 10 erhöhen, da Auslauf sehr schadhaft für die Leistung der Dichtung und die Gebrauchsdauer ist. In einigen Umständen resultieren die ähnliche Größe und der ähnliche Durchmesser des Hohlraums 74 und des Ausschnitts 76 in reduziertem differenziellen Fluiddruck (oder ähnlicherem oder allgemein gleichem Fluiddruck) auf beiden Seiten der statischen Dichtung 56, was es vereinfacht, Medieneintritt in den Bereich der Stopfbuchse 42 zu verhindern. Die Dichtung 10 ist vorzugsweise ausgebildet, so dass, wenn die Dichtung 10 unter axialer Kompression ist, das Anpresselement 30 einen erhöhten Druck auf die statische Dichtung 56 ausübt und einen erhöhten Druck ausübt auf die dynamische Dichtung 38. Wie beispielsweise in 1 gezeigt wird axialer Druck auf die Dichtung 10 ausgeübt von der Stopfbuchse 42, wenn die Dichtung 10 verwendet wird um einen sich hin und her bewegenden Kolben 78 herum und die Dichtung positioniert ist zwischen der sogenannten Stuffingbox bzw. dem Behälter 44 und der Stopfbuchse 42. Der Durchschnittsfachmann versteht von der vorliegenden Offenbarung dass jede geeignete Methode, um Axialdruck/Kompression auf die Dichtung 10 zur Verfügung zu stellen, verwendet werden kann, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Eine bevorzugte Implementierung einer bevorzugten Methode der vorliegenden Erfindung ist nachstehen beschrieben. Die Schritte der Methode der vorliegenden Erfindung können in jeglicher Reihenfolge, Auslassung oder Kombination durchgeführt werden ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Optionale oder benötige Schritte, die beschrieben sind in Verbindung mit einer Implementierung der Methode, können auch verwendet werden mit anderen Implementierungen oder insgesamt ausgelassen werden. Außer es wird anderweitig gesagt, funktionieren ähnliche Strukturen oder Funktionen, die in Verbindung mit der unten stehenden Methode beschrieben sind, vorzugsweise, aber nicht notwendiger Weise, im allgemeinen auf eine ähnliche Weise zu derjenigen, die an anderer Stelle in dieser Anmeldung beschrieben ist.
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Bezugnehmend auf die 1 bis 3 ist eine Methode nach der vorliegenden Erfindung gerichtet auf eine Herstellung der Dichtung 10, die ausgebildet ist, um die dynamische Oberfläche 12 abzudichten, welche bewegbar ist in eine axiale Richtung 14. Die Methode umfasst das Bereitstellen eines Dichtkörpers 16, der eine erste axiale Dichtungsoberfläche 18 aufweist, die ausgebildet, um benachbart zu der dynamischen Oberfläche 12 während einer Benutzung zu sein, eine zweite axiale Dichtungsoberfläche 20, eine erste radiale Dichtungsoberfläche 22 und eine zweite radiale Dichtungsoberfläche 24. Der Dichtungskörper 16 kann einen Ring 26, eine Primärdichtung 28 und ein Anpresselement 30 umfassen.
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Die Methode kann umfassen das Bereitstellen des Rings 26, so dass er eine äußere Ringoberfläche 32 aufweist, und eine erste axiale Ringoberfläche 34 aufweist. Die erste axiale Ringoberfläche 34 kann einen Teil der ersten axialen Dichtungsoberfläche 18 bilden.
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Die Methode kann ferner umfassen das Bereitstellen der Primärdichtung 28, so dass sie auf der äußeren Ringoberfläche 32 angeordnet ist und einen Teil der ersten axialen Dichtungsoberfläche 18 bildet und einen Teil der zweiten axialen Dichtungsoberfläche 20 bildet. Die Primärdichtung 28 bildet vorzugsweise die dynamische Dichtung 38, die ausgebildet ist, um die dynamische Oberfläche 12 während einer Benutzung zu kontaktieren.
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Die Methode kann umfassen, dass das Anpresselement 30 angeordnet ist auf der Primärdichtung 28 und einen Teil der zweiten axialen Dichtungsoberfläche 20 bildet. Das Anpresselement kann eine statische Dichtung 56 auf der ersten radialen Dichtungsoberfläche 22 bilden. Die Methode umfasst vorzugsweise das Anwenden einer axialen Kompression auf den Dichtungskörper 16.
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Die Methode umfasst vorzugsweise das Bereitstellen des Anpresselements 30 und der dynamischen Dichtung 38 der Primärdichtung 28, so dass sie ausgebildet sind, zusammen einen Hohlraum 74 in dem Dichtungskörper 16 entlang einem Teil der ersten axialen Dichtungsoberfläche 18 und der ersten radialen Dichtungsoberfläche 22 zu bilden. Der Hohlraum 74 kann ausgebildet sein, um Raum für thermische Expansion des Anpresselements während einer Benutzung zur Verfügung zu stellen. Der Hohlraum kann ausgebildet sein, so dass ein erstes Volumen des Hohlraums 74 vorzugsweise zwischen etwa 5 % und etwa 20 % eines zweiten Volumens eines Überrests des Dichtungskörpers 16 ist.
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Die Methode kann umfassen das Bereitstellen einer Primärdichtung 28, die einen verlängerten Bereich 48 aufweist, der sich allgemein axial weg von dem Ring 26 erstreckt und in einem vergrößerten Kopf 56 endet, um die dynamische Dichtung 38 zu bilden. Ein erster Kanal 52 könnte definiert sein durch die Primärdichtung 28 entlang der ersten axialen Dichtungsoberfläche 18, der nicht Teil des verlängerten Bereichs 48 und nicht Teil des vergrößerten Kopfs 50 bildet, wobei ein zweiter Kanal 54 definiert sein kann durch den verlängerten Bereich 48 der Primärdichtung 28 entlang der ersten axialen Dichtungsoberfläche 18.
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Die Methode kann einschließen das Bereitstellen des Anpresselements 30, so dass dieses ein Sägezahnprofil 66 entlang der zweiten axialen Dichtungsoberfläche 20 bildet, wenn der Dichtungskörper 16 angesehen wird in einem radialen Querschnitt. Die Methode kann auch einschließen das Bereitstellen des Anpresselements 30 mit einem Ausschnitt 76, der angeordnet ist zwischen der ersten radialen Dichtungsoberfläche 22 und zweiten axialen Dichtungsoberfläche 20. Der Ausschnitt 76 und der Hohlraum 74 können ausgebildet sein, so dass, wenn die Dichtung 10 angesehen wird in einem radialen Querschnitt, sowohl der Ausschnitt als auch der Hohlraum 74 etwa den gleichen Durchmesser haben.
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Die Methode der vorliegenden Erfindung kann ferner umfassen das Bereitstellen eines Anpresselements 30, das eine statische Dichtung 56 hat, die geformt ist durch eine erste Lippenoberfläche 58 und eine zweite Lippenoberfläche 60, die sich treffen an einem Apex 62, um einen anfänglichen Kontaktpunkt für die statische Dichtung 56 zu schaffen. Die statische Dichtung 56 kann ausgebildet sein, so dass ein Winkel 64 zwischen der ersten Lippenoberfläche 58 und der zweite Lippenoberfläche 60 etwa zwischen 55° und etwa 85° ist, wenn die Dichtung angesehen wird in einem radialen Querschnitt.
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Bezugnehmend auf 1, funktioniert ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorzugsweise wie folgt beschrieben: Ein Kolben 78 hat eine dynamische Oberfläche 12. Um den Kolben 78 herum ist ein Behältnis/Halter 44 positioniert, der ausgebildet ist, um eine Stopfbuchse 42 in sich aufzunehmen. Die Dichtung 10 ist eingefügt in einen Hohlraum in dem Behältnis 44, während sie auch positioniert wird über den Kolben 78. Wenn die Dichtung 10 richtig positioniert ist innerhalb des Behältnisses (auch bekannt als Stuffing Box 44), bildet die Primärdichtung 28 eine dynamische Dichtung 38 gegenüber der dynamische Oberfläche 12 auf dem Kolben 78, der sich axial bewegt relativ zu der Dichtung 10. Die Primärdichtung 28 ist vorzugsweise von einem Material mit hoher Abrasionsresistenz geformt, welches gute Dichtungseigenschaften aufweist (wie z. B. hochgradig abrasionsresistenes Plastikmaterial). Das Anpresselement formt vorzugsweise eine statische Dichtung 56 gegen eine allgemein radial ausgerichtete Oberfläche des Behältnisses 44, um Materialeintritt in die Stopfbuchse 42 zu verhindern. Das Anpresselement ist vorzugsweise geformt durch ein hochgradig chemisch resistentes elastomeres Material. Die Konfiguration des Anpresselements resultiert darin, dass es einen radial abwärts gerichteten Druck auf die Primärdichtung 28 ausübt, so dass der verlängerte Bereich 48 und der vergrößerte Kopf 50 der Primärdichtung 28 die dynamische Dichtung 38 gegen die dynamische Oberfläche 12 des Kolbens 78 formen. Der Ring 26 ist vorzugsweise geformt von einem starren Material, um die Dichtung 10 mit Starrheit zu versehen, so dass die Dichtung 10 unter erhöhtem Druck funktionieren kann, wobei der erhöhte Druck demjenigen entspricht, der bei extremen Anwendungen vorherrscht (beispielsweise diejenigen, die bei Fracking und anderen Bohroperationen vorherrschen). Die Stopfbuchse 42 ist vorzugsweise derart eingefügt, so dass ein axialer kompressiver Druck ausgeübt wird auf die Dichtung 10. Bezugnehmend auf 1, ist die Dichtung axial komprimiert gezeigt bis zu einer zusammengedrückten Breite 15. Dies vergrößert die Kraft von der dynamischen Dichtung 38 und der statischen Dichtung 56. Die vorzugsweise vergrößerte keilförmige Form des Bereichs des Anpresselements die verwendet wird, um die statische Dichtung 56 zu bilden, erhöht die Effektivität drastisch. Dazu ist es bevorzugt, dass der Winkel 64 zwischen der ersten und zweiten Lippenoberfläche 58, 60 der statischen Dichtung 56 zwischen etwa 65° und etwa 85° ist. Die Konfiguration der Lippe, die verwendet wird, um die statische Dichtung 56 zu formen, erhöht ihre Effektivität darin, Medien davon abzuhalten, in den Stopfbuchsenbereich 42 zu gelangen. die Dichtung 10 ist vorzugsweise so konfiguriert, dass der Hohlraum 74 angeordnet ist in dem unteren rechten Bereich der Dichtung (gesehen in einem radialen Querschnitt, wie es in 1 gezeigt ist). Dieser Hohlraum stellt Raum zur Verfügung für die vorzugsweise thermische oder chemische Ausdehnung des elastomeren Materials, das das Anpresselement 30 formt. Während verschiedene Formen, Konfigurationen und Merkmale vorstehend beschrieben wurden und gezeigt wurden in den Zeichnungen für die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, versteht der Fachmann von dem vorliegenden Offenbarungsgehalt, dass jede Kombination der obigen Merkmale verwendet werden kann, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Orientierung der Komponenten der Dichtung umgekehrt werden (gesehen in einem radialen Querschnitt), so dass die Dichtung 10 ausgebildet ist, eine dynamische Dichtung mit der dynamischen Oberfläche zu bilden wobei die dynamische Oberfläche radial außerhalb des Dichtungsumfangs angeordnet ist. Dies könnte der Fall sein, wenn die Dichtung benützt würde um eine dynamische Oberfläche einer zylindrischen Bohrung abzudichten. Deshalb versteht sich, dass die Erfindung nicht beschränkt ist auf den offenbarten Ausführungsformen, sondern beabsichtigt ist, alle Modifikationen abzudecken, die innerhalb des Geistes und des Bereichs der Erfindung liegen, so wie sie durch die beigefügten Ansprüche und/oder die gezeigten und beigefügten Zeichnungen definiert ist.
