RU158391U1 - Механическое уплотнение - Google Patents

Abstract

1. Механическое уплотнение, содержащее корпус и установленные в нем выполненные из упругого материала обоймы, на внутренней поверхности которых выполнены эксцентрично расположенные круговые посадочные места, в которых расположены уплотнительные кольца, при этом последние прижаты в осевом направлении друг к другу, каждая обойма снабжена двумя парами эксцентрично расположенных уплотнительных колец, а со стороны одного из торцов каждая обойма снабжена выполненной заодно с ней стенкой, отличающееся тем, что в корпусе установлено две обоймы, причем одна из обойм установлена в металлическом стакане, в каждой обойме между парами уплотнительных колец установлено плавающее в радиальном направлении относительно них кольцо, причем плавающее кольцо, установленное в обойме со стороны более высокого давления, выполнено из износостойкого твердого материала и установлено относительно уплотняемой цилиндрической поверхности с диаметральным зазором не более 0,03 мм, а плавающее кольцо, установленное в обойме со стороны более низкого давления выполнено из износостойкого менее твердого материала, чем указанное выше плавающее кольцо и установлено относительно уплотняемой цилиндрической поверхности с диаметральным зазором от -0,01 мм до +0,01 мм.2. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что в металлическом стакане выполнено отверстие для подачи смазки к уплотнительным кольцам, сообщенное с выполненным в корпусе каналом для подачи смазки из масленки.3. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что плавающее кольцо, установленное в обойме со стороны низкого давления, выполнено из углеграфита, бронзы, износо�

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для уплотнения вала в центробежных насосах, в частности в центробежных насосах для перекачки пластовой воды, а также в поршневых и плунжерных насосах, предназначенных для перекачивания различного рода жидких сред, в том числе при бурении нефтяных и газовых скважин и добыче из них нефти и конденсата.

Известно уплотнение штока или плунжера, содержащее притертые друг к другу и поджимаемые к штоку в противоположных направлениях кольца из антифрикционного материала, при этом кольца имеют эксцентричные отверстия и установлены в упругой обойме (см. авторское свидетельство СССР №391315, кл. F16J 15/26, опубл. 25.07.1973).

Однако при перекачке абразивосодержащих жидкостей, например бурового раствора, за счет протока жидкости через щелевой зазор совместно с самопритиркой эксцентричных колец и компенсацией износа будет наблюдаться более интенсивное разрушение поверхностей щелевого зазора за счет эрозионного износа.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является механическое уплотнение, содержащее корпус и установленные в нем выполненные из упругого материала обоймы, на внутренней поверхности которых выполнены эксцентрично расположенные круговые посадочные места, в которых расположены уплотнительные кольца, при этом последние прижаты в осевом направлении друг к другу, каждая обойма снабжена двумя парами эксцентрично расположенных уплотнительных колец, а со стороны одного из торцов каждая обойма снабжена выполненной заодно с ней стенкой (см. патент на полезную модель РФ №108534, кл. F16J 15/16, 20.09.2011).

Однако данное механическое уплотнение имеет относительно большие утечки через уплотнение в начальный период работы и относительно большое количество уплотнительных колец на одну обойму уплотнений.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение указанных выше недостатков.

Технический результат достигается за счет повышения надежности работы механического уплотнения путем снижения утечек через уплотнительные кольца механического уплотнения.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что механическое уплотнение содержит корпус и установленные в нем выполненные из упругого материала обоймы, на внутренней поверхности которых выполнены эксцентрично расположенные круговые посадочные места, в которых расположены уплотнительные кольца, при этом последние прижаты в осевом направлении друг к другу, каждая обойма снабжена двумя парами эксцентрично расположенных уплотнительных колец, а со стороны одного из торцов каждая обойма снабжена выполненной заодно с ней стенкой, причем в корпусе установлено две обоймы, при этом одна из обойм установлена в металлическом стакане, в каждой обойме между парами уплотнительных колец установлено плавающее в радиальном направлении относительно них кольцо, причем плавающее кольцо, установленное в обойме со стороны более высокого внешнего давления, выполнено из износостойкого твердого материала и установлено относительно уплотняемой цилиндрической поверхности с диаметральным зазором не более 0,03 мм, а плавающее кольцо, установленное в обойме со стороны более низкого внешнего давления выполнено из износостойкого менее твердого материала, чем указанное выше плавающее кольцо и установлено относительно уплотняемой цилиндрической поверхности с диаметральным зазором от -0,01 мм до +0,01 мм.

В металлическом стакане, предпочтительно, выполнено отверстием для подачи смазки к уплотнительным кольцам, сообщенное с выполненным в корпусе каналом для подачи смазки из масленки.

Плавающее кольцо из износостойкого менее твердого материала может быть выполнено из углеграфита, бронзы, износостойкой пластмассы или наполненного фторопласта.

Плавающее кольцо из износостойкого твердого материала может быть выполнено из закаленной стали или стеллита.

На чертеже представлен продольный разрез механического уплотнения.

Механическое уплотнение содержит корпус 1 и установленные в нем выполненные из упругого материала обоймы 2, на внутренней поверхности которых выполнены эксцентрично расположенные круговые посадочные места, в которых расположены уплотнительные кольца 3, которые прижаты в осевом направлении друг к другу гайкой 4.

Каждая обойма 2 снабжена двумя парами эксцентрично расположенных уплотнительных колец 3, а со стороны одного из торцов каждая обойма 2 снабжена выполненной заодно с ней стенкой 5, причем в корпусе 1 установлено две обоймы 2, при этом одна из обойм 2 установлена в металлическом стакане 6.

В каждой обойме 2 между парами уплотнительных колец 3 установлено плавающее в радиальном направлении относительно них кольцо 7.

Плавающее кольцо 7, которое установлено в обойме 2 со стороны более высокого внешнего давления, выполнено из износостойкого твердого материала и установлено относительно уплотняемой цилиндрической поверхности 8 с диаметральным зазором не более 0,03 мм, а плавающее кольцо 7, установленное в обойме 2 со стороны более низкого внешнего давления выполнено из износостойкого менее твердого материала, чем указанное выше плавающее кольцо 7 и относительно уплотняемой цилиндрической поверхности с диаметральным зазором от -0,01 мм до +0,01 мм.

В металлическом стакане 6 выполнено отверстием 9 для подачи смазки к уплотнительным кольцам 3, сообщенное с выполненным в корпусе 1 каналом 10 для подачи смазки из масленки 11.

Плавающее кольцо 7 из износостойкого менее твердого материала может быть выполнено из углеграфита, бронзы, износостойкой пластмассы или наполненного фторопласта.

Плавающее кольцо 7 из износостойкого твердого материала может быть выполнено из закаленной стали, стеллита или твердого сплава.

При установке механического уплотнения уплотнительные кольца 3 прижимаются к уплотняемой цилиндрической поверхности 8, например, плунжеру насоса. В местах прижатия уплотнительных колец 3 щелевой зазор равен нулю. С противоположной от точки касания стороны щелевой зазор максимальный. Однако ввиду того, что круглые посадочные места в обоймах 2 из упругого материала выполнены с эксцентриситетом, а уплотнительные кольца 3 по торцам плотно прижаты друг к другу и попарно развернуты относительно одно от другого, между уплотняемой цилиндрической поверхность детали 1 и каждой группой уплотнительных колец 3 образуется сложная лабиринтная щель и, следовательно, большое гидравлическое сопротивление потоку жидкости из полости высокого давления в полость низкого давления. Гидравлическое сопротивление в зазоре уплотнения возрастает также ввиду того, что поток жидкости, проходя через зазор, многократно меняет свое направление. Размеры зазора в работающем уплотнении постепенно уменьшаются за счет приработки трущихся поверхностей уплотнительных колец 3 и уплотняемой цилиндрической поверхности 8, при этом происходит автоматическое прижатие трущихся поверхностей и, следовательно, компенсация износа за счет обоймы 2 из упругого материала.

Для уменьшения утечек через механическое уплотнение и увеличения его наработки в каждой обойме 2 между парами эксцентрично расположенных уплотнительных колец 3 установлено без зазора или с минимальным зазором по отношению к уплотняемой цилиндрической поверхности 8 и с гарантированным зазором по отношению к обойме 2 плавающее уплотнительное кольцо 7.

При этом, плавающие кольца 7, установленные со стороны высокого давления, выполняются с минимальным диаметральным зазором более 0,03 мм из износостойкого твердого материала (закаленная сталь, твердый сплав, стеллит и др.), а плавающие кольца 7 со стороны низкого давления выполняются без зазора или с минимальным диаметральным зазором от -0,01 мм до +0,01 мм из углеграфита, бронзы, износостойкой пластмассы или наполненного фторопласта (F4+40% Вr).

Для того, чтобы не было задиров в парах трения в металлическом стакане 6 выполнено отверстием 9 для подачи смазки к уплотнительным кольцам 3, сообщенное с выполненным в корпусе 1 каналом 10 для подачи смазки из масленки 11.

Таким образом достигается повышенная герметичность уплотнения с одновременным увеличением срока его службы, а, следовательно, высокая надежность работы механического уплотнения.

Полезная модель может применяться в насосах, компрессорах, мешалках, в запорной арматуре, в гидро- и пневмоустройствах и других машинах и аппаратах, работающих под избыточным давлением.

Claims (4)

1. Механическое уплотнение, содержащее корпус и установленные в нем выполненные из упругого материала обоймы, на внутренней поверхности которых выполнены эксцентрично расположенные круговые посадочные места, в которых расположены уплотнительные кольца, при этом последние прижаты в осевом направлении друг к другу, каждая обойма снабжена двумя парами эксцентрично расположенных уплотнительных колец, а со стороны одного из торцов каждая обойма снабжена выполненной заодно с ней стенкой, отличающееся тем, что в корпусе установлено две обоймы, причем одна из обойм установлена в металлическом стакане, в каждой обойме между парами уплотнительных колец установлено плавающее в радиальном направлении относительно них кольцо, причем плавающее кольцо, установленное в обойме со стороны более высокого давления, выполнено из износостойкого твердого материала и установлено относительно уплотняемой цилиндрической поверхности с диаметральным зазором не более 0,03 мм, а плавающее кольцо, установленное в обойме со стороны более низкого давления выполнено из износостойкого менее твердого материала, чем указанное выше плавающее кольцо и установлено относительно уплотняемой цилиндрической поверхности с диаметральным зазором от -0,01 мм до +0,01 мм.

2. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что в металлическом стакане выполнено отверстие для подачи смазки к уплотнительным кольцам, сообщенное с выполненным в корпусе каналом для подачи смазки из масленки.

3. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что плавающее кольцо, установленное в обойме со стороны низкого давления, выполнено из углеграфита, бронзы, износостойкой пластмассы или наполненного фторопласта.

4. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что плавающее кольцо, установленное в обойме со стороны высокого давления, выполнено из закаленной стали или стеллита.

Images