EA018831B1 - Устройство и способ уплотнения движущихся элементов - Google Patents

Устройство и способ уплотнения движущихся элементов Download PDF

Info

Publication number
EA018831B1
EA018831B1 EA201100172A EA201100172A EA018831B1 EA 018831 B1 EA018831 B1 EA 018831B1 EA 201100172 A EA201100172 A EA 201100172A EA 201100172 A EA201100172 A EA 201100172A EA 018831 B1 EA018831 B1 EA 018831B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
sealing means
elastic
cooling medium
gas
liquid
Prior art date
Application number
EA201100172A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201100172A1 (ru
Inventor
Алиби Хакимович Ахмеджанов
Original Assignee
Алиби Хакимович Ахмеджанов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алиби Хакимович Ахмеджанов filed Critical Алиби Хакимович Ахмеджанов
Publication of EA201100172A1 publication Critical patent/EA201100172A1/ru
Publication of EA018831B1 publication Critical patent/EA018831B1/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/46Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/003Bearing, sealing, lubricating details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения движущихся элементов с различным профилем прижимных поверхностей. Для решения технической задачи - создания нового устройства и способа уплотнения движущихся элементов, обеспечивающих повышение эффективности и надежности уплотнения, повышение КПД устройств, использующих предлагаемое изобретение, - устройство, включающее контактное упругое уплотнительное средство, содержит термостатирующий аппарат, нагнетатель и в качестве контактного упругого уплотнительного средства содержит многослойное уплотнительное средство, имеющее количество слоев не более шести, образованное упругими металлическими лентами. В способе уплотнения движущихся элементов, заключающемся в том, что уплотнение осуществляют с помощью установки между движущимися элементами контактного упругого уплотнительного средства, в качестве контактного упругого уплотнительного средства используют многослойное уплотнительное средство, имеющее количество слоев не более шести, образованное упругими металлическими лентами.

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения движущихся элементов с различным профилем прижимаемых поверхностей.
Различают уплотнения соединений с неподвижным контактом (прокладки, пластины и др.), с подвижным контактом (сальники и др.) и бесконтактные (например, лабиринтные) (Новый политехнический словарь/Главный редактор Ишлинский А.Ю. - Москва: Научное издательство Большая Российская энциклопедия, 2000, с. 569).
Из источника (Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели: Справочное пособие - М.: ОАО Издательство Недра, 1999, с. 375) известно устройство для уплотнения движущихся элементов, применяемое в винтовых забойных двигателях, в которых в качестве контактного упругого уплотнительного средства между металлическим ротором и статором используют обкладку из эластомера, например из резины, с внутренней винтовой поверхностью, закрепленную на статоре.
Из источника (Патент ВИ № 2011778, МПК Е21В 4/02 от 30.04.1994) известно устройство для уплотнения движущихся элементов, применяемое в винтовом забойном двигателе, в котором в качестве контактного упругого уплотнительного средства между ротором и статором используют обкладку из эластомера, например из резины, нанесенную на металлический остов ротора.
Наиболее близким аналогом является известное из источника (Патент ВИ № 2119035, МПК Е21В 4/02 от 20.09.1998) устройство, применяемое в роторно-винтовом гидравлическом двигателе, в котором в качестве контактного упругого уплотнительного средства между ротором и статором используют эластичную оболочку, например из резины, скрепленную на статоре и закрепленную на роторе с возможностью вращения ротора относительно нее.
Из того же источника (Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели: Справочное пособие - М.: ОАО Издательство Недра, 1999, с. 375) известен способ уплотнения движущихся элементов, реализуемый в винтовых забойных двигателях, согласно которому уплотнение осуществляют с помощью установки между металлическим ротором и статором обкладки из эластомера, например из резины, с внутренней винтовой поверхностью, при этом обкладку закрепляют на статоре.
Из того же источника (Патент ВИ № 2011778, МПК Е21В 4/02 от 30.04.1994) известен способ уплотнения движущихся элементов, реализуемый в винтовом забойном двигателе, согласно которому уплотнение осуществляют с помощью установки между ротором и статором обкладки из эластомера, например из резины, нанесенной на металлический остов ротора.
Наиболее близким аналогом является способ уплотнения движущихся элементов, реализуемый в роторно-винтовом гидравлическом двигателе, согласно которому уплотнение осуществляют с помощью установки между ротором и статором эластичной оболочки, например из резины, скрепленной на статоре и закрепленной на роторе с возможностью вращения ротора относительно нее (Патент ВИ № 2119035, МПК Е21В 4/02 от 20.09.1998).
Вышеприведенные известные способы уплотнения движущихся элементов, реализуемые в винтовых забойных двигателях (Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели: Справочное пособие - М.: ОАО Издательство Недра, 1999, с. 375), винтовом забойном двигателе (Патент ВИ № 2011778, МПК Е21В 4/02 от 30.04.1994), роторно-винтовом гидравлическом двигателе (Патент ВИ № 2119035, МПК Е21В 4/02 от 20.09.1998), хотя и явно не указаны в источниках информации (Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели: Справочное пособие - М.: ОАО Издательство Недра, 1999, 375 с.; Патент ВИ № 2011778, МПК Е21В 4/02 от 30.04.1994; Патент ВИ № 2119035, МПК Е21В 4/02 от 20.09.1998), но они из них следуют, становятся известными, раскрываются в той части, где описывается работа (действие) этих устройств. Эти способы лежат в основе принципа работы рассматриваемых устройств. Выявленные из источников информации (Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели: Справочное пособие - М.: ОАО Издательство Недра, 1999, 375 с.; Патент ВИ № 2011778, МПК Е21В 4/02 от 30.04.1994; Патент ВИ № 2119035, МПК Е21В 4/02 от 20.09.1998) способы являются средствами того же назначения, что и предлагаемое изобретение в части способа, характеризуются совокупностью признаков, наиболее сходной с совокупностью существенных признаков заявляемого объекта в части способа.
Во всех этих известных объектах эластомер-резина имеет такие неэффективные физикомеханические показатели, например, в сравнении со сталью, как высокий коэффициент трения для пары резина-сталь, низкий предел прочности, низкую теплостойкость (Патент ВИ № 2145012, МПК Е16Е 15/00 от 27.01.2000 и Химический энциклопедический словарь/Главный редактор Кнунянц И.Л. - Москва: Советская энциклопедия, 1983, с. 791).
Из-за неэффективных физико-механических показателей резины известные объекты имеют общие недостатки: используемые в них уплотнительные средства характеризуются повышенным износом, пониженной прочностью, пониженной теплостойкостью, не широким диапазоном температур и давлений для эксплуатации, невозможностью эффективного управления температурой уплотнительного средства для постоянного поддержания его рабочей температуры, исключения его перегрева, приводящего к разрушению резины, невозможностью эффективного управления прижимным давлением уплотнительного средства для постоянного поддержания надежной герметизации в местах контакта; использование резины для уплотнения движущихся элементов в устройствах снижает эффективность и надежность гермети- 1 018831 зации, снижает КПД устройств.
Технической задачей изобретения является создание нового устройства и способа уплотнения движущихся элементов, устраняющих указанные недостатки известных объектов, обеспечивающих повышение эффективности и надежности уплотнения, повышение КПД устройств, использующих предлагаемое изобретение.
Для решения данной технической задачи устройство уплотнения движущихся элементов, включающее контактное упругое уплотнительное средство, содержит термостатирующий аппарат, нагнетатель и в качестве контактного упругого уплотнительного средства содержит многослойное уплотнительное средство, имеющее количество слоев не более шести, образованное упругими металлическими лентами, способными под усилием деформироваться в подобие к форме прижимаемых частей, у которого в зазорах между слоями упругие ленты подпружинены и у которого противоположные боковые торцы лент герметично закреплены к упругим подвижным пластинам, противоположные концевые торцы лент скреплены с концевыми упругими подвижными пластинами, при этом упругие подвижные пластины снабжены соответствующими отверстиями в зависимости от организации движения охлаждающей среды.
Предусматриваются следующие варианты выполнения отверстий.
Только концевые упругие подвижные пластины, на которых закреплены концевые торцы лент, снабжены отверстиями для движения охлаждающей среды.
Отверстиями для движения охлаждающей среды снабжены боковые и концевые упругие подвижные пластины, на которых закреплены торцы лент.
Для случая использования одной охлаждающей среды - жидкости или газа - устройство содержит термостатирующий аппарат и нагнетатель, для случая использования двух охлаждающих сред или пары жидкость-жидкость, или пары жидкость-газ, или пары газ-газ - устройство содержит нагнетатель и термостатирующий аппарат для каждой среды в отдельности.
В способе уплотнения движущихся элементов, заключающемся в том, что уплотнение осуществляют с помощью установки между движущимися элементами контактного упругого уплотнительного средства, в качестве контактного упругого уплотнительного средства используют многослойное уплотнительное средство, имеющее количество слоев не более шести, образованное упругими металлическими лентами, способными под усилием деформироваться в подобие к форме прижимаемых частей, организуют с помощью термостатирующего аппарата и нагнетателя посредством охлаждающей среды поддержку рабочей температуры в многослойном уплотнительном средстве и передачу давления на прижимаемые части движущегося элемента.
Поддерживают рабочую температуру многослойного уплотнительного средства, организуя подачу охлаждающей среды одним из следующих вариантов.
Поддерживают рабочую температуру многослойного уплотнительного средства, организуя подачу охлаждающей среды сразу через все слои.
Поддерживают рабочую температуру многослойного уплотнительного средства, организуя подачу охлаждающей среды последовательно от слоя к слою.
Поддерживают рабочую температуру многослойного уплотнительного средства, организуя два изолированных потока двух охлаждающих сред таким образом, что среды двигаются в соседних слоях последовательно, чередуясь друг с другом, по петлеобразным траекториям.
В случае использования одной охлаждающей среды в качестве охлаждающей среды используют жидкость или газ, в случае использования двух охлаждающих сред используют пару сред или жидкостьжидкость, или жидкость-газ, или газ-газ. Создают прижимное давление Р1 в пределах не меньше Р2 и меньше Р3, где Р2 - давление в изолируемой зоне, Р3 - давление, отвечающее пределу упругой деформации ленты.
Ниже представлены схемы одних из лучших воплощений изобретения. На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации изобретения в случае использования одной охлаждающей среды и подачи охлаждающей среды сразу через все слои.
На фиг. 2 представлена схема устройства для реализации изобретения в случае использования двух охлаждающих сред и подачи охлаждающих сред в перекрестных направлениях.
На фиг. 3 представлена схема части устройства для реализации изобретения - вид сверху.
Кроме того, сущность изобретения поясняется достаточными для понимания графическими материалами в виде схем, описывающих часть устройства с четырехслойным уплотнительным средством в случае подачи охлаждающей среды сразу через все слои (фиг. 4 - фронтальный разрез), в случае подачи охлаждающей среды последовательно от слоя к слою (фиг. 5 - фронтальный разрез).
Устройство для уплотнения движущихся элементов 1 имеет термостатирующий аппарат 2, нагнетатель 3, четырехслойное уплотнительное средство 4, содержащее упругие ленты 5, пружинки 6, пластинки 7.
Изобретение реализуется следующим образом.
Устанавливают между движущимися элементами 1 многослойное уплотнительное средство 4, содержащее упругие ленты 5 и пружинки 6 между ними для обеспечения свободного прохождения охлаж
- 2 018831 дающей среды, у которого торцы лент 5 скреплены на пластинки 7 с возможностью движения этих концов в одной движущейся плоскости для повышения эффективности прогиба лент, их прижатия к прижимным поверхностям. Поддерживают рабочую температуру многослойного уплотнительного средства 4, организуя подачу охлаждающей среды одним из вышеуказанных вариантов с использованием соответствующего вида устройства, в котором упругие подвижные пластины 7 снабжены соответствующими отверстиями в зависимости от организации движения охлаждающей среды. Посредством термостатирующего аппарата 2 и нагнетателя 3 осуществляют подачу и циркуляцию охлаждающей среды в многослойное уплотнительное средство 4, поддерживают рабочую температуру и передают прижимное давление на крайнюю ленту 5, контактирующую с движущим элементом 1. При этом создают прижимное давление Р1 в пределах не меньше Р2 и меньше Р3. Указанный диапазон давлений обосновывается тем, что при Р1 меньше Р2 давление в изолируемой зоне пересиливает прижимное и происходит разгерметизация, а при Р1 не меньше Р3 для металлической ленты кончается область упругих деформаций и развивается пластическая деформация, что также приводит к разгерметизации.
Для случая использования одной охлаждающей среды - жидкости или газа - устройство содержит термостатирующий аппарат и нагнетатель, для случая использования двух охлаждающих сред или пары жидкость-жидкость, или пары жидкость-газ, или пары газ-газ - устройство содержит нагнетатель и термостатирующий аппарат для каждой среды в отдельности.
На основе практических экспериментов по отработке термостатирования многослойного уплотнительного средства с целью поддержания его рабочей температуры целесообразно ограничить количество слоев числом не более шести, поскольку при количестве слоев более шести эффективность теплообмена, связанного с уплотнительным средством, повышается незначительно, в частности за единицу времени температура крайней контактирующей ленты понижается значительно медленней, чем в случае числа слоев не более шести.
Предлагаемое изобретение может быть использовано для уплотнения движущихся элементов с различным профилем прижимаемых поверхностей из-за повышенной управляемой гибкости ленты, ее прочности и возможности создания управляемого прижимного давления в широком диапазоне.

Claims (10)

1. Устройство уплотнения движущихся элементов, включающее контактное упругое уплотнительное средство, отличающееся тем, что оно содержит термостатирующий аппарат, нагнетатель и в качестве контактного упругого уплотнительного средства содержит многослойное уплотнительное средство, имеющее количество слоев не более шести, образованное упругими металлическими лентами, способными под усилием деформироваться в подобие к форме прижимаемых частей, у которого в зазорах между слоями упругие ленты подпружинены и у которого противоположные боковые торцы лент герметично закреплены к упругим подвижным пластинам, противоположные концевые торцы лент скреплены с концевыми упругими подвижными пластинами, при этом упругие подвижные пластины снабжены соответствующими отверстиями в зависимости от организации движения охлаждающей среды.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что только концевые упругие подвижные пластины, на которых закреплены концевые торцы лент, снабжены отверстиями для движения охлаждающей среды.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковые и концевые упругие подвижные пластины, на которых закреплены торцы лент, снабжены отверстиями для движения охлаждающей среды.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для случая использования одной охлаждающей среды - жидкости или газа - устройство содержит термостатирующий аппарат и нагнетатель, для случая использования двух охлаждающих сред - или пары жидкость-жидкость, или пары жидкость-газ, или пары газ-газ - устройство содержит нагнетатель и термостатирующий аппарат для каждой среды в отдельности.
5. Способ уплотнения движущихся элементов, заключающийся в том, что уплотнение осуществляют с помощью установки между движущимися элементами контактного упругого уплотнительного средства, отличающийся тем, что в качестве контактного упругого уплотнительного средства используют многослойное уплотнительное средство, имеющее количество слоев не более шести, образованное упругими металлическими лентами, способными под усилием деформироваться в подобие к форме прижимаемых частей, организуют с помощью термостатирующего аппарата и нагнетателя посредством охлаждающей среды поддержку рабочей температуры в многослойном уплотнительном средстве и передачу давления на прижимаемые части движущегося элемента.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что поддерживают рабочую температуру многослойного уплотнительного средства, организуя подачу охлаждающей среды сразу через все слои.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что поддерживают рабочую температуру многослойного уплотнительного средства, организуя подачу охлаждающей среды последовательно от слоя к слою.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что поддерживают рабочую температуру многослойного уплотнительного средства, организуя два изолированных потока двух охлаждающих сред таким образом, что среды двигаются в соседних слоях последовательно, чередуясь друг с другом, по петлеобразным траекториям.
- 3 018831
9. Способ по п.5, отличающийся тем, что в случае использования одной охлаждающей среды в качестве охлаждающей среды используют жидкость или газ, в случае использования двух охлаждающих сред используют пару сред или жидкость-жидкость, или жидкость-газ, или газ-газ.
10. Способ по п.5, отличающийся тем, что создают прижимное давление Р1 в пределах Р2 < Р1 < Р3, где Р2 - давление в изолируемой зоне, Р3 - давление, отвечающее пределу упругой деформации ленты.
EA201100172A 2010-01-05 2010-12-13 Устройство и способ уплотнения движущихся элементов EA018831B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ20100004 2010-01-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201100172A1 EA201100172A1 (ru) 2011-08-30
EA018831B1 true EA018831B1 (ru) 2013-11-29

Family

ID=44305996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201100172A EA018831B1 (ru) 2010-01-05 2010-12-13 Устройство и способ уплотнения движущихся элементов

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA018831B1 (ru)
WO (1) WO2011084040A2 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013180560A2 (en) * 2012-05-30 2013-12-05 Alibi Akhmejanov Downhole screw motor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4023946A1 (de) * 1989-07-27 1991-02-07 Korea Inst Sci & Tech Kolbendichtungsanordnung fuer pneumatikzylinder
RU2119035C1 (ru) * 1997-01-06 1998-09-20 Вячеслав Алексеевич Ряшенцев Роторно-винтовой гидравлический двигатель
RU2125307C1 (ru) * 1997-07-01 1999-01-20 Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина Цилиндрическое многослойное уплотнение
RU2373059C2 (ru) * 2004-01-13 2009-11-20 Федерал-Могал Корпорейшн Составная прокладка и способ ее изготовления

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1870696A (en) * 1929-07-16 1932-08-09 Thomas G Taylor Self cooling, drilling, and coring bit
RU2011778C1 (ru) 1989-09-21 1994-04-30 Пермский филиал Всероссийского научно-исследовательского института буровой техники Винтовой забойный двигатель
RU2145012C1 (ru) 1999-02-23 2000-01-27 Ульяновский государственный технический университет Устройство для устранения резонансной вибрации корпуса длинномерной конструкции
FR2810365B1 (fr) * 2000-06-15 2002-10-11 Snecma Moteurs Systeme de ventilation d'une paire de plates-formes d'aubes juxtaposees
US6920946B2 (en) * 2001-09-27 2005-07-26 Kenneth D. Oglesby Inverted motor for drilling rocks, soils and man-made materials and for re-entry and cleanout of existing wellbores and pipes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4023946A1 (de) * 1989-07-27 1991-02-07 Korea Inst Sci & Tech Kolbendichtungsanordnung fuer pneumatikzylinder
RU2119035C1 (ru) * 1997-01-06 1998-09-20 Вячеслав Алексеевич Ряшенцев Роторно-винтовой гидравлический двигатель
RU2125307C1 (ru) * 1997-07-01 1999-01-20 Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина Цилиндрическое многослойное уплотнение
RU2373059C2 (ru) * 2004-01-13 2009-11-20 Федерал-Могал Корпорейшн Составная прокладка и способ ее изготовления

Also Published As

Publication number Publication date
EA201100172A1 (ru) 2011-08-30
WO2011084040A2 (en) 2011-07-14
WO2011084040A3 (en) 2011-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4193342A (en) Sliding surface seal on continuous laminating machines
US4306728A (en) Sliding surface packing
US3512787A (en) Floating seal packing assembly
Thatte et al. Transient EHL analysis of an elastomeric hydraulic seal
Hadinata et al. Soft elastohydrodynamic analysis of radial lip seals with deterministic microasperities on the shaft
EA018831B1 (ru) Устройство и способ уплотнения движущихся элементов
Li et al. A study of reciprocating seals with a new mixed‐lubrication model based on inverse lubrication theory
US3251575A (en) Valve
US4185837A (en) Fluid seal with lubricated sealing surfaces
US10253883B2 (en) Redundant shaft seals in ESP seal section
JPS61144298A (ja) 連続的に走行する帯状材料のための複式ベルトプレス
US3717293A (en) Seal assembly
WO2018136759A1 (en) Mechanical end face seal having an induction heated seal face
RU2362077C1 (ru) Самоуплотняющийся сальниковый узел
RU2550369C1 (ru) Уплотнительный узел подвижного соединения
EP0148974B1 (de) Flüssigkeitsgesperrte Wellendichtung mit reduzierter Gleitringtemperatur
US20120017581A1 (en) Shape memory alloy powered hydraulic accumulator having wire guides
RU149441U1 (ru) Манжета большого ресурса эксплуатации
RU158462U1 (ru) Гибкий шарнир
Crowley et al. ELECTROHYDRODYNAMIC PUMPING IN CABLE PIPES.
US1859378A (en) Liquid cooled stuffing box
US758675A (en) Metallic packing.
US2126325A (en) Retort and retort setting
RU49589U1 (ru) Установка погружного центробежного насоса
SU916834A1 (ru) Уплотнительное устройство

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU