RU2362077C1

RU2362077C1 - Self-packing stuffing box

Info

Publication number: RU2362077C1
Application number: RU2008115989/06A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Новосельцев (RU); Сергей Николаевич Новосельцев
Original assignee: Сергей Николаевич Новосельцев
Priority date: 2008-04-22
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2009-07-20

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: invention relates to seals and can be used to seal rods or shafts operating in contact with high-pressure liquids. The proposed stuffing box comprises casing accommodating packing with sealing elements separated from pressure space with the help of pressure sleeve. Aforesaid pressure space houses pressure increase device and release device. The former can represent a check valve accommodated on the pressure sleeve hole. It can also represent a space separated from the high-pressure zone with the help of separating sleeve. Aforesaid space communicates with the pressure space via check valve. The stuffing box packing allows increasing the force, the sealing elements are pressed to the shaft or rod with, when pressure difference in low- and high-pressure zones increases.

EFFECT: higher reliability.

14 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации штоков или валов, работающих в контакте с жидкостями, находящимися под высоким давлением (от десятков атмосфер до 200-300 атмосфер), например штока штангового насоса при добычи нефти.The invention relates to a sealing technique and can be used to seal rods or shafts that are in contact with fluids under high pressure (from tens of atmospheres to 200-300 atmospheres), for example, a rod pump rod during oil production.

Известен сальниковый узел (по патенту RU 2016307), в котором со стороны высокого давления размещен разделительный поршень, отделенный от уплотнительных элементов полостью для затворной жидкости. Поршень выполнен ступенчатой формы и обращен большей ступенью к стороне высокого давления, меньшей ступенью к корпусам, образована уравнительная полость, соединенная с источником затворной жидкости. Полость с затворной жидкостью соединена с источником через обратный клапан. Недостатком известного сальникового узла является сложность и ненадежность сальникового узла. Кроме того, происходит преждевременный выход из строя сальниковых уплотнительных элементов.A stuffing box is known (according to patent RU 2016307), in which, on the high-pressure side, a separation piston is located, which is separated from the sealing elements by a sealant cavity. The piston is made in a stepped form and faces a higher step towards the high pressure side, a smaller step towards the housings, an equalizing cavity is formed, connected to the source of the gate fluid. The cavity with the barrier fluid is connected to the source through a check valve. A disadvantage of the known stuffing box is the complexity and unreliability of the stuffing box. In addition, premature failure of stuffing box sealing elements occurs.

Известно уплотнительное устройство (по патенту RU 2248484), содержащее уплотнительные кольца, выполненные по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса. Уплотнительные кольца выполнены неразрезными из эластомерного материала. Основания внутренних конусных уплотнительных колец направлены в сторону высокого давления, а сами кольца установлены с возможностью перемещения для компенсации их износа.A sealing device is known (according to the patent RU 2248484) containing sealing rings made on mating surfaces in the form of a truncated cone. O-rings are made continuous of elastomeric material. The bases of the inner conical o-rings are directed towards the high pressure, and the rings themselves are movably mounted to compensate for their wear.

Известно сальниковое уплотнение (по авторскому свидетельству SU 333346) с чередующимися уплотнительными кольцами и разделительными элементами. Разделительные элементы выполнены с коническими торцевыми поверхностями. В авторском свидетельстве SU 966367 разделительные элементы выполнены упругими, в виде одновитковых пружин.Known packing (according to the copyright certificate SU 333346) with alternating sealing rings and spacer elements. Separating elements are made with conical end surfaces. In the copyright certificate SU 966367, the dividing elements are made elastic, in the form of single-coil springs.

Известны уплотнительные устройства (по патентам US 5622371, US 6105596, US 7055593), в которых используются преимущественно кольцевые уплотнительные элементы из фторопластов, либо из других твердых материалов с включениями фторопластов. Форма уплотнительных элементов подобрана таким образом, чтобы при их поджатии, трущиеся поверхности прижимались к валу или штоку. Использование твердых материалов, практически не деформирующихся под действием давления со стороны прижимных элементов (прижимных крышек), а также использование уплотнительных элементов определенной формы, - все это обеспечивает пропорциональную передачу усилия от прижимных элементов к трущимся поверхностям. Использование антифрикционных материалов не приводит к существенному увеличению усилия на приводах вала или штока. По мере износа уплотнительных элементов или при температурных перепадах герметичность устройств нарушается, поскольку твердый материал уплотнительных элементов не позволяет компенсировать такие изменения, как это происходит в случае с эластичной набивкой.Known sealing devices (according to patents US 5622371, US 6105596, US 7055593), which use mainly annular sealing elements made of fluoroplastics, or from other solid materials with fluoroplastic inclusions. The shape of the sealing elements is selected so that when they are pressed, the rubbing surfaces are pressed against the shaft or rod. The use of solid materials that practically do not deform under pressure from the pressure elements (pressure caps), as well as the use of sealing elements of a certain shape, all this ensures a proportional transfer of force from the pressure elements to the rubbing surfaces. The use of antifriction materials does not lead to a significant increase in the force on the shaft or rod drives. As the sealing elements wear out or due to temperature changes, the tightness of the devices is violated, since the solid material of the sealing elements does not compensate for such changes, as is the case with elastic packing.

Известен самоуплотняющийся сальниковый узел (по патенту RU 2277660), содержащий корпус с крышкой, в котором соосно размещены уплотняемый элемент, нажимная втулка и сальниковая набивка. В корпусе между нажимной втулкой и напорной полостью размещена компенсирующая полость, заполненная жидкостью, работающей при низких температурах, состоящая из двух камер, отделенная от напорной полости разделительной втулкой.Known self-sealing stuffing box (according to patent RU 2277660), containing a housing with a cover in which the sealing element, pressure sleeve and stuffing box are coaxially placed. In the housing between the pressure sleeve and the pressure cavity, a compensating cavity is placed, filled with a liquid operating at low temperatures, consisting of two chambers, separated from the pressure cavity by a separation sleeve.

Известен уплотнительный узел (по патенту JP 62242181), выбранный в качестве прототипа, в котором используются неупругие (графитовые) уплотнительные элементы, имеющие в сечении клиновидную форму, обеспечивающие их прижатие к штоку или валу с силой, пропорциональной разнице давлений между областями, находящимися по разные стороны от уплотнительного узла. Износ неупругих уплотнительных элементов и колебания давления в области высокого давления позволяют скомпенсировать упругие разделительные элементы, установленные между неупругими уплотнительными элементами. Недостатком уплотнительного узла является необходимость подтяжки прижимной крышки при износе набивки, при существенном уменьшении давления в области высокого давления и в иных случаях, когда обратная деформация упругих вставок не позволяет скомпенсировать такие изменения.A known sealing assembly (according to the patent JP 62242181), selected as a prototype, which uses inelastic (graphite) sealing elements having a wedge-shaped cross-section, ensuring their pressing against the rod or shaft with a force proportional to the pressure difference between regions located at different sides of the sealing assembly. The wear of inelastic sealing elements and pressure fluctuations in the high-pressure region make it possible to compensate for the elastic separation elements installed between the inelastic sealing elements. The disadvantage of the sealing assembly is the need to tighten the pressure cap during wear of the packing, with a significant decrease in pressure in the high-pressure region and in other cases when the back deformation of the elastic inserts does not allow to compensate for such changes.

Технической задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности сальникового узла и снижение количества циклов обслуживания (подтяжки).An object of the invention is to increase the operational reliability of the stuffing box and reducing the number of maintenance cycles (braces).

Технический результат достигается в самоуплотняющемся сальниковом узле, содержащем корпус, в котором размещена набивка с уплотняющими элементами, отделенными от нажимной полости нажимной втулкой. Нажимная полость снабжена устройством для повышения давления и спускным устройством. Устройство для повышения давления, может быть выполнено в виде обратного клапана (его роль выполняет, например, эластичное кольцо), установленного на отверстии в нажимной втулке. Кроме того, устройство для повышения давления может быть выполнено в виде полости, отделенной от области высокого давления разделительной втулкой, указанная полость соединена с нажимной полостью через обратный клапан.The technical result is achieved in a self-sealing stuffing box containing a housing in which a packing is placed with sealing elements separated from the pressure cavity by the pressure sleeve. The pressure cavity is equipped with a device for increasing pressure and a drain device. A device for increasing pressure can be made in the form of a check valve (its role is played, for example, by an elastic ring) mounted on an opening in the pressure sleeve. In addition, the device for increasing the pressure can be made in the form of a cavity separated from the high pressure area by a separation sleeve, the specified cavity is connected to the pressure cavity through a check valve.

Набивка с уплотняющими элементами выполнена с возможностью увеличения силы, с которой уплотняющие элементы прижимаются к валу или штоку, при увеличении разности давлений в области высокого давления и в области низкого давления. Для обеспечения такой возможности подбирается форма, материал и взаимное расположение уплотняющих элементов в набивке. Так, уплотняющие элементы или их рабочие поверхности выполнены преимущественно из антифрикционного материала, в качестве такого материала используется фторопласты или графитопласты. Существует большое разнообразие форм уплотнительных элементов и их взаимного расположения в составе набивки (или расположения относительно иных элементов набивки): кольцевые уплотняющие элементы, имеющие форму усеченного конуса и разделительные элементы; чередующиеся кольцевые уплотняющие элементы, имеющие форму усеченного конуса; чередующиеся кольцевые уплотняющие элементы и разделительные элементы, имеющие в сечении треугольную или трапецевидную форму; чередующиеся кольцевые уплотняющие элементы и разделительные элементы, выполненные по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса; V-образные или W-образные кольцевые уплотняющие элементы (в том числе с разделительными элементами).The packing with sealing elements is configured to increase the force with which the sealing elements are pressed against the shaft or rod, while increasing the pressure difference in the high pressure region and in the low pressure region. To ensure this, the shape, material and relative position of the sealing elements in the packing are selected. So, the sealing elements or their working surfaces are made mainly of antifriction material, fluoroplastics or graphitoplastics are used as such a material. There is a wide variety of forms of sealing elements and their mutual arrangement in the packing (or arrangement relative to other packing elements): annular sealing elements having the shape of a truncated cone and dividing elements; alternating annular sealing elements having the shape of a truncated cone; alternating annular sealing elements and separation elements having a triangular or trapezoidal shape in cross section; alternating annular sealing elements and separation elements made on mating surfaces in the form of a truncated cone; V-shaped or W-shaped ring sealing elements (including those with spacer elements).

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

фиг.1 - сальниковый узел с отверстиями в нажимной втулке и с кольцевыми уплотняющими элементами в форме усеченного конуса и с разделительными элементами;figure 1 - stuffing box with holes in the pressure sleeve and with annular sealing elements in the form of a truncated cone and with dividing elements;

фиг.2 - сальниковый узел с отверстиями в корпусе и с чередующимися кольцевыми уплотняющими элементами в форме усеченного конуса;figure 2 - stuffing box with holes in the housing and with alternating annular sealing elements in the form of a truncated cone;

фиг.3 - сальниковый узел с дополнительной полостью и чередующиеся кольцевые уплотняющие элементы и разделительные элементы, имеющие в сечении трапецевидную форму;figure 3 - stuffing box with an additional cavity and alternating annular sealing elements and separation elements having a trapezoidal shape in cross section;

фиг.4 - чередующиеся кольцевые уплотняющие элементы и разделительные элементы, выполненные по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса;figure 4 - alternating annular sealing elements and separation elements made on mating surfaces in the form of a truncated cone;

фиг.5, 6 - V-образные кольцевые уплотняющие элементы и W-образные кольцевые уплотняющие элементы;5, 6 - V-shaped annular sealing elements and W-shaped annular sealing elements;

фиг.7, 8 - V-образные кольцевые уплотняющие элементы и W-образные кольцевые уплотняющие элементы и разделительные элементы;7, 8 - V-shaped annular sealing elements and W-shaped annular sealing elements and separation elements;

фиг.9 - силы, действующие на уплотняющий элемент;Fig.9 - the forces acting on the sealing element;

фиг.10 - криволинейные сопрягаемые поверхности уплотняющего элемента и разделительной элементы.figure 10 - curved mating surface of the sealing element and the separation elements.

Самоуплотняющийся сальниковый узел (фиг.1) содержит корпус 1 с крышкой 2, в котором соосно размещены уплотняемый шток 15 (или вал, показан на фиг.3), нажимная втулка 3 и сальниковая набивка с уплотняющими элементами 4. Набивка, кроме уплотняющих элементов 4 может включать иные элементы, например разделительные элементы 13 (фиг.1, 3, 4, 7, 8). Уплотняющие элементы 4 при возвратно-поступательном движении штока (или при вращении вала) предотвращают проникновение рабочей среды: из области 5 высокого давления в область 10 низкого давления.The self-sealing stuffing box (figure 1) contains a housing 1 with a cover 2, in which the sealing rod 15 (or the shaft shown in figure 3), the push sleeve 3 and the stuffing box with sealing elements 4 are coaxially placed. Packing, except for the sealing elements 4 may include other elements, for example, dividing elements 13 (figure 1, 3, 4, 7, 8). The sealing elements 4 during the reciprocating movement of the rod (or during rotation of the shaft) prevent the penetration of the working medium: from the high-pressure region 5 to the low-pressure region 10.

Между корпусом 1 и нажимной втулкой 3 образована однокамерная нажимная полость 6. Нажимная полость 6 снабжена устройством для повышения давления, взаимодействующим с областью 5 высокого давления, выполненным в виде обратного клапана 8, установленного на отверстии 7 (или на нескольких отверстиях 7) в нажимной втулке 3. Обратный клапан 8 в этом случае может быть выполнен в виде кольца из эластичного материала, например из резины, охватывающего нажимную втулку 3 таким образом, что отверстия 7 оказываются закрыты кольцом. На фиг.2 показан вариант сальникового узла, в котором отверстия 7 выполнены в корпусе 1. Кроме того, устройство для повышения давления, взаимодействующее с областью 5 высокого давления, может быть выполнено в виде полости 11, отделенной от области 5 высокого давления разделительной втулкой 12 (фиг.3). Полость 11 соединена с нажимной полостью через обратный клапан 8.A single-chamber pressure cavity 6 is formed between the housing 1 and the pressure sleeve 3. The pressure cavity 6 is equipped with a pressure boosting device interacting with the high-pressure region 5 made in the form of a check valve 8 mounted on the hole 7 (or several holes 7) in the pressure sleeve 3. The check valve 8 in this case can be made in the form of a ring of elastic material, for example, of rubber, covering the pressure sleeve 3 so that the holes 7 are closed by the ring. Figure 2 shows a variant of the gland assembly, in which the openings 7 are made in the housing 1. In addition, the device for increasing the pressure, interacting with the high-pressure region 5, can be made in the form of a cavity 11, separated from the high-pressure region 5 by a separation sleeve 12 (figure 3). The cavity 11 is connected to the pressure cavity through a check valve 8.

Нажимная полость 6 может быть снабжена спускным устройством, например штуцером 9, установленным в отверстии в стенке корпуса 1 (фиг.1, 2).The pressure cavity 6 can be equipped with a drain device, for example, a fitting 9, installed in the hole in the wall of the housing 1 (Fig.1, 2).

Уплотняющие элементы 4 набивки выполнены с возможностью увеличения силы, с которой они прижимаются к валу или штоку, при увеличении разности давлений в области 5 высокого давления и в области 10 низкого давления. Для обеспечения такой возможности форма, материал и взаимное расположение уплотняющих элементов (и разделительных элементов 13) в набивке подбираются исходя из следующего.The sealing elements 4 of the packing are configured to increase the force with which they are pressed against the shaft or rod, while increasing the pressure difference in the high-pressure region 5 and in the low-pressure region 10. To ensure this possibility, the shape, material and relative position of the sealing elements (and separation elements 13) in the packing are selected based on the following.

Сила трения, возникающая между рабочими поверхностями 14 уплотняющих элементов 4 и штоком (или валом), не должна нарушать работоспособность сальникового узла. Поэтому уплотняющие элементы 4 или их рабочие поверхности 14 выполняются из антифрикционного материала, например из фторопласта (политетрафторэтилен, политрифторхлорэтилен) или графитопласта, обладающими низким коэффициентом трения, низкой способностью к адгезии, хорошей прирабатываемостью. Кроме того, могут использоваться изделия из смеси фторопласта с различными компонентами: коксом, дисульфидом молибдена, стеклопорошком и углеродным волокном. При введении добавок повышается стойкость к истиранию, жесткость, прочность при сжатии, уменьшается деформация при нагрузке.The friction force arising between the working surfaces 14 of the sealing elements 4 and the rod (or shaft) must not interfere with the performance of the stuffing box. Therefore, the sealing elements 4 or their working surfaces 14 are made of antifriction material, for example, fluoroplastic (polytetrafluoroethylene, polytrifluorochlorethylene) or graphitoplast, which have a low coefficient of friction, low ability to adhesion, good break-in. In addition, products made of a mixture of fluoroplastic with various components can be used: coke, molybdenum disulfide, fiberglass and carbon fiber. With the introduction of additives, abrasion resistance, stiffness, compressive strength increase, deformation under load decreases.

Прочность на сжатие материала, из которого могут быть изготовлены уплотняющие элементы 4 должна быть достаточной для того, чтобы под действием рабочего давления не происходила деформация или разрушение материала. Так, рабочее давление в области 5 высокого давления может достигать 200 атм (20 Мн/м²). Прочность на сжатие фторопластов достигает 500 Мн/м².The compressive strength of the material from which the sealing elements 4 can be made must be sufficient so that, under the action of the working pressure, deformation or destruction of the material does not occur. So, the working pressure in the high-pressure region 5 can reach 200 atm (20 Mn / m ² ). The compressive strength of fluoroplastics reaches 500 Mn / m ² .

Возможно большое разнообразие форм уплотняющих элементов 4 и их взаимного расположения в составе набивки (или расположения относительно иных элементов набивки): кольцевые уплотняющие элементы 4, имеющие форму усеченного конуса (с фасками по сопрягаемым поверхностям), и разделительные элементы 13 (фиг.1); чередующиеся кольцевые уплотняющие элементы 4, имеющие форму усеченного конуса (с фасками по сопрягаемым поверхностям, фиг.2); чередующиеся кольцевые уплотняющие элементы 4 и разделительные элементы 13, имеющие в сечении трапецевидную форму (фиг.3, треугольная форма разделительных или уплотняющих элементов не показана); чередующиеся кольцевые уплотняющие элементы 4 и разделительные элементы 13, выполненные по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса (фиг.4); V-образные или W-образные кольцевые уплотняющие элементы 4 (фиг.5, 6) (в том числе с разделительными элементами 13, фиг.7, 8).A wide variety of shapes of the sealing elements 4 and their relative position in the packing (or arrangement relative to other packing elements) are possible: annular sealing elements 4 having the shape of a truncated cone (with chamfers along the mating surfaces), and dividing elements 13 (Fig. 1); alternating annular sealing elements 4 having the shape of a truncated cone (with bevels on the mating surfaces, figure 2); alternating annular sealing elements 4 and separating elements 13 having a trapezoidal shape in cross section (Fig. 3, the triangular shape of the separating or sealing elements is not shown); alternating annular sealing elements 4 and separating elements 13, made on mating surfaces in the form of a truncated cone (figure 4); V-shaped or W-shaped annular sealing elements 4 (Fig.5, 6) (including with dividing elements 13, Fig.7, 8).

Общим свойством форм, показанных на фиг.1-4, является то, что при отсутствии существенных деформаций сила F₁, с которой рабочие поверхности 14 прижимаются к штоку 15 (или валу), увеличивается пропорционально увеличению разности давлений в областях высокого и низкого давления (иначе, пропорционально увеличению силы F₂, с которой нажимная втулка 3 действует на уплотняющий элемент 4, фиг.9). Достаточная для этого конструкционная прочность на сжатие уплотняющих элементов 4 в составе набивки определяется свойствами материала, геометрическими параметрами (размерами кольцевых уплотняющих элементов, толщиной стенок, количеством уплотняющих элементов), - их подбор осуществляется эмпирическим путем.A common property of the shapes shown in FIGS. 1-4 is that, in the absence of significant deformations, the force F ₁ with which the working surfaces 14 are pressed against the rod 15 (or shaft) increases in proportion to the increase in the pressure difference in the high and low pressure regions ( otherwise, in proportion to the increase in force F ₂ with which the pressure sleeve 3 acts on the sealing element 4, Fig.9). Sufficient structural compressive strength of the sealing elements 4 in the packing is sufficient for this to be determined by the material properties, geometric parameters (dimensions of the annular sealing elements, wall thickness, number of sealing elements) - they are selected empirically.

Формы, показанные на фиг.5-8, передают усилие, как описано выше, при упругих деформациях в перемычках 16 между коленами 17, без деформации самих колен (осуществляется подбором толщины колен 17 и перемычек 16).The forms shown in FIGS. 5-8 transmit force, as described above, with elastic deformations in the bridges 16 between the knees 17, without deformation of the knees themselves (carried out by selecting the thickness of the knees 17 and jumpers 16).

При иных формах сопрягаемых поверхностей, например криволинейных поверхностях (фиг.10), увеличение силы может быть непропорционально увеличению разности давлений, а меняться по закону, определяясь геометрией сопрягаемых поверхностей.With other forms of mating surfaces, for example curved surfaces (Fig. 10), the increase in force may be disproportionate to the increase in the pressure difference, and vary according to the law, determined by the geometry of the mating surfaces.

Разделительные элементы 13 выполняются из материала, не деформирующегося под действием нагрузок, возникающих между уплотняющими элементами 4, например из металла, из фторопласта.The dividing elements 13 are made of a material that is not deformed under the action of loads arising between the sealing elements 4, for example, metal, fluoroplastic.

Сальниковый узел работает следующим образом.The stuffing box operates as follows.

Перед началом работы производится предварительная затяжка набивки вращением крышки 2. Под действием давления в области 5 высокого давления рабочая среда поступает в нажимную полость 6 через отверстия 7. Для визуального контроля работы обратного клапана 8 может быть открыт штуцер 9, до появления в нем жидкости. Затем штуцер 9 закрывается. В варианте сальникового узла с полостью 11 (фиг.3), который используется преимущественно при рабочих средах с высоким содержанием растворенных газов, в нажимную полость 6 поступает жидкость из полости 11 (например, специальная жидкость, с низкой температурой замерзания и/или с низким содержанием растворенных газов).Before starting work, the packing is pre-tightened by rotation of the cover 2. Under the action of pressure in the high-pressure region 5, the working medium enters the pressure chamber 6 through the openings 7. For a visual control of the check valve 8, the nozzle 9 can be opened until the liquid appears in it. Then the fitting 9 is closed. In an embodiment of a stuffing box with a cavity 11 (Fig. 3), which is used mainly in working media with a high content of dissolved gases, liquid from cavity 11 enters the pressure chamber 6 (for example, a special liquid with a low freezing point and / or low content dissolved gases).

Избыточное давление в нажимной полости 6 преобразовывается в поступательное перемещение нажимной втулки 3, которая производит поджим уплотнительных элементов 4, компенсируя износ уплотнительных элементов 4 в процессе трения о вал или шток. Обратный клапан 8 позволяет поддерживать давление в нажимной полости 6 при колебаниях разности давлений в области 5 высокого давления (давление рабочей среды) и в области 10 низкого давления (например, атмосферное давление). Таким образом, набивка находится в поджатом состоянии до полного износа и не требует дополнительного периодического обслуживания (подтяжки).The excess pressure in the pressure cavity 6 is converted into the translational movement of the pressure sleeve 3, which presses the sealing elements 4, compensating for the wear of the sealing elements 4 in the process of friction against the shaft or rod. The non-return valve 8 allows you to maintain pressure in the pressure chamber 6 with fluctuations in the pressure difference in the high-pressure region 5 (medium pressure) and in the low-pressure region 10 (for example, atmospheric pressure). Thus, the packing is in a preloaded state until it is completely worn out and does not require additional periodic maintenance (tightening).

Нагрузка на уплотняющие элементы 4 распределена неравномерно, так, на углах уплотняющих элементов 4 нагрузка может превышать предельные значения для материала. При этом фторопласт проявляет свои упругие свойства и свойства текучести, происходит деформация фторопласта на углах уплотняющих элементов (без разрушения всего уплотняющего элемента), благодаря чему происходит перераспределение нагрузок в объеме материала, что предотвращает деформацию всего уплотняющего элемента. Частично эта проблема может быть снята выполнением фасок 18 на сопрягаемых частях (фиг.9).The load on the sealing elements 4 is distributed unevenly, so, at the corners of the sealing elements 4, the load may exceed the limit values for the material. In this case, the fluoroplastic exerts its elastic and flow properties, the fluoroplastic is deformed at the corners of the sealing elements (without destroying the entire sealing element), due to which there is a redistribution of loads in the bulk of the material, which prevents deformation of the entire sealing element. In part, this problem can be alleviated by performing bevels 18 on the mating parts (Fig. 9).

Пример.Example.

Уплотняющие элементы 4 из фторопласта Ф-4 (ГОСТ 24222-80), выполненные, как показано на фиг.1, работают в составе набивки сальникового узла штока штангового нефтяного насоса, при рабочем давлении 210 атм, без существенной деформации своей формы, без разрушения, и не проявляя упругих свойств. Параметры кольцевых уплотняющих элементов: диаметр 62 см, диаметр вала 32 см, в набивке 7 уплотняющих элементов толщиной 6 см и 7 разделительных металлических шайб.The sealing elements 4 of ftoroplast F-4 (GOST 24222-80), made as shown in Fig. 1, work as part of the packing of the stuffing box of the rod of the rod oil pump, at a working pressure of 210 atm, without significant deformation of its shape, without fracture, and without showing elastic properties. The parameters of the annular sealing elements: diameter 62 cm, shaft diameter 32 cm, in the packing of 7 sealing elements 6 cm thick and 7 spacer metal washers.

Замена набивки производится во время остановки оборудования. Открывают штуцер 9, в результате чего происходит разгерметизация нажимной полости 6. Тем самым упрощается демонтаж крышки 2.Packing replacement is performed during equipment shutdown. The fitting 9 is opened, as a result of which the pressure cavity 6 is depressurized. Thus, the dismantling of the cover 2 is simplified.

Таким образом, предлагаемый вариант сальникового узла позволяет поддерживать постоянное давление сальниковой набивки на шток или вал и автоматически компенсировать ее износ.Thus, the proposed version of the stuffing box allows you to maintain a constant pressure of the packing on the rod or shaft and automatically compensate for its wear.

Claims

1. A self-sealing stuffing box comprising a housing in which a packing is placed with sealing elements separated from the pressure cavity by the pressure sleeve; the pressure cavity is provided with a device for increasing pressure; the packing is configured to increase the force with which the sealing elements are pressed against the shaft or rod, while increasing the pressure difference in the high pressure region and in the low pressure region.

2. The stuffing box according to claim 1, characterized in that the device for increasing pressure is made in the form of a check valve installed on the hole in the pressure sleeve.

3. The stuffing box according to claim 2, characterized in that the check valve is made in the form of an elastic ring.

4. The stuffing box according to claim 1, characterized in that the device for increasing the pressure is made in the form of a cavity separated from the high-pressure area by a separation sleeve, said cavity being connected to the pressure cavity through a non-return valve.

5. The stuffing box according to claim 1, characterized in that the pressure cavity is equipped with a drain device.

6. The stuffing box according to claim 1, characterized in that the sealing elements or the working surfaces of the sealing elements are made of antifriction material.

7. The stuffing box according to claim 6, characterized in that fluoroplastic is used as an antifriction material.

8. The stuffing box according to claim 6, characterized in that graphitoplast is used as the antifriction material.

9. The stuffing box according to claim 1 or according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the packing consists of annular sealing elements having the shape of a truncated cone and dividing elements.

10. The stuffing box according to claim 1 or according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the packing consists of alternating annular sealing elements having the shape of a truncated cone.

11. The stuffing box according to claim 1 or according to any one of claims 6-8, characterized in that the packing consists of alternating annular sealing elements and separation elements having a triangular or trapezoidal shape in cross section.

12. The stuffing box according to claim 1 or according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the packing consists of alternating annular sealing elements and spacer elements made on mating surfaces in the form of a truncated cone.

13. The stuffing box according to claim 1 or according to any one of claims 6-8, characterized in that the packing consists of V-shaped or W-shaped annular sealing elements and separation elements.

14. The stuffing box according to claim 1 or any one of claims 6 to 8, characterized in that the packing consists of V-shaped or W-shaped annular sealing elements.