RU2265752C2 - Piston pump assembly plunger - Google Patents
Piston pump assembly plunger Download PDFInfo
- Publication number
- RU2265752C2 RU2265752C2 RU2004101023/06A RU2004101023A RU2265752C2 RU 2265752 C2 RU2265752 C2 RU 2265752C2 RU 2004101023/06 A RU2004101023/06 A RU 2004101023/06A RU 2004101023 A RU2004101023 A RU 2004101023A RU 2265752 C2 RU2265752 C2 RU 2265752C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rings
- plunger
- sealing
- pliable
- rigid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в таких поршневых гидромашинах, как скважинные штанговые поршневые насосы, применяемые в нефтедобыче, компрессоры и др.The invention relates to the field of hydraulic engineering and can be used in such reciprocating hydraulic machines as well piston rod piston pumps used in oil production, compressors, etc.
Известен сборный плунжер поршневого насоса, содержащий корпус, набор жестких уплотнительных колец прямоугольного поперечного сечения, установленных на корпусе эксцентрично через упругоподатливую втулку и касающихся одно о другое по плоским торцам, устройство для поджатия набора колец в осевом направлении и клапан (см. RU 2037077, МПК F 16 J 15/26, 09.06.1995).A known plunger piston pump plunger comprising a housing, a set of rigid sealing rings of rectangular cross section, mounted on the housing eccentrically through an elastic ductile sleeve and touching one another at flat ends, a device for compressing a set of rings in the axial direction and a valve (see RU 2037077, IPC F 16
Однако известная конструкция сборного плунжера имеет недостаточные эффективность уплотнения, надежность и технологичность.However, the known design of the prefabricated plunger has insufficient sealing efficiency, reliability and manufacturability.
Недостаточная эффективность уплотнения заключается в том, что касание каждого из уплотнительных колец, посаженных эксцентрично, о зеркало цилиндра реализовано по малой дуге, а всего набора колец - по некоторой винтовой линии за счет углового смещения эксцентриситета колец при сборке. Следовательно, при всей рабочей поверхности плунжера имеется уплотнительный винтовой выступ и винтовая канавка, по которой имеют место утечки. Кроме того, касание колец по узкой площадке зеркала цилиндра обусловливает и снижение надежности работы насоса, так как может приводить к неравномерному износу рабочей поверхности цилиндра, к вибрации при работе и заклиниванию плунжера.The lack of sealing efficiency lies in the fact that the contact of each of the sealing rings eccentrically set against the mirror of the cylinder is realized along a small arc, and the entire set of rings along a certain helical line due to the angular displacement of the eccentricity of the rings during assembly. Therefore, with the entire working surface of the plunger, there is a sealing screw protrusion and a helical groove through which leaks occur. In addition, touching the rings along a narrow area of the cylinder mirror causes a decrease in the reliability of the pump, as it can lead to uneven wear on the working surface of the cylinder, to vibration during operation and jamming of the plunger.
Недостаточная технологичность известного плунжера обусловлена тем, что весьма затруднительно регулировать силу трения по торцам колец при их радиальном перемещении, что вызывает трудности ввода плунжера в цилиндр при сборке насоса. Другим недостатком является сложность подбора пары "плунжер-цилиндр", иначе говоря, чтобы обеспечить требуемую группу посадки указанной пары, необходимо для каждого размера цилиндра изготавливать индивидуальный набор колец только для данного конкретного цилиндра.The lack of manufacturability of the known plunger is due to the fact that it is very difficult to regulate the friction force at the ends of the rings during their radial movement, which makes it difficult to enter the plunger into the cylinder when assembling the pump. Another disadvantage is the difficulty in selecting a plunger-cylinder pair, in other words, in order to provide the required landing group for the specified pair, it is necessary for each cylinder size to produce an individual set of rings only for this particular cylinder.
Наиболее близким аналогом предложенного сборного плунжера можно считать плунжер, раскрытый в патенте RU №2076953 С 1, МПК 7 F 04 B 53/02, 10.04.1997, в котором используется уплотнение в виде набора чередующихся уплотнительных и распорных колец. Такой плунжер лишен указанных выше недостатков, однако размещение набора колец непосредственно на корпусе (трубчатом несущем стержне) не позволяет произвести самоцентрирование комплекта колец относительно базовых поверхностей, что снижает технологичность, усложняет сборку плунжера.The closest analogue of the proposed prefabricated plunger can be considered the plunger disclosed in patent RU No. 2076953
Кроме того, недостаток работы обычно используемой пары седло - запорный элемент (например, шарик) в клапане плунжера обусловлен ударным взаимодействием запорного элемента с жестким металлическим ограничителем хода при каждом открытии клапана. Такое циклическое ударное взаимодействие может вызывать по мере наработки фреттинг-коррозию на рабочих поверхностях контактирующих металлических деталей. В конечном счете образованные в результате фреттинг-коррозии повреждения рабочих поверхностей существенно могут снизить эффективность уплотнения пары седло - запорный элемент.In addition, the lack of operation of the commonly used saddle - locking element pair (for example, a ball) in the valve of the plunger is caused by the impact interaction of the locking element with a rigid metal travel stop each time the valve is opened. Such cyclic impact interaction can cause fretting corrosion on the working surfaces of contacting metal parts as they work. Ultimately, fretting corrosion resulting from damage to the working surfaces can significantly reduce the sealing efficiency of the saddle - locking element pair.
Задача изобретения - повышение эффективности уплотнения, надежности и технологичности сборного плунжера поршневого насоса.The objective of the invention is to increase the efficiency of the seal, reliability and manufacturability of the plunger piston pump assembly.
Поставленная задача решается за счет того, что в сборном плунжере поршневого насоса, содержащем корпус, установленный на нем с возможностью осевого смещения набор чередующихся уплотнительных податливых и жестких колец, торцы которых имеют ответную поверхность, а также средство для поджатия упомянутого набора колец в осевом направлении, набор уплотнительных колец установлен на корпусе через упругоподатливую втулку, при этом уплотнительные кольца имеют трапецеидальное поперечное сечение, причем широкое основание трапеции податливых колец обращено наружу, а жестких колец - в сторону упругоподатливой втулки. Уплотнительные податливые кольца могут быть выполнены из податливого материала или разрезными из жесткого материала, а жесткие кольца - из жесткого материала. Набор уплотнительных колец может быть разделен на два участка, между которыми установлена разделительная втулка с внутренней полостью, соединенной каналами с полостью высокого давления плунжера. Разделительная втулка выполнена из податливого материала, например из фторопласта, или выполнена упругоподатливой в осевом направлении, например в виде пружины. Плунжер содержит клапан, имеющий запорный элемент с ограничителем хода, в котором установлена вставка из полимерного материала, например из фторопласта.The problem is solved due to the fact that in the assembly piston of the piston pump containing the housing mounted on it with the possibility of axial displacement, a set of alternating sealing flexible and rigid rings, the ends of which have a mating surface, as well as means for compressing the said set of rings in the axial direction, a set of o-rings is mounted on the housing through an elastomeric sleeve, while the o-rings have a trapezoidal cross section, and the wide base of the trapezoid is malleable to the ring is facing outward, and the rigid rings are toward the elastically flexible sleeve. The malleable o-rings may be made of malleable material or split of hard material, and the rigid rings of hard material. The set of o-rings can be divided into two sections, between which a dividing sleeve is installed with an internal cavity connected by channels to the high-pressure cavity of the plunger. The separation sleeve is made of ductile material, for example fluoroplastic, or is made elastic in the axial direction, for example in the form of a spring. The plunger contains a valve having a locking element with a stroke limiter, in which an insert is made of a polymer material, for example, fluoroplastic.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена конструкция сборного плунжера поршневого насоса, продольный разрез; на фиг.2 - элемент I на фиг.1; на фиг.3 - элемент II на фиг.1; на фиг.4 - сборный плунжер с набором уплотнительных и распорных колец, разделенным втулкой; на фиг.5 - сборный плунжер с набором уплотнительных колец, разделенным на два участка упругоподатливой в осевом направлении втулкой, выполненной в виде пружины.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the construction of a prefabricated piston of a piston pump, a longitudinal section; figure 2 - element I in figure 1; figure 3 - element II in figure 1; figure 4 - prefabricated plunger with a set of sealing and spacer rings, separated by a sleeve; figure 5 - prefabricated plunger with a set of o-rings, divided into two sections elastically flexible in the axial direction of the sleeve, made in the form of a spring.
Сборный плунжер поршневого насоса (фиг.1, 2 и 3) состоит из корпуса 1, на который установлен через упругоподатливую коаксиальную втулку 2, выполненную, например, из резины, набор уплотнительных колец 3 и колец 4 - податливых и жестких соответственно. Указанные кольца выполнены трапецеидального поперечного сечения, установлены в наборе поочередно и так, что большее основание трапеции поперечного сечения податливых уплотнительных колец 3 обращено наружу, т.е. расположено со стороны зеркала цилиндра, а жестких уплотнительных колец 4 - в сторону упругоподатливой втулки 2. Уплотнительные кольца 3 могут быть изготовлены из податливого материала, например фторопласта. Кроме того, податливость указанных колец может быть обеспечена также тем, что они могут быть выполнены разрезными из жесткого материала, например из стали, чугуна, бронзы и т.п. (на чертеже не показано). Из такого же жесткого материала выполнены жесткие кольца 4.The pre-assembled piston pump plunger (Figs. 1, 2, and 3) consists of a
Набор колец 3 и 4 расположен между двумя нажимными кольцами 5, образующими вместе с нажимной гайкой 6 средство для поджатия набора колец, обеспечивающее необходимое плотное их сжатие в осевом направлении.A set of
На корпусе 1 плунжера установлен клапан, состоящий из корпуса клапана 7, уплотнительной пары седло 8 - запорный элемент 9 (например, шарик) и штуцера 10. В ограничителе хода 11 запорного элемента, выполненного в виде перегородки в корпусе клапана 7, установлена вставка 12, выполненная из полимерного материала, например из фторопласта в виде резьбового штифта (см. фиг.1 и фиг.3). Ограничитель хода может быть выполнен также в виде запрессованного в корпус клапана перпендикулярно его оси штифта с надетой на него полимерной втулкой (на чертеже не показано).On the
Набор уплотнительных колец 3 и 4 может быть разделен в сборном плунжере на два участка (фиг.4), между которыми устанавливается разделительная втулка 13, внутренняя полость которой соединяется с полостью высокого давления плунжера каналами 14 и 15, выполненными в корпусе 1 и промежуточной втулке 16 соответственно. Разделительная втулка 13 выполняется податливой, например из податливого полимерного материала типа фторопласта или полиамида.The set of o-
Другое конструктивное исполнение разделительной втулки показано на фиг.5, где изображена разделительная втулка 17, выполненная упругоподатливой в осевом направлении, например в виде стальной пружины. Пружинящие свойства втулки в данном случае обеспечивают фрезерованные пазы в окружном направлении, например, расположенные в шахматном порядке (см. пазы 18 на фиг.5). Перед сборкой уплотнительные кольца 3 и 4 плунжера выполняют по наружному диаметру с допуском, обеспечивающим свободную постановку плунжера в цилиндр.Another design of the separation sleeve is shown in figure 5, which shows the
При сборке плунжера с насосом нажимная гайка 6 (см. фиг.1) затянута "от руки", плунжер свободно вставляется в цилиндр насоса. Затем нажимная гайка 6 затягивается ключом так, чтобы податливые уплотнительные кольца 3 за счет выжимания их в радиальном направлении жесткими уплотнительными кольцами 4 (см. фиг.2) образовывали с зеркалом цилиндра минимальный зазор или беззазорную посадку, что повышает технологичность, упрощает сборку. При этом упругоподатливая втулка 2 обеспечивает самоустановку - центрирование комплекта уплотнительных и распорных колец 3 и 4 относительно базовых центрирующих поверхностей.When assembling the plunger with the pump, the push nut 6 (see Fig. 1) is tightened “by hand”, the plunger is freely inserted into the pump cylinder. Then, the pressure nut 6 is tightened with a wrench so that compliant O-
При работе сборного плунжера в составе насоса уплотнительные податливые кольца 3 в условиях беззазорной плотной посадки в первые часы приработки незначительно изнашиваются, при этом частицы износа антифрикционного материала типа фторопласт осаждаются на поверхности соседних жестких уплотнительных колец, поставленных при сборке насоса с таким зазором, который бы обеспечивал достаточно свободную постановку плунжера в цилиндр. Таким образом, рабочая поверхность распорных колец покрывается тонкой антифрикционной пленкой. Это уменьшает зазоры по жестким уплотнительным кольцам и исключает задиры и заедание поверхностей трения, повышая тем самым надежность работы насоса и снижая утечки.During the operation of the assembly plunger as part of the pump, the
При работе сборного плунжера с разделительной податливой втулкой 13 (см. фиг.4) при каждом цикле всасывания рабочая поверхность ее прижимается к зеркалу цилиндра давлением среды, поступающей через каналы 14 и 15 во внутреннюю полость втулки 13 из полости высокого давления плунжера, что существенно снижает утечки в насосе. Если вместо втулки 13 установлена упругоподатливая в осевом направлении разделительная втулка 17 (см. фиг.5), то эффект снижения утечек при работе насоса обеспечивается тем, что износ уплотнительных податливых колец 3 компенсируется их выдавливанием в радиальном направлении за счет постоянного осевого давления, производимого пружинной разделительной втулкой 17.When the prefabricated plunger is operated with a separating flexible sleeve 13 (see Fig. 4), at each suction cycle, its working surface is pressed against the cylinder mirror by the pressure of the medium flowing through the
Повышение надежности работы уплотнительной пары седло 8 - запорный элемент 9 (см. фиг.1 и 3) достигается тем, что в процессе работы насоса запорный элемент 9 взаимодействует с ограничителем хода 11 через полимерную вставку 12, что исключает фреттинг-коррозию контактирующих поверхностей и одновременно демпфирует ударное взаимодействие элементов.Improving the reliability of the sealing pair of the saddle 8 - the locking element 9 (see figure 1 and 3) is achieved by the fact that during the operation of the pump, the locking element 9 interacts with the stroke limiter 11 through the
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004101023/06A RU2265752C2 (en) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Piston pump assembly plunger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004101023/06A RU2265752C2 (en) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Piston pump assembly plunger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004101023A RU2004101023A (en) | 2005-06-20 |
RU2265752C2 true RU2265752C2 (en) | 2005-12-10 |
Family
ID=35835487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004101023/06A RU2265752C2 (en) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Piston pump assembly plunger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2265752C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009090508A2 (en) * | 2008-01-14 | 2009-07-23 | Olexiy Nick Klishyn | Plunger pair |
RU2460902C1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-09-10 | Дмитрий Анатольевич Будяков | Downhole rod pump |
CN104196714A (en) * | 2014-09-05 | 2014-12-10 | 江苏宏业石油装备科技有限公司 | Dynamic sealing combined plunger assembly for oil field plunger oil well pump |
-
2004
- 2004-01-19 RU RU2004101023/06A patent/RU2265752C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009090508A2 (en) * | 2008-01-14 | 2009-07-23 | Olexiy Nick Klishyn | Plunger pair |
WO2009090508A3 (en) * | 2008-01-14 | 2009-09-03 | Olexiy Nick Klishyn | Plunger pair |
RU2460902C1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-09-10 | Дмитрий Анатольевич Будяков | Downhole rod pump |
CN104196714A (en) * | 2014-09-05 | 2014-12-10 | 江苏宏业石油装备科技有限公司 | Dynamic sealing combined plunger assembly for oil field plunger oil well pump |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004101023A (en) | 2005-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20050200081A1 (en) | Packing cartridges and pressure-dampening elements for plunger-type pumps | |
KR101874679B1 (en) | Compressor | |
GB2087036A (en) | Sealing and centering piston/cylinder pumps | |
WO2002099320A1 (en) | Sealing device | |
US20120152111A1 (en) | Plunger packing with wedge seal having extrusion recess | |
US6162031A (en) | Seal seat for high pressure pumps and vessels | |
US6776419B2 (en) | Seal for a reciprocating plunger | |
EP2678588A1 (en) | Axial piston pump with pistons having metallic sealing rings | |
RU2265752C2 (en) | Piston pump assembly plunger | |
CN107917055B (en) | Plunger mechanism | |
RU37161U1 (en) | PISTON PUMP PRE-ASSEMBLY | |
JPH1037857A (en) | Reciprocating compressor | |
RU2679291C1 (en) | Mechanical seal | |
KR101342001B1 (en) | Automatic pneumatic piston pumps | |
CN107345516B (en) | Plunger sealing ring for high-pressure fuel pump and corresponding high-pressure fuel pump | |
CN107939628B (en) | Multi-head radial plunger pump and application method thereof | |
EP2133606B1 (en) | Cartridge and related methods | |
US3947157A (en) | Single cylinder pump | |
RU2176043C2 (en) | Piston ring and piston compressor with dry running | |
JP2862615B2 (en) | Seal assembly | |
RU108534U1 (en) | MECHANICAL SEAL OF PARTS WITH EXTERNAL CYLINDER SURFACE | |
RU2269676C1 (en) | Borehole sucker-rod pumping facility | |
RU2241882C1 (en) | Mechanical seal for plunger pump | |
RU43319U1 (en) | Borehole PUMP PUMP UNIT | |
RU68084U1 (en) | MECHANICAL SEALING OF A PLUNGER PUMP |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060120 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080320 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090120 |