RU2783397C1 - Seal - Google Patents
Seal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783397C1 RU2783397C1 RU2021127977A RU2021127977A RU2783397C1 RU 2783397 C1 RU2783397 C1 RU 2783397C1 RU 2021127977 A RU2021127977 A RU 2021127977A RU 2021127977 A RU2021127977 A RU 2021127977A RU 2783397 C1 RU2783397 C1 RU 2783397C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- actuated
- seal
- sealing
- collar
- ring
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 118
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 35
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 238000011068 load Methods 0.000 description 16
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 13
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 11
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 9
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 8
- 229920002530 poly[4-(4-benzoylphenoxy)phenol] polymer Polymers 0.000 description 8
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N Tetrafluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 4
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L Calcium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 4
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N N#B Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001774 Perfluoroether Polymers 0.000 description 4
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000295 complement Effects 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 description 4
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 4
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 229920001780 ECTFE Polymers 0.000 description 2
- 229920000840 ETFE Polymers 0.000 description 2
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N Molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000539 Poly[1,4-benzenedicarbonyl-alt-bis(4-phenoxyphenyl)methanone] Polymers 0.000 description 2
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 2
- 229920001721 Polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 229920001021 Polysulfide Polymers 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N Silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N Silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N Tungsten(IV) sulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000403254 Turkey hepatitis virus Species 0.000 description 2
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N ethene;1,1,2,2-tetrafluoroethene Chemical compound C=C.FC(F)=C(F)F QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium(0) Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920002496 poly(ether sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 2
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 2
- 125000001140 1,4-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:2])=C([H])C([H])=C1[*:1] 0.000 description 1
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 1
- 210000000088 Lip Anatomy 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 poly(p-phenylene sulfide) Polymers 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfones) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Данное изобретение относится к уплотнениям и, более конкретно, к самодействующим уплотнениям.This invention relates to seals, and more particularly to self-acting seals.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
Уплотнения, как правило, применяют для предотвращения утечки в кольцевом пространстве между двумя или более компонентами. Например, уплотнение можно применять в металлических изделиях между внутренними и внешними компонентами, например, между валом и каналом. Уплотнение может быть размещено между валом и каналом, чтобы поддерживать разные значения жидкостного давления или чтобы разделять разные жидкостные компоненты по противоположным сторонам уплотнения.Seals are typically used to prevent leakage in an annulus between two or more components. For example, a seal can be used in metal products between internal and external components, such as between a shaft and a channel. A seal may be placed between the shaft and the bore to maintain different fluid pressures or to separate different fluid components on opposite sides of the seal.
Во многих путях применения, например, в операциях бурения в отношении нефти и газа и их переработки, необходимо, чтобы уплотнения выдерживали широкие температурные диапазоны, сохраняя характеристики эффективного уплотнения. В промышленных отраслях, в которых используются уплотнения, остается необходимость в улучшении эксплуатационных характеристик уплотнений в широком диапазоне условий окружающей среды.In many applications, such as oil and gas drilling and processing operations, seals need to withstand wide temperature ranges while maintaining effective sealing characteristics. In industries that use seals, there remains a need to improve the performance of seals in a wide range of environmental conditions.
Из уровня техники US 4576385 А1, 18.03.1986 известно уплотнение для текучей среды состоящее из набора V-образных уплотнительных элементов, опорных колец, расположенных между уплотнительными элементами, и манжетного уплотнения, которое удерживается в рабочем положении с помощью переходного кольца, имеющего Т-образную конфигурацию.From the prior art US 4576385 A1, 03/18/1986, a fluid seal is known, consisting of a set of V-shaped sealing elements, support rings located between the sealing elements, and a lip seal, which is held in position by means of an adapter ring having a T-shaped configuration.
В уровне техники также раскрыт документ US 2004/0129912 А1, 08.07.2004, описывающий конический затвор крана с уплотняющей системой. Документ раскрывает манжетный узел с двумя приводимыми в действие манжетами, имеющими U-образную форму и которые содержат полости.The prior art also discloses the document US 2004/0129912 A1, 07/08/2004, describing a conical valve valve with a sealing system. The document discloses a cuff assembly with two U-shaped actuated cuffs that contain cavities.
Документ US 4706970 А1, 17.11.1987 раскрывает вставку для использования с уплотнительным устройством. Вставка для использования с уплотнительным устройством, имеет деформируемое гибкое кольцо с проходящим каналом, открывающимся в осевом направлении на одном конце кольца.Document US 4706970 A1, 11/17/1987 discloses an insert for use with a sealing device. An insert for use with a sealing device has a deformable flexible ring with an axially opening through passage at one end of the ring.
Однако указанные выше документы не решают техническую проблему настоящей заявки - создания уплотнений, которые бы выдерживали широкие температурные диапазоны, сохраняя характеристики эффективного уплотнения.However, the above documents do not solve the technical problem of the present application - the creation of seals that would withstand wide temperature ranges, while maintaining the characteristics of an effective seal.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS
Варианты осуществления проиллюстрированы в качестве примера на прилагаемых фигурах и не предполагают ограничения.Embodiments are illustrated by way of example in the accompanying figures and are not intended to be limiting.
На Фиг. 1 приведен частичный вид в поперечном сечении уплотнения в соответствии с вариантом осуществления.On FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a seal according to an embodiment.
На Фиг. 2 приведен вид в поперечном сечении уплотнения в соответствии с вариантом осуществления.On FIG. 2 is a cross-sectional view of a seal according to an embodiment.
На Фиг. 3 приведен увеличенный вид в поперечном сечении части уплотнения в соответствии с вариантом осуществления.On FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a seal according to an embodiment.
На Фиг. 4 приведен вид в поперечном сечении уплотнения в соответствии с другим вариантом осуществления.On FIG. 4 is a cross-sectional view of a seal in accordance with another embodiment.
На Фиг. 5 приведен график показателей утечки типового уплотнения в соответствии с вариантом осуществления, измеренных в диапазоне низкотемпературных циклов.On FIG. 5 is a graph of the leakage performance of a typical seal according to an embodiment measured over a range of low temperature cycles.
На Фиг. 6 приведен график показателей утечки типового уплотнения в соответствии с вариантом осуществления, измеренных в диапазоне высокотемпературных циклов.On FIG. 6 is a graph of the leakage performance of a typical seal according to an embodiment measured over a range of high temperature cycles.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО(ЫХ) ВАРИАНТА(ОВ) ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT(S)
Нижеприведенное описание в сочетании с фигурами приведено, чтобы помочь понять идеи, раскрытые в данном документе. Нижеприведенное обсуждение сфокусировано на конкретных вариантах реализации и осуществления этих идей. Такой фокус используется, чтобы помочь описать идеи, и его не следует интерпретировать как ограничение объема или применимости идей. При этом можно использовать другие варианты осуществления на основании идей, раскрытых в данной заявке.The following description, in conjunction with the figures, is provided to help understand the ideas disclosed herein. The following discussion focuses on specific implementations and implementations of these ideas. Such focus is used to help describe ideas and should not be interpreted as limiting the scope or applicability of the ideas. In this case, you can use other options for implementation based on the ideas disclosed in this application.
Термины «содержит», «содержащий», «включает», «включающий», «имеет», «имеющий» или любые другие их варианты предназначены для обозначения неисключительного включения. Например, способ, изделие или устройство, включающие набор признаков, не обязательно ограничены исключительно этими признаками, но могут включать другие признаки, явным образом не указанные или не присущие таким способу, изделию или устройству. Кроме того, если явным образом не указано иное, термин «или» означает включающее «или», а не исключающее «или». Например, условию «А или В» соответствует любое из следующих утверждений: «А является истинным (или присутствует), а В является ложным (или не присутствует)», «А является ложным (или не присутствует), а В является истинным (или присутствует)», и «как А, так и В являются истинными (или присутствуют)».The terms "comprises", "comprising", "includes", "including", "has", "having" or any other variations thereof are intended to mean non-exclusive inclusion. For example, a method, article, or device incorporating a set of features is not necessarily limited to those features only, but may include other features not explicitly stated or inherent in such method, article, or device. In addition, unless expressly stated otherwise, the term "or" means an inclusive "or" and not an exclusive "or". For example, the condition "A or B" matches any of the following: "A is true (or present) and B is false (or not present)", "A is false (or not present) and B is true (or present)" and "both A and B are true (or present)."
Также для описания элементов и компонентов, описываемых в данном документе, используют формы единственного числа. Это сделано только лишь для удобства и подачи общего смысла объема изобретения. Данное описание следует понимать как включающее один, или по меньшей мере один, или форму единственного числа, также включающую форму множественного числа, или наоборот, если явным образом не подразумевается иное. Например, если в данном документе описывается один элемент, вместо одного элемента могут использоваться несколько элементов. Аналогично, если в данном документе описано более одного элемента, один элемент может быть заменен этими более чем одним элементами.Also, to describe the elements and components described in this document, use the singular form. This is only for convenience and conveying the general meaning of the scope of the invention. This description is to be understood as including one, or at least one, or the singular form also including the plural form, or vice versa, unless expressly implied otherwise. For example, if a single element is described in this document, multiple elements may be used instead of one element. Likewise, if more than one element is described in this document, one element may be replaced by those more than one element.
Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют значения, обычно понимаемые специалистом в области техники, к которой относится данное изобретение. Материалы, способы и примеры являются исключительно иллюстративными и не подразумевают ограничения. В тех случаях, когда в данном документе отсутствует описание, многие подробности, относящиеся к конкретным материалам и технологическим операциям, являются традиционными, и их можно найти в справочниках и других источниках в области уплотнений.Unless otherwise indicated, all technical and scientific terms used in this document have the meanings commonly understood by a person skilled in the art to which this invention pertains. The materials, methods, and examples are illustrative only and are not intended to be limiting. Where there is no description in this document, many of the details relating to specific materials and manufacturing operations are traditional and can be found in handbooks and other sources in the field of seals.
Уплотнения обычно используют в металлических изделиях для изоляции объемов и давлений друг от друга. В частности, уплотнения можно использовать в металлических изделиях, выполненных с возможностью применения в суровых условиях окружающей среды, например, при низких температурах, и они должны соответствовать определенной метрике показателей утечки.Seals are commonly used in metal products to isolate volumes and pressures from each other. In particular, seals can be used in metal products designed for use in harsh environments, such as at low temperatures, and they must meet a certain leakage performance metric.
В одном или более вариантах осуществления уплотнение может включать кольцевое тело, выполненное с возможностью плотного размещения вокруг внутреннего компонента и внутри внешнего компонента. В частности, уплотнение может плотно размещаться в кольцевом пространстве между внутренним и внешним компонентами. В определенных случаях уплотнение может быть выполнено с возможностью иметь значение измеренной скорости утечки при неконтролируемых выбросах, измеренной в соответствии с ISO 15848-1, менее 0,00001 мг*c-1*м-1. В более конкретном варианте осуществления уплотнение может быть сертифицировано как соответствующее классу АН по данным измерений в соответствии с ISO 15848-1.In one or more embodiments, the seal may include an annular body configured to fit tightly around the inner component and within the outer component. In particular, the seal may fit snugly in the annulus between the inner and outer components. In certain cases, the seal may be configured to have a measured fugitive leak rate, measured in accordance with ISO 15848-1, of less than 0.00001 mg*s -1 *m -1 . In a more specific embodiment, the seal may be certified as Class AH as measured in accordance with ISO 15848-1.
В одном или более вариантах осуществления уплотнение может включать некоторое количество колец, расположенных соосно друг с другом. Некоторое количество колец могут включать, например, первую приводимую в действие манжету, вторую приводимую в действие манжету и некоторое количество уплотнительных колец. Первая и вторая приводимые в действие манжеты могут располагаться вплотную друг к другу. В варианте осуществления вторая приводимая в действие манжета может быть расположена между первой приводимой в действие манжетой и некоторым количеством уплотнительных колец. Между первой и второй приводимыми в действие манжетами может находиться прокладка и проходить по меньшей мере частично во вторую приводимую в действие манжету.In one or more embodiments, the implementation of the seal may include a number of rings located coaxially with each other. The number of rings may include, for example, a first actuated collar, a second actuated collar, and a number of O-rings. The first and second actuated cuffs may be adjacent to each other. In an embodiment, the second actuated collar may be positioned between the first actuated collar and a number of O-rings. Between the first and second actuated cuffs may be a gasket and pass at least partially into the second actuated cuff.
В варианте осуществления первая и вторая приводимые в действие манжеты могут содержать разные типы приводящих в действие элементов. Например, первая приводимая в действие манжета может включать винтовую пружину, имеющую в целом О-образный профиль поперечного сечения, а вторая приводимая в действие манжета может включать консольную пружину, имеющую в целом U-образный профиль поперечного сечения.In an embodiment, the first and second actuated cuffs may comprise different types of actuating elements. For example, the first actuated collar may include a helical spring having a generally O-shaped cross-sectional profile, and the second actuated collar may include a cantilever spring having a generally U-shaped cross-sectional profile.
В определенных случаях первая и вторая приводимые в действие манжеты могут работать по-разному. Например, первая приводимая в действие манжета может работать от осевого давления, создаваемого внутри кольцевого пространства на первом аксиальном конце уплотнения. Давление может приводить к смещению первой приводимой в действие манжеты в радиальном направлении к металлическому изделию, создавая, таким образом, первичное условие эффективного уплотнения. Между тем, вторая приводимая в действие манжета может работать от механической нагрузки, создаваемой первой приводимой в действие манжетой (или прокладкой, расположенной между первой и второй приводимыми в действие манжетами). Это означает, что первая приводимая в действие манжета (или прокладка, расположенная между первой и второй приводимыми в действие манжетами) может создавать механическую нагрузку на вторую приводимую в действие манжету с созданием вторичного условия эффективного уплотнения.In certain instances, the first and second actuated cuffs may operate differently. For example, the first actuated collar may be powered by an axial pressure generated within the annulus at the first axial end of the seal. The pressure may cause the first actuable collar to be displaced in a radial direction towards the metal article, thus creating a primary condition for effective sealing. Meanwhile, the second actuated cuff may be powered by a mechanical load generated by the first actuated cuff (or a spacer located between the first and second actuated cuffs). This means that the first actuated collar (or the gasket located between the first and second actuated collars) can mechanically load the second actuated collar to create a secondary condition for effective sealing.
На Фиг. 1 и 2 приведен вид в поперечном разрезе уплотнения 100 в соответствии с вариантом осуществления. Уплотнение 100 содержит первую приводимую в действие манжету 102 и вторую приводимую в действие манжету 104. В варианте осуществления первая приводимая в действие манжета 102 может определять первый аксиальный конец 106 уплотнения 100. Первый аксиальный конец 106 уплотнения 100 может быть выполнен с возможностью применения в области металлического изделия с относительно высоким давлением (не проиллюстрировано). Получаемая в результате нагрузка от области с высоким давлением может смещать первую приводимую в действие манжету 102 в направлении стороны металлического изделия с относительно низким давлением.On FIG. 1 and 2 are cross-sectional views of a
Первая приводимая в действие манжета 102 может иметь корпус 108, определяющий объем 110, по меньшей мере частично содержащий первый приводящий в действие элемент 112.The first
В варианте осуществления корпус 108 может содержать полимерный материал. Типовые полимеры включают тетрафторэтилен (ТФЭ), такой как политетрафторэтилен (ПТФЭ), поливинилиденфторид (ПВДФ), перфторалкокси (ПФА), полихлортрифторэтилен (ПХТФЭ), полиэтилентетрафторэтилен (ЭТФЭ), винилиденфторид (THV), полиэтиленхлортрифторэтилен (ЭХТФЭ), полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) или любую их комбинацию. Подразумевается, что объем раскрытия не ограничен типовыми полимерами, перечисленными выше. В конкретном варианте изобретения корпус 108 содержит ПТФЭ, такой как, например, FLUOROLOY® А02 (доступный от Saint-Gobain Performance Plastics). FLUOROLOY® A02 демонстрирует прочность на растяжение, измеренную в соответствии с ASTM D4894, 36,5 МПа, удлинение, измеренное в соответствии с ASTM D4894, 500%, модуль упругости при сжатии, измеренный в соответствии с ASTM D695, 572 МПа, деформацию под нагрузкой, измеренную в соответствии с ASTM D621 и протестированную при 2000 фунт/кв. дюйм в течение 24 часов, 4,6%, твердость по Шору D, измеренную в соответствии с ASTM D2240, от 50 до 65, и коэффициент линейного теплового расширения, измеренный в соответствии с ASTM Е831 от 26°С до 200°С, 12,6 м/м/°С.In an embodiment,
В корпус 108 первой приводимой в действие манжеты 102 могут быть включены один или более наполнителей. Например, типовые наполнители включают стекловолокно, углеродные волокна, кремний, ПЭЭК, ароматический сложный полиэфир, углеродные частицы, бронзу, фторполимеры, термопластичные наполнители, оксид алюминия, полиамидимид (ПАИ), ФПС (фенилполисульфид), полифениленсульфон (PPSO2), ЖКП (жидкокристаллические полимеры), ароматические сложные полиэфиры, дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама, графит, графен, расширенный графит, нитрид бора, тальк, фторид кальция или любую их комбинацию. Кроме того, наполнитель может включать оксид алюминия, диоксид кремния, диоксид титана, фторид кальция, нитрид бора, слюду, волластонит, карбид кремния, нитрид кремния, диоксид циркония, углеродную сажу, пигменты или любую их комбинацию.One or more fillers may be included in the
В варианте осуществления первый приводящий в действие элемент 112 может полностью находиться в пределах объема 110 корпуса 108 так, что первый аксиальный конец 106 уплотнения 100 определяется одной или более частями корпуса 108. В более конкретном варианте осуществления по меньшей мере часть первого приводящего в действие элемента 112 может быть видима от первого конца 106 уплотнения 100. В определенных случаях по меньшей мере 10% первого приводящего в действие элемента 112 может находиться в объеме 110, по меньшей мере 25% первого приводящего в действие элемента 112 может находиться в объеме 110, по меньшей мере 50% первого приводящего в действие элемента 112 может находиться в объеме 110 или по меньшей мере 75% первого приводящего в действие элемента 112 может находиться в объеме. В более конкретном варианте осуществления весь первый приводящий в действие элемент 112 может находиться в объеме 110.In an embodiment, the
Первый приводящий в действие элемент 112 может включать деформируемый приводящий в действие элемент, такой как пружина, выполненная с возможностью смещения корпуса 108 первой приводимой в действие манжеты 102 к металлическому изделию. В варианте осуществления первый приводящий в действие элемент 112 может включать двойную винтовую пружину, одинарную винтовую пружину, пружину с переменным шагом витка, консольную пружину или некоторое количество консольных пружин. В конкретном варианте осуществления первый приводящий в действие элемент 112 может иметь в целом О-образный профиль поперечного сечения. В варианте осуществления первый приводящий в действие элемент 112 может быть выполнен из металла, сплава или другого упругого материала. Типовые сплавы могут включать кобальт и никель. В определенных случаях первый приводящий в действие элемент 112 может быть подвергнут термообработке для повышения механических свойств.The
Вторая приводимая в действие манжета 104 может иметь корпус 114, определяющий объем 116, по меньшей мере частично содержащий второй приводящий в действие элемент 118. В варианте осуществления корпус 114 может содержать полимерный материал. Типовые полимеры включают тетрафторэтилен (ТФЭ), такой как политетрафторэтилен (ПТФЭ), поливинилиденфторид (ПВДФ), перфторалкокси (ПФА), полихлортрифторэтилен (ПХТФЭ), полиэтилентетрафторэтилен (ЭТФЭ), винилиденфторид (THV), полиэтиленхлортрифторэтилен (ЭХТФЭ), полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) или любую их комбинацию. Подразумевается, что объем раскрытия не ограничен типовыми полимерами, перечисленными выше. В конкретном варианте осуществления корпус 114 содержит ПТФЭ, такой как, например, FLUOROLOY® А02 (доступный от Saint-Gobain Performance Plastics).The
В корпус 114 второй приводимой в действие манжеты 104 могут быть включены один или более наполнителей. Например, типовые наполнители включают стекловолокно, углеродные волокна, кремний, ПЭЭК, ароматический сложный полиэфир, углеродные частицы, бронзу, фторполимеры, термопластичные наполнители, оксид алюминия, полиамидимид (ПАИ), ФПС (фенилполисульфид), полифениленсульфон (PPSO2), ЖКП (жидкокристаллические полимеры), ароматические сложные полиэфиры, дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама, графит, графен, расширенный графит, нитрид бора, тальк, фторид кальция или любую их комбинацию. Кроме того, наполнитель может включать оксид алюминия, диоксид кремния, диоксид титана, фторид кальция, нитрид бора, слюду, волластонит, карбид кремния, нитрид кремния, диоксид циркония, углеродную сажу, пигменты или любую их комбинацию.One or more fillers may be included in the
В варианте осуществления второй приводящий в действие элемент 118 может полностью находиться в пределах объема 116 корпуса 114. В определенных случаях по меньшей мере 10% второго приводящего в действие элемента 118 может находиться в объеме 116, по меньшей мере 25% второго приводящего в действие элемента 118 может находиться в объеме 116, по меньшей мере 50% второго приводящего в действие элемента 118 может находиться в объеме 116 или по меньшей мере 75% второго приводящего в действие элемента 118 может находиться в объеме 116. В более конкретном варианте осуществления весь первый приводящий в действие элемент 112 может полностью находиться в объеме 110.In an embodiment, the
В конкретном варианте осуществления корпус 114 может содержать один или более удерживающих элементов 120, выполненных с возможностью предотвращения вытеснения второго приводящего в действие элемента 118 из объема 116. Удерживающий элемент 120 может содержать, например, канавку или структуру, идущую в объем 116, для предотвращения аксиального перемещения второго приводящего в действие элемента 118 из объема 116. Типовой вариант осуществления, проиллюстрированный на Фиг. 2, включает удерживающий элемент 120 на внешней поверхности 122 объема 116. При этом в других вариантах осуществления удерживающий элемент 120 может быть расположен на внутренней поверхности 124 объема 116 или корпус 114 может содержать некоторое количество удерживающих элементов (например, один удерживающий элемент на внутренней поверхности 124 и один удерживающий элемент на внешней поверхности 122).In a particular embodiment,
Второй приводящий в действие элемент 118 может включать деформируемый приводящий в действие элемент, такой как пружина, выполненная с возможностью смещения корпуса 114 второй приводимой в действие манжеты 104 к металлическому изделию. Второй приводящий в действие элемент 118 может включать двойную винтовую пружину, одинарную винтовую пружину, пружину с переменным шагом витка, консольную пружину или некоторое количество консольных пружин. В варианте осуществления первый и второй приводящие в действие элементы 112 и 118 могут включать разные типы приводящих в действие элементов по сравнению друг с другом. Например, первый приводящий в действие элемент 112 может включать двойную винтовую пружину, а второй приводящий в действие элемент 118 может включать консольную пружину. Консольная пружина может иметь в целом «U»-образный профиль поперечного сечения. В другом варианте осуществления первый и второй приводящие в действие элементы 112 и 118 могут включать один и тот же тип приводящих в действие элементов по сравнению друг с другом. Второй приводящий в действие элемент 118 может быть выполнен из металла, сплава или другого упругого материала. Типовые сплавы могут включать кобальт и никель.The
Корпус 114 второй приводимой в действие манжеты 104 может определять радиальную внутреннюю поверхность 126 и радиальную внешнюю поверхность 128. По меньшей мере одна из радиальных внутренней и внешней поверхностей 126 и 128 может содержать один или более уплотняющих элементов 130, выполненных с возможностью обеспечения характеристик усиленного жидкостного уплотнения. В варианте осуществления один или более уплотняющих элементов 130 могут включать по меньшей мере один уплотняющий элемент, по меньшей мере два уплотняющих элемента, по меньшей мере три уплотняющих элемента, по меньшей мере четыре уплотняющих элемента или по меньшей мере пять уплотняющих элементов. Уплотняющие элементы 130 могут включать гребни, выступы, впадины, скобы, кромки, зубцы, другие радиально выступающие элементы поверхности или любую их комбинацию. В варианте осуществления уплотняющие элементы 130 могут идти вокруг по меньшей мере части окружности корпуса 114. В конкретном варианте осуществления по меньшей мере один из уплотняющих элементов 130 может непрерывно идти вокруг всей окружности корпуса. Это означает, что по меньшей мере один уплотняющий элемент 130 может иметь непрерывный и имеющий одинаковую форму профиль вокруг всей окружности корпуса 114. Например, в проиллюстрированном варианте осуществления (Фиг. 1) уплотняющие элементы 130 идут вокруг всей окружности корпуса 114 второй приводимой в действие манжеты 104.
В проиллюстрированном варианте осуществления уплотняющий элемент 130 включает первый уплотняющий элемент 130А и второй уплотняющий элемент 130В, расположенные на радиальной внешней поверхности 128 корпуса 114. В неустановленном состоянии, проиллюстрированном на Фиг. 2 (т.е. до установки уплотнения 100 в металлическом изделии), первый и второй уплотняющие элементы 130А и 130В могут иметь разную высоту по сравнению друг с другом, измеренную от радиальной внешней поверхности 128 корпуса. Например, в проиллюстрированном варианте осуществления первый уплотняющий элемент 130А выше второго уплотняющего элемента 130В. Как пример, первый уплотняющий элемент 130А может быть по меньшей мере в 1,01 раза выше, чем второй уплотняющий элемент 130В, по меньшей мере в 1,05 раза выше, чем второй уплотняющий элемент 130В, по меньшей мере в 1,1 раза выше, чем второй уплотняющий элемент 130В, или по меньшей мере в 1,5 раза выше, чем второй уплотняющий элемент 130В.In the illustrated embodiment, the sealing
Во время установки корпус 114 второй приводимой в действие манжеты 104 может деформироваться, чтобы плотно размещаться внутри кольца металлического изделия. Конкретнее, аксиальные удлинения 132А и 132В корпуса 114 могут деформироваться в направлении друг к другу от узлового элемента 134 корпуса 114 в целом консольным образом. Такая деформация может менять относительную эффективную разницу в высоте первого и второго уплотняющих элементов 130А и 130В. Это означает, что наблюдаемые высоты (т.е. расстояние от центральной оси А) первого и второго уплотняющих элементов 130А и 130В могут быть более сходными в установленном состоянии по сравнению с неустановленным состоянием. В конкретном варианте осуществления наблюдаемые высоты первого и второго уплотняющих элементов 130А и 130В, измеренные в установленном состоянии, могут быть приблизительно одинаковыми при измерении от центральной оси А. В варианте осуществления уплотняющая нагрузка, прикладываемая между первым уплотняющим элементом 130А и металлическим изделием, может быть приблизительно равна уплотняющей нагрузке, прикладываемой между вторым уплотняющим элементом 130В и металлическим изделием. В другом варианте осуществления уплотняющая нагрузка между металлическим изделием и первым уплотняющим элементом 130А может отличаться от уплотняющей нагрузки между металлическим изделием и вторым уплотняющим элементом 130В. Например, уплотняющая нагрузка между первым уплотняющим элементом 130А и металлическим изделием может быть больше, чем уплотняющая нагрузка между вторым уплотняющим элементом 130В и металлическим изделием. Некоторое количество уплотняющих элементов 130 могут обеспечивать резервные уплотняющие характеристики. Карман, образуемый между уплотняющими элементами 130А и 130В может улавливать утекшую жидкость и предотвращать ее истечение со стороны металлического изделия с относительно низким давлением. В варианте осуществления радиальные внутренняя и внешняя поверхности корпуса 114 могут определять разное число кольцевых гребней 130 по сравнению друг с другом. В качестве неограничивающего примера радиальная внутренняя поверхность может иметь один или три кольцевых гребня 130, а радиальная внешняя поверхность может иметь два или четыре кольцевых гребня 130. Следует отметить, что корпус 114 может содержать разное число кольцевых гребней 130, расположенных на радиальных внутренней и внешней поверхностях.During installation, the
Как проиллюстрировано, первая и вторая приводимые в действие манжеты 102 и 104 могут быть расположены смежно или практически смежно друг к другу. Первое приводимое в действие уплотнение 102 может образовывать первичную уплотняющую поверхность, выполненную с возможностью выдерживать относительно высокое давление в металлическом изделии. Давление от содержащейся жидкости может приводить к радиальному смещению корпуса 108 первой приводимой в действие манжеты 102 в металлическое изделие. Вторая приводимая в действие манжета 104 может механически смещаться первой приводимой в действие манжетой 102 или прокладкой 136, расположенной между первой и второй приводимыми в действие манжетами 102 и 104.As illustrated, the first and second actuated
В варианте осуществления прокладка 136 может быть расположена между первой и второй приводимыми в действие манжетами 102 и 104. Прокладка 136 может переносить аксиальную нагрузку от первой приводимой в действие манжеты 102 на вторую приводимую в действие манжету 104. В варианте осуществления прокладка 136 может содержать основание 138 и опорную часть 140. Опорная часть 140 может идти от основания 138 в направлении второй приводимой в действие манжеты 104. В более конкретном варианте осуществления опорная часть 140 может определять высоту Hs, если смотреть в поперечном сечении и измерять параллельно центральной оси А уплотнения 100, в целом перпендикулярную толщине Тв основания 138.In an embodiment, a
В варианте осуществления Hs может составлять не менее 0,5 Тв. В более конкретном варианте осуществления Hs может составлять не менее 0,75 Тв, не менее 1 Тв, не менее 1,1 Тв или не менее 1,25 Тв. В другом варианте осуществления Hs может составлять не более 10 Тв, не более 5 Тв или не более 2 Тв. В конкретном варианте осуществления и как более подробно описано ниже, высота опорной части Hs может быть подобрана под размер объема 116 второй приводимой в действие манжеты 104.In an embodiment, H s may be at least 0.5 T in . In a more specific embodiment, H s may be at least 0.75 T in , not less than 1 T in , not less than 1.1 T in or not less than 1.25 T in . In another embodiment, H s may be no more than 10 T in , no more than 5 T in , or no more than 2 T in . In a specific embodiment, and as described in more detail below, the height of the support portion H s may be matched to the size of the
В варианте осуществления толщина Тв основания 138 может лежать в плоскости, ориентированной перпендикулярно центральной оси А уплотнения 100. Толщина Тв основания 138, измеренная между радиальными внутренней и внешней локациями, может быть меньше толщины кольца, выполненного с возможностью размещения в нем уплотнения 100. Таким образом, прокладка 136 может быть выполнена с возможностью расположения на расстоянии от металлического изделия в установленном состоянии.In an embodiment, the thickness T at the base 138 may lie in a plane oriented perpendicular to the central axis A of the
В варианте осуществления прокладка 136 может включать единое монолитное тело. Прокладка 136 может быть выполнена из упругого материала, такого как упругий полимер. В варианте осуществления прокладка 136 может содержать материал, имеющий большую прочность по сравнению с материалом первой и второй приводимых в действие манжет 102 и 104. В качестве неограничивающего примера прокладка 136 может содержать арамид, такой как ароматический полиамид, сложный ароматический полиэфир, ароматический полиэфир или ароматический полиуретан, поскольку эти материалы демонстрируют низкий коэффициент линейного теплового расширения и низкое значение относительного удлинения при разрыве. Другие типовые полимеры включают: полиимиды (такие как, например, полиимид марки KAPTON, доступный от E.I duPont deNemours and Co., Wilmington, Delaware), поли-п-фенилен (ППП, доступный от Maxdem, Inc., San Dimas, California), поли(этиленнафталин-2,6-дикарбоксилат, PEN), поли(этиленнафталин-со-2,6-бибензоат, PENBB), полиэтилентерефталат (ПЭТ), поликарбонат (ПК), сополимеры циклоолефина (СОС, такие как, например, TOPAS®, доступный от Hoechst Technical Polymers), полифениленсульфид (ППС), ПЭС (полиэфирсульфон), полиарилэфиркетон (ПАЭК), полисульфоны, полиакрилаты (например, перекрестно-сшитый полиметилметакрилат, ПММА) и т.п., и их смеси. В конкретном варианте осуществления прокладка 136 может содержать Meldin. Следует понимать, что этот перечень не является исчерпывающим и что в композиции прокладки 136 также можно использовать другие материалы.In an embodiment,
В не проиллюстрированном варианте осуществления прокладка 136 может быть единым целым с первой приводимой в действие манжетой 102. Это означает, что прокладка 136 может быть единым целым или быть монолитной с корпусом 108 первой приводимой в действие манжеты 102. В определенных случаях прокладка 136 может быть определена как часть корпуса 108, которая действует главным образом для разделения первой и второй приводимых в действие манжет 102 и 104.In a non-illustrated embodiment,
Как показано на фиг. 2, прокладка 136 может определять поверхность 142 первого аксиального конца, выполненную с возможностью контакта с корпусом 108 первой приводимой в действие манжеты 102. В более конкретном варианте осуществления поверхность 142 первого аксиального конца прокладки 136 может быть выполнена с возможностью контакта с поверхностью узлового элемента 144 первой приводимой в действие манжеты 102. В проиллюстрированном варианте осуществления поверхность 142 первого аксиального конца прокладки 136 контактирует с узловым элементом 144 первой приводимой в действие манжеты 102 вдоль планарной поверхности 146 контакта. В варианте осуществления поверхность 146 может лежать в плоскости в целом перпендикулярной центральной оси А уплотнения 100. Как проиллюстрировано, поверхность 146 может идти вдоль всей толщины прокладки 136. Использование планарной поверхности 146 между первой приводимой в действие манжетой 102 и прокладкой 136 может улучшить уплотняющие характеристики уплотнения 100 по сравнению с непланарными поверхностями, такими как дугообразные поверхности, мультипланарные поверхности или и то, и другое. В определенных вариантах осуществления поверхность 146 может быть приблизительно одинаковой по форме, размеру или и тому, и другому, если измерять вдоль окружности уплотнения 100. В не проиллюстрированном варианте осуществления поверхность 146 между первой приводимой в действие манжетой 102 и прокладкой 136 может не быть планарной.As shown in FIG. 2, the
На Фиг. 3 приведен увеличенный вид прокладки 136 и второй приводимой в действие манжеты 104 уплотнения 100 в соответствии с вариантом осуществления. Как проиллюстрировано, опорная часть 140 прокладки 136 может определять сужающийся профиль, идущий в объем 116 второй приводимой в действие манжеты 104. В варианте осуществления опорная часть 140 может контактировать со вторым приводящим в действие элементом 118 в установленном состоянии. В более конкретном варианте осуществления край 152 опорной части 140 может контактировать со вторым приводящим в действие элементом 118 в установленном состоянии. В более конкретном варианте осуществления боковые поверхности 154 опорной части 140 могут находиться на расстоянии от второго приводящего в действие элемента 118, по меньшей мере когда уплотнение 100 находится в неустановленном состоянии (т.е. до отклонения, вызываемого монтажным усилием со стороны металлического изделия).On FIG. 3 is an enlarged view of the
В конкретном варианте осуществления опорная часть 140 может определять первую толщину Ts1, измеряемую в первом аксиальном положении 148 вдоль опорной части 140, и вторую толщину Ts2, измеряемую во втором аксиальном положении 150 вдоль опорной части 140, причем Ts1 не равна Ts2. Например, Ts1 может быть меньше Ts2. В качестве примера Ts1 может составлять не более 0,99 Ts2, не более 0,98 Ts2, не более 0,97 Ts2, не более 0,96 Ts2, не более 0,95 Ts2, не более 0,9 Ts2, не более 0,75 Ts2 или не более 0,5 Ts2. В другом варианте осуществления Ts1 может составлять не менее 0,01 Ts2, не менее 0,1 Ts2 или не менее 0,25 Ts2. В варианте осуществления первое аксиальное положение 148 может находиться ближе к первому аксиальному концу 106 уплотнения 100, чем второе аксиальное положение 150.In a specific embodiment, bearing
В варианте осуществления опорная часть 140 может иметь в целом линейное сужение. Это означает, что по меньшей мере часть по меньшей мере одной боковой поверхности 154 опорной части 140, если смотреть в поперечном сечении, может лежать вдоль прямой линии L. В другом варианте осуществления опорная часть 140 может определять дугообразный профиль поперечного сечения, многоугольный профиль поперечного сечения или оба из них. В определенных случаях край 152 опорной части 140 может определять радиус кривизны, меньший чем радиус кривизны второго приводящего в действие элемента 118. В варианте осуществления опорная часть 140 может идти от основания 138 по изогнутой или закругленной поверхности раздела, чтобы снизить растрескивание и проблемы на поверхности раздела между ними.In an embodiment, the
В варианте осуществления аксиальные удлинения 132А и 132В корпуса 114 могут деформироваться в направлении друг к другу при установке уплотнения 100 в металлическом изделии. Например, первое и второе аксиальные удлинения 132А и 132В могут определять первый угол, измеряемый относительно центральной оси А уплотнения 100 в неустановленном состоянии, а второй угол, измеряемый в установленном состоянии, которые отличаются друг от друга. В варианте осуществления первый угол может быть меньше второго угла. В варианте осуществления второй угол может быть ближе к боковому углу α боковой поверхности 154 опорной части 140, чем первый угол. В варианте осуществления боковой угол α боковой поверхности 154 может составлять по меньшей мере 1°, по меньшей мере 2°, по меньшей мере 3°, по меньшей мере 4°, по меньшей мере 5°, по меньшей мере 10°, по меньшей мере 15° или по меньшей мере 20°. Отклонение аксиальных удлинений 132А и 132В, наблюдаемое при установке, может составлять по меньшей мере 1°, по меньшей мере 2°, по меньшей мере 3°, по меньшей мере 4°, по меньшей мере 5°, по меньшей мере 10°, по меньшей мере 15° или по меньшей мере 20°. Это означает, что отклонение может приводить к смещению аксиальных удлинений 132А и 132В в направлении опорной части 140. В конкретном варианте осуществления отклонение аксиальных удлинений 132А и 132В составляет не более значения бокового угла а боковой поверхности 154 опорной части 140. При максимальном отклонение, которое может не быть необходимым для характеристики эффективного уплотнения, по меньшей мере одно из первого и второго аксиальных удлинений 132А и 132В (или по меньшей мере часть второго приводящего в действие элемента 118, связанного с ними) может контактировать с опорной частью 140. В связи с этим опорная часть 140 может определять максимальную способность к отклонению аксиальных удлинений 132А и 132В.In an embodiment,
В конкретном варианте осуществления второй приводящий в действие элемент 118, одно или оба аксиальных удлинения 132А и 132В или их комбинация могут контактировать с боковой поверхностью 154 опорной части 140, когда уплотнение 100 полностью установлено в металлическом изделии. Это означает, например, что внутренние поверхности 122 или 124 объема 116 могут контактировать с боковой поверхностью 154 опорной части 140. Второй приводящий в действие элемент 118 может противостоять деформации аксиальных удлинений 132А и 132В, создавая нагрузочное усилие второй приводимой в действие манжеты 104 относительно металлического изделия.In a particular embodiment, the
Следует отметить, что вторая приводимая в действие манжета 104, проиллюстрированная на Фиг. 2, содержит закругленные уплотняющие элементы 130, тогда как вторая приводимая в действие манжета 104 на Фиг. 3 содержит незакругленные уплотняющие элементы 130. В уплотнении 100 можно использовать вторую приводимую в действие манжету 104, содержащую закругленные уплотняющие элементы 130, незакругленные уплотняющие элементы 130, или и то, и другое. Высоту уплотняющих элементов 130 в неустановленном состоянии, проиллюстрированных на Фиг. 3, можно измерить по относительной высоте от центральной оси А уплотнения 100 вместо высоты от радиальной внешней поверхности 128 (Фиг. 2). В связи с этим, уплотняющий элемент 130А на Фиг. 3 выше уплотняющего элемента 130В.It should be noted that the
Как проиллюстрировано на Фиг. 2, уплотнение 100 может дополнительно содержать некоторое количество уплотнительных колец 156. В варианте осуществления уплотнительные кольца 156 могут определять упаковку шевронного типа. Уплотнительные кольца 156 могут быть расположены на стороне уплотнения 100 с относительно низким давлением. В варианте осуществления некоторое количество уплотнительных колец 156 могут определять первый аксиальный конец 158 уплотнения 100. Некоторое количество уплотнительных колец 156 могут включать, например, первое аксиальное концевое уплотнительное кольцо 160 и второе аксиальное концевое уплотнительное кольцо 162, расположенные на аксиальных концах некоторого количества уплотнительных колец 156. В варианте осуществления концевое уплотнительное кольцо 162 может определять второй аксиальный конец 158 уплотнения 100. В варианте осуществления аксиальный конец второго аксиального уплотнительного кольца 162 может быть планарным. Это означает, например, что аксиальный конец второго аксиального уплотнительного кольца 162 может быть ориентирован нормально относительно центральной оси А уплотнения 100. В определенных случаях аксиальный конец второго аксиального уплотнительного кольца 162 может быть выполнен с возможностью зацепления со стопорным элементом кольцевого пространства металлического изделия. Стопорный элемент может предотвращать вытеснение уплотнения 100 из металлического изделия через сторону с низким давлением. В варианте осуществления стопорный элемент может представлять собой выступ, идущий в кольцевое пространство металлического изделия. В другом варианте осуществления стопорный элемент может включать концевую поверхность кольцевого пространства.As illustrated in FIG. 2, seal 100 may further comprise a number of o-rings 156. In an embodiment, o-
Между первым и вторым аксиальными концевыми уплотнительными кольцами 160 и 162 могут быть расположены одно или более промежуточных уплотнительных колец 164. В некоторых случаях одно или более промежуточных уплотнительных колец 164 могут включать по меньшей мере одно уплотнительное кольцо, по меньшей мере два уплотнительных кольца, по меньшей мере три уплотнительных кольца, по меньшей мере четыре уплотнительных кольца или по меньшей мере пять уплотнительных колец. В варианте осуществления промежуточные уплотнительные кольца 164 могут включать первое(ые) уплотнительное(ые) кольцо(а) 166 и второе(ые) уплотнительное(ые) кольцо(а) 168. В конкретном варианте осуществления первое и второе уплотнительные кольца 166 и 168 могут чередоваться. Первое и второе уплотнительные кольца 166 и 168 могут иметь одинаковые или разные свойства (например, размер, композицию материала, форму) по сравнению друг с другом. Например, в варианте осуществления первые уплотнительные кольца 166 могут содержать первый материал, а вторые уплотнительные кольца 168 могут содержать второй материал, отличный от первого материала. В качестве неограничивающего примера первые уплотнительные кольца 166 могут иметь меньший коэффициент трения и быть выполнены с возможностью более легкого смещения после приложения нагрузочного усилия, тогда как вторые уплотнительные кольца 168 могут быть более жесткими и выполненными с возможностью удержания смещающихся первых уплотнительных колец 166 во время нагрузки.Between the first and second axial end seal rings 160 and 162, one or more intermediate seal rings 164 may be located. In some cases, one or more intermediate seal rings 164 may include at least one seal ring, at least two seal rings, at least at least three O-rings, at least four O-rings, or at least five O-rings. In an embodiment, intermediate o-
В варианте осуществления первое и второе аксиальные концевые уплотнительные кольца 160 и 162 могут содержать первую композицию материала, а промежуточные уплотнительные кольца 164 могут содержать вторую композицию материала, отличную от первой композиции материала. В качестве примера первая композиция материала может содержать более упругий материал, а вторая композиция материала может иметь меньший коэффициент трения.In an embodiment, the first and second axial end seal rings 160 and 162 may comprise a first material composition, and the intermediate seal rings 164 may comprise a second material composition different from the first material composition. By way of example, the first material composition may comprise a more resilient material and the second material composition may have a lower coefficient of friction.
В варианте осуществления первое аксиальное концевое уплотнительное кольцо 160 может определять первую аксиальную концевую поверхность 170, выполненную с возможностью контакта с корпусом 114 второй приводимой в действие манжеты 104. В более конкретном варианте осуществления первая аксиальная концевая поверхность 170 первого аксиального концевого уплотнительного кольца 160 может быть выполнена с возможностью контакта с поверхностью узлового элемента 172 второй приводимой в действие манжеты 104. В проиллюстрированном варианте осуществления первая аксиальная концевая поверхность 170 первого аксиального концевого уплотнительного кольца 160 контактирует с узловым элементом 172 второй приводимой в действие манжеты 104 вдоль планарной поверхности 174 контакта. В варианте осуществления поверхность 174 может лежать в плоскости в целом перпендикулярной центральной оси А уплотнения 100. Как проиллюстрировано, поверхность 174 может идти через всю толщину первого аксиального концевого уплотнительного кольца 160, узлового элемента 172 или их обоих. Использование планарной поверхности 174 между второй приводимой в действие манжетой 104 и первым аксиальным концевым уплотнительным кольцом 160 может улучшить уплотняющие характеристики уплотнения 100 по сравнению с непланарными поверхностями, такими как дугообразные поверхности, мультипланарные поверхности или и то, и другое. В определенных вариантах осуществления поверхность 174 может быть приблизительно одинаковой по форме, размеру или и тому, и другому, если измерять вдоль окружности уплотнения 100. В не проиллюстрированном варианте осуществления поверхность 174 может не быть планарной.In an embodiment, the first axial
В не проиллюстрированном варианте осуществления первое аксиальное концевое уплотнительное кольцо 160 может быть единым целым со второй приводимой в действие манжетой 104. Это означает, что первое аксиальное концевое уплотнительное кольцо 160 может быть единым целым или быть монолитным с корпусом 114 второй приводимой в действие манжетой 104. В определенных случаях первое аксиальное концевое уплотнительное кольцо 160 может быть определено как часть корпуса 114, которая действует главным образом для стыковки второй манжеты 104 с некоторым количеством уплотнительных колец 156.In a non-illustrated embodiment, the first axial
В определенных случаях элементы уплотнения 100 могут свободно перемещаться относительно друг друга. Это означает, что по меньшей мере два элемента из первой приводимой в действие манжеты 102, второй приводимой в действие манжеты 104, прокладки 136 и некоторого количества уплотнительных колец 156 могут быть выполнены с возможностью аксиального перемещения по отношению друг к другу. В варианте осуществления по меньшей мере два элемента из первой приводимой в действие манжеты 102, второй приводимой в действие манжеты 104, прокладки 136 и некоторого количества уплотнительных колец 156 могут быть установлены независимо (т.е. в разное время, например, последовательно) по отношению друг к другу. Элементы уплотнения 100 могут быть собраны перед вставкой в металлическое изделие, чтобы гарантировать правильную ориентацию во время установки.In certain cases, the elements of the
На Фиг. 4 приведен вид в поперечном разрезе уплотнения 400 в соответствии с другим вариантом осуществления. Первая приводимая в действие манжета 402 может быть сходной с первой приводимой в действие манжетой 102, описанной ранее. Прокладка 404 может быть расположена между первой приводимой в действие манжетой 402 и второй приводимой в действие манжетой 406.On FIG. 4 is a cross-sectional view of a
Вторая приводимая в действие манжета 406 может содержать первый уплотняющий элемент 408, определяющий углубление 410, сделанное в его аксиальной поверхности 412, и второй уплотняющий элемент 414, расположенный по меньшей мере частично в углублении 410. Второй уплотняющий элемент 414 может определять углубление 416, сделанное в его аксиальной поверхности 418. Приводящий в действие элемент 420 может быть расположен по меньшей мере частично в углублении 416 второго уплотняющего элемента 414.The second actuated
В варианте осуществления по меньшей мере 10% второго уплотняющего элемента 414 может быть расположено в объеме, определяемом углублением 410, по меньшей мере 25% второго уплотняющего элемента 414 может быть расположено в объеме, определяемом углублением 410, по меньшей мере 50% второго уплотняющего элемента 414 может быть расположено в объеме, определяемом углублением 410, или по меньшей мере 75% второго уплотняющего элемента 414 может быть расположено в объеме, определяемом углублением 410.In an embodiment, at least 10% of the
В варианте осуществления второй уплотняющий элемент 414 может контактировать с первым уплотняющим элементом 408 вдоль поверхности первого уплотняющего элемента 408, определяющей углубление 410. В более конкретном варианте осуществления первый и второй уплотняющие элементы 408 и 414 могут быть плотно подогнаны по отношению друг к другу. Это означает, например, что контуры парных поверхностей первого и второго уплотняющих элементов 408 и 414 могут быть выполнены с возможностью иметь одинаковую форму для близкого расположения двух деталей.In an embodiment, the
В варианте осуществления углубление 416 второго уплотняющего элемента 414 может иметь профиль, выполненный с возможностью удержания в нем приводящего в действие элемента 420. Например, толщина углубления 416 может быть меньше толщины приводящего в действие элемента 420 в месте начала углубления 416 или вблизи него.In an embodiment, the
В варианте осуществления первый и второй уплотняющие элементы 408 и 414 могут содержать дополняющие удерживающие элементы 422, выполненные с возможностью крепления первого и второго уплотняющих элементов 408 и 414 вместе. В качестве неограничивающего примера дополняющий удерживающий элемент 422 может включать канавку и бороздку, выполненные с возможностью защелкивающегося соединения вместе.In an embodiment, the first and
В варианте осуществления второй уплотняющий элемент 414 может содержать составную конструкцию. Например, второй уплотняющий элемент 414 может содержать радиальную внутреннюю часть 424 и радиальную внешнюю часть 426, отделенные друг от друга углублением 416. Дополняющий удерживающий элемент 422 может предотвращать относительное аксиальное смещение между радиальными внутренней и внешней частями 424 и 426.In an embodiment, the
В варианте осуществления второй уплотняющий элемент 414 может определять аксиальный конец 428, имеющий профиль, выполненный с возможностью совмещения с поверхностью 430 прокладки 404. Нагрузка, прикладываемая ко второму уплотняющему элементу 414 со стороны прокладки 404 может смещать второй уплотняющий элемент 414 наружу в направлении металлического изделия. Таким образом, второй уплотняющий элемент 414 может контактировать с металлическим изделием, смещать первый уплотняющий элемент 408 в металлическое изделие или и то, и другое, с обеспечением условия эффективного уплотнения.In an embodiment, the
В варианте осуществления прокладка 404 аксиально отделена от углубления 410 первого уплотняющего элемента 408. В другом варианте осуществления прокладка 404 отделена от по меньшей мере большей части углубления 416 второго уплотняющего элемента 414. Применение прокладки 404 без опорной части (например, ранее описанной опорной части 140) может подходить для применений, в которых приводящим в действие элементом 420 является пружина, имеющая профиль неконсольного типа. Применение опоры для прокладки в пружинах неконсольного типа может привести к повреждению пружины неконсольного типа в условиях высокой нагрузки.In an embodiment, the
Примеры.Examples.
Уплотнение установлено в узле между каналом, имеющим диаметр 46 мм, и валом, имеющим диаметр 34,91 мм. Уплотнение имеет центральное отверстие с диаметром 33,78 мм и внешний диаметр 47,02 мм. Уплотнение имеет дизайн, проиллюстрированный на Фиг. 1-3. В частности, уплотнение содержит первую приводимую в действие манжету 102, вторую приводимую в действие манжету 104, некоторое количество уплотнительных колец 156, включая два промежуточных уплотнительных кольца 164, и прокладку 136 между первой и второй приводимыми в действие манжетами 102 и 104.The seal is installed in the assembly between the channel having a diameter of 46 mm and the shaft having a diameter of 34.91 mm. The seal has a central hole with a diameter of 33.78 mm and an outer diameter of 47.02 mm. The seal has the design illustrated in FIG. 1-3. In particular, the seal includes a first actuated
Чтобы протестировать утечку при неконтролируемом выбросе, обеспечивают циклическую работу узла между комнатной температурой (приблизительно 22 С) до холодной температурой (-44 С) со скоростью, проиллюстрированной в Таблице 1 ниже. Гелий используют в качестве тестовой жидкости, а измерения проводят, используя вакуумный метод, описанный в приложении А в ISO 15848-1. Утечку измеряют на мм диаметра ствола.To test fugitive leakage, cycle the assembly between room temperature (approximately 22°C) to cold temperature (-44°C) at the rate illustrated in Table 1 below. Helium is used as the test fluid and measurements are made using the vacuum method described in Annex A of ISO 15848-1. Leakage is measured per mm of bore diameter.
На Фиг. 5 приведен график 500, отображающий утечку 502 в узле в зависимости от температурного цикла. Температурный профиль 504 скорректирован в соответствии с таблицей 1 выше. Уплотняющие характеристики АН указаны линией 506. Уплотняющие характеристики ВН указаны линией 508. Как проиллюстрировано, утечка 502 в узле соответствует критериям как класса АН, так и класса ВН. В частности, образец уплотнения демонстрировал измеренную скорость утечки при неконтролируемом выбросе (поток массы) менее 1×10-5 мг*с-1*м-1 по периметру ствола по данным измерения в соответствии с ISO 15848-1. Образец уплотнения может демонстрировать вышеуказанную скорость утечки или лучшие показатели в диапазоне классов стойкости CO1 (205 циклов), CO2 (1500 циклов) и СО3 (2500 циклов).On FIG. 5 is a
Чтобы протестировать утечку при неконтролируемом выбросе, обеспечивают циклическую работу узла между комнатной температурой (приблизительно 22 С) и повышенной температурой (160 С) со скоростью, проиллюстрированной в Таблице 2 ниже. Гелий используют в качестве тестовой жидкости. Утечку измеряют на мм диаметра ствола.To test fugitive leakage, cycle the assembly between room temperature (approximately 22°C) and elevated temperature (160°C) at the rate illustrated in Table 2 below. Helium is used as the test liquid. Leakage is measured per mm of bore diameter.
На Фиг. 6 приведен график 600, отображающий утечку 602 в узле в зависимости от температурного цикла. Температурный профиль 604 скорректирован в соответствии с таблицей 1 выше. Уплотняющие характеристики АН указаны линией 606. Уплотняющие характеристики ВН указаны линией 608. Как проиллюстрировано, утечка 602 в узле соответствует критериям как класса АН, так и класса ВН. В частности, образец уплотнения демонстрировал измеренную скорость утечки при неконтролируемом выбросе (поток массы) менее 1×10-5 мг*с-1*м-1 по периметру ствола по данным измерения в соответствии с ISO 15848-1. Образец уплотнения может демонстрировать вышеуказанную скорость утечки или лучшие показатели в диапазоне классов стойкости CO1, CO2 и СО3.On FIG. 6 is a
В варианте осуществления кольцевое уплотнение выполнено с возможностью иметь измеренную скорость утечки при неконтролируемом выбросе (объемный поток) менее 1,78×10-7 мбар*1*с-1*мм ствола по данным измерения в соответствии с ISO 15848-1. Измеряемую скорость утечки (объемный поток) можно определять на мм диаметра ствола через систему уплотнения ствола. В варианте осуществления кольцевое уплотнение выполнено с возможностью демонстрировать вышеуказанную скорость утечки или лучшие показатели в диапазоне классов стойкости CO1 (205 циклов), CO2 (1500 циклов) и СО3 (2500 циклов). Такие характеристики, как правило, можно обеспечить только используя сильфонные уплотнения.In an embodiment, the O-ring is configured to have a measured fugitive leak rate (volumetric flow) of less than 1.78 x 10 -7 mbar * 1 * s -1 *mm of barrel as measured in accordance with ISO 15848-1. The measurable leakage rate (volumetric flow) can be determined per mm of bore diameter through the bore seal system. In an embodiment, the O-ring is configured to exhibit the above leak rate or better performance across the range of CO1 (205 cycles), CO2 (1500 cycles) and CO3 (2500 cycles) resistance classes. Such characteristics can usually only be achieved using bellows seals.
В варианте осуществления уплотнение в соответствии с одним или более вариантами осуществления, описанными в данном документе, можно использовать в клапане, таком как контрольный клапан или отсечной клапан. Конкретнее, уплотнение может быть расположено между валом и стаканом клапана, уплотняя кольцевое пространство межу ними. В определенных случаях уплотнения в соответствии с одним или более вариантами осуществления, описанными в данном документе, можно использовать в нефтегазовой промышленности, например, на буровых установках или при переработке. Уплотнения в соответствии с вариантами осуществления, описанными в данном документе, могут работать при низком уровне неконтролируемых выбросов, соответствуя требования класса АН по определению ISO 15848-1.In an embodiment, a seal according to one or more of the embodiments described herein may be used in a valve, such as a check valve or shut-off valve. More specifically, the seal may be located between the shaft and the valve body, sealing the annulus therebetween. In certain cases, seals in accordance with one or more of the embodiments described herein may be used in the oil and gas industry, such as on drilling rigs or in processing. Seals according to the embodiments described in this document can operate at low fugitive emissions, meeting the Class AH requirements as defined by ISO 15848-1.
Вариант осуществления 1. Кольцевое уплотнение, содержащее:Embodiment 1. O-ring comprising:
первую приводимую в действие манжету, определяющую первый аксиальный конец кольцевого уплотнения;a first actuable collar defining a first axial end of the annular seal;
некоторое количество уплотнительных колец, определяющих второй аксиальный конец кольцевого уплотнения;a number of O-rings defining a second axial end of the O-ring;
вторую приводимую в действие манжету, расположенную между первой приводимой в действие манжетой и некоторым количеством уплотнительных колец; иa second actuated cuff located between the first actuated cuff and a number of sealing rings; and
прокладку, расположенную между первой и второй приводимыми в действие манжетами.a gasket located between the first and second actuated cuffs.
Вариант осуществления 2. Кольцевое уплотнение по варианту осуществления 1, в котором кольцевого уплотнение выполнено с возможностью установки в металлическом изделии между областью относительно высокого давления и областью относительно низкого давления так, чтобы первый аксиальный конец находился вблизи области относительно высокого давления.Embodiment 2. The annular seal of Embodiment 1, wherein the annular seal is mountable in a metal article between a relatively high pressure region and a relatively low pressure region such that the first axial end is in the vicinity of the relatively high pressure region.
Вариант осуществления 3. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором первая и вторая приводимые в действие манжеты содержат разные типы приводящих в действие элементов по сравнению друг с другом или в котором первая и вторая приводимые в действие манжеты содержат одинаковые типы приводящих в действие элементов по сравнению друг с другом.Embodiment 3. An O-ring according to any of the previous embodiments, wherein the first and second actuated seals comprise different types of actuating members compared to each other, or wherein the first and second actuated seals comprise the same types of actuating elements. elements compared to each other.
Вариант осуществления 4. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором первая приводимая в действие манжета содержит первый корпус, определяющий объем, по меньшей мере частично содержащий первый приводящий в действие элемент.Embodiment 4. An O-ring according to any of the previous embodiments, wherein the first actuable collar comprises a first volume defining housing at least partially containing the first actuating member.
Вариант осуществления 5. Кольцевое уплотнение по варианту осуществления 4, в котором первый приводящий в действие элемент включает двойную винтовую пружину, одинарную винтовую пружину, пружину с переменным шагом витка, консольную пружину или некоторое количество консольных пружин.Embodiment 5. The O-ring of Embodiment 4 wherein the first actuating element includes a double helical spring, a single helical spring, a variable pitch spring, a cantilever spring, or a number of cantilever springs.
Вариант осуществления 6. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором вторая приводимая в действие манжета содержит второй корпус, определяющий объем, содержащий второй приводящий в действие элемент.Embodiment 6. An O-ring according to any of the previous embodiments, wherein the second actuable collar comprises a second housing defining a volume containing the second actuating element.
Вариант осуществления 7. Кольцевое уплотнение по варианту осуществления 6, в котором второй приводящий в действие элемент включает двойную винтовую пружину, одинарную винтовую пружину, пружину с переменным шагом витка, консольную пружину или некоторое количество консольных пружин.Embodiment 7. The O-ring of Embodiment 6 wherein the second actuating element includes a double helical spring, a single helical spring, a variable pitch spring, a cantilever spring, or a number of cantilever springs.
Вариант осуществления 8. Кольцевое уплотнение по любому из вариантов осуществления 6 и 7, в котором первый и второй корпусы имеют разные формы поперечного сечения по сравнению друг с другом или в котором первый и второй корпусы имеют одинаковую форму поперечного сечения по сравнению друг с другом.
Вариант осуществления 9. Кольцевое уплотнение по любому из вариантов осуществления 6-8, в котором по меньшей мере одна из радиальной внутренней поверхности и радиальной внешней поверхности второго корпуса определяет кольцевой гребень.Embodiment 9. An O-ring according to any one of Embodiments 6-8, wherein at least one of the radial inner surface and the radial outer surface of the second body defines an annular ridge.
Вариант осуществления 10. Кольцевое уплотнение по варианту осуществления 9, в котором кольцевой гребень включает по меньшей мере два кольцевых гребня, идущих вдоль радиальных внутренней или внешней поверхностей второго корпуса.
Вариант осуществления 11. Кольцевое уплотнение по варианту осуществления 10, в котором по меньшей мере два кольцевых гребня имеют разную высоту, измеряемую от радиальных внутренней и внешней поверхностей.Embodiment 11. The O-ring of
Вариант осуществления 12. Кольцевое уплотнение по любому из вариантов осуществления 9-11, в котором радиальные внутренняя и внешняя поверхности определяют разное число кольцевых гребней.Embodiment 12. An O-ring according to any one of Embodiments 9-11, wherein the radial inner and outer surfaces define a different number of annular ridges.
Вариант осуществления 13. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором прокладка содержит основание.Embodiment 13. An O-ring according to any of the previous embodiments, wherein the gasket comprises a base.
Вариант осуществления 14. Кольцевое уплотнение по варианту осуществления 13, в котором прокладка дополнительно содержит опорную часть, если смотреть в поперечном сечении, и в котором по меньшей мере часть опорной части идет в объем второй приводимой в действие манжеты.Embodiment 14. The O-ring of Embodiment 13, wherein the gasket further comprises a support portion as viewed in cross section, and wherein at least a portion of the support portion extends into the volume of the second actuated collar.
Вариант осуществления 15. Кольцевое уплотнение по варианту осуществления 14, в котором опорная часть имеет сужающийся профиль, определяющий первую толщину в первом аксиальном положении и вторую толщину во втором аксиальном положении, причем первая толщина меньше второй толщины, а первый аксиальный конец кольцевого уплотнения ближе к первому аксиальному положению, чем второе аксиальное положение.Embodiment 15. The O-ring of Embodiment 14 wherein the bearing portion has a tapered profile defining a first thickness at a first axial position and a second thickness at a second axial position, wherein the first thickness is less than the second thickness and the first axial end of the O-ring is closer to the first axial position than the second axial position.
Вариант осуществления 16. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором первая приводимая в действие манжета и прокладка являются одним целым друг с другом.Embodiment 16. An O-ring according to any of the previous embodiments wherein the first actuable collar and gasket are integral with each other.
Вариант осуществления 17. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором первая приводимая в действие манжета и прокладка контактируют друг с другом вдоль планарной поверхности раздела, расположенной перпендикулярно к центральной оси кольцевого уплотнения.Embodiment 17. An O-ring according to any of the previous embodiments, wherein the first actuated collar and gasket contact each other along a planar interface perpendicular to the central axis of the O-ring.
Вариант осуществления 18. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором в установленном состоянии прокладка выполнена с возможностью контактировать только с первой и второй приводимыми в действие манжетами, причем в неустановленном состоянии прокладка выполнена с возможностью отделения от металлического изделия, в которое установлено кольцевое уплотнение, или оба варианта.Embodiment 18. An O-ring according to any of the previous embodiments wherein, in the installed state, the gasket is configured to contact only the first and second actuated collars, wherein, in an uninstalled state, the gasket is configured to be detachable from the metal article in which the O-ring is installed. seal, or both.
Вариант осуществления 19. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором вторая приводимая в действие манжета содержит аксиально идущее плечо, определяющее первый угол, измеряемый относительно центральной оси кольцевого уплотнения в неустановленном состоянии, и второй угол, измеряемый в установленном состоянии, причем прокладка содержит опорную часть, определяющую боковой угол, измеряемый относительно центральной оси кольцевого уплотнения, и при этом боковой угол опорной части ближе ко второму углу, чем первый угол.Embodiment 19. An O-ring according to any of the previous embodiments, wherein the second actuated collar comprises an axially extending shoulder defining a first angle measured with respect to the central axis of the O-ring in an uninstalled state and a second angle measured in an installed state, wherein the gasket contains a support part that defines a side angle measured relative to the central axis of the ring seal, and at the same time the side angle of the support part is closer to the second corner than the first angle.
Вариант осуществления 20. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором некоторое количество уплотнительных колец включают первое и второе аксиальные концевые уплотнительные кольца, расположенные на аксиальных концах некоторого количества уплотнительных колец, и одно или более промежуточных уплотнительных колец, расположенных между ними.
Вариант осуществления 21. Кольцевое уплотнение по варианту осуществления 20, в котором первое аксиальное концевое уплотнительное кольцо и вторая приводимая в действие манжета являются одним целым друг с другом.Embodiment 21. The O-ring of
Вариант осуществления 22. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором некоторое количество уплотнительных колец определяют упаковку шевронного типа.Embodiment 22. An O-ring as in any of the previous embodiments, wherein a number of O-rings define a chevron-type package.
Вариант осуществления 23. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором вторая приводимая в действие манжета контактирует с первым аксиальным концевым уплотнительным кольцом вдоль планарной поверхности раздела, расположенной перпендикулярно по отношению к центральной оси кольцевого уплотнения.Embodiment 23. An annular seal as in any of the preceding embodiments, wherein the second actuated collar contacts the first axial end seal ring along a planar interface perpendicular to the central axis of the annular seal.
Вариант осуществления 24. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором вторая приводимая в действие манжета содержит:Embodiment 24. An O-ring according to any of the previous embodiments, wherein the second actuable seal comprises:
первый уплотняющий элемент, определяющий углубление, сделанное в его аксиальной поверхности;a first sealing element defining a recess made in its axial surface;
второй уплотняющий элемент, расположенный по меньшей мере частично в углублении первого уплотняющего элемента, причем второй уплотняющий элемент определяет углубление, сделанное в его аксиальной поверхности; иa second sealing element located at least partially in the recess of the first sealing element, and the second sealing element defines a recess made in its axial surface; and
приводящий в действие элемент, по меньшей мере частично расположенный в углублении второго уплотняющего элемента.actuating element, at least partially located in the recess of the second sealing element.
Вариант осуществления 25. Кольцевое уплотнение по варианту осуществления 24, в котором второй уплотняющий элемент содержит радиальную внутреннюю часть и радиальную внешнюю часть, отделенные друг от друга углублением второго уплотняющего элемента.Embodiment 25. The O-ring of Embodiment 24 wherein the second sealing member comprises a radial inner portion and a radial outer portion separated from each other by a recess of the second sealing member.
Вариант осуществления 26. Кольцевое уплотнение по вариантам осуществления 24 и 25, в котором первый и второй уплотняющие элементы содержат дополняющие удерживающие элементы, выполненные с возможностью предотвращения относительного аксиального перемещения между первым и вторым уплотняющими элементами.Embodiment 26. The annular seal of embodiments 24 and 25 wherein the first and second sealing members comprise complementary retaining members configured to prevent relative axial movement between the first and second sealing members.
Вариант осуществления 27. Кольцевое уплотнение по любому из вариантов осуществления 24-26, в котором прокладка аксиально отделена от всего углубления первого уплотняющего элемента.Embodiment 27. An O-ring according to any one of embodiments 24-26 wherein the gasket is axially separated from the entire recess of the first sealing element.
Вариант осуществления 28. Кольцевое уплотнение по любому из вариантов осуществления 24-27, в котором второй уплотняющий элемент определяет аксиальный кольцевой профиль, выполненный с возможностью совмещения с поверхностью прокладки.Embodiment 28. An O-ring as in any of embodiments 24-27, wherein the second sealing element defines an axial annular profile configured to mate with the surface of the gasket.
Вариант осуществления 29. Кольцевое уплотнение по любому из вариантов осуществления 24-28, в котором приводящий в действие элемент второго уплотняющего элемента включает тот же тип приводящего в действие элемента, что и первая приводимая в действие манжета, или в котором приводящий в действие элемент второго уплотняющего элемента включает отличный тип приводящего в действие элемента по сравнению с первой приводимой в действие манжетой.Embodiment 29. The O-ring according to any one of Embodiments 24-28, wherein the actuating member of the second sealing member includes the same type of actuating member as the first actuating collar, or wherein the actuating member of the second sealing member element includes a different type of actuating element compared to the first actuated cuff.
Вариант осуществления 30. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, причем кольцевое уплотнение выполнено с возможностью применения при температурах в диапазоне от -200°С до 300 С, от -50 С до 200 С или от -46 С до 200 С.
Вариант осуществления 31. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, причем кольцевое уплотнение выполнено с возможностью иметь скорость утечки при неконтролируемом выбросе (поток массы) менее 1×10-5 мг*с-1*м-1 по периметру ствола через систему уплотнения ствола по данным измерения в соответствии с ISO 15848-1.Embodiment 31. An annular seal as in any of the previous embodiments, wherein the annulus is configured to have a fugitive leak rate (mass flow) of less than 1×10 -5 mg*s -1 *m -1 along the perimeter of the borehole through the seal system stem as measured in accordance with ISO 15848-1.
Вариант осуществления 32. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, причем кольцевое уплотнение выполнено с возможностью иметь скорость утечки при неконтролируемом выбросе (объемный поток) менее 1,78×10-7 мбар*1*с-1*мм ствола по данным измерения в соответствии с ISO 15848-1.Embodiment 32. An O-ring according to any of the previous embodiments, wherein the O-ring is configured to have a fugitive leak rate (volumetric flow) of less than 1.78×10 -7 mbar*1*s -1 *mm of bore as measured in accordance with ISO 15848-1.
Вариант осуществления 33. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, причем кольцевое уплотнение соответствует классу АН по данным измерения в соответствии с ISO 15848-1.Embodiment 33. An O-ring as in any of the previous embodiments, wherein the O-ring is Grade AH as measured in accordance with ISO 15848-1.
Вариант осуществления 34. Кольцевое уплотнение по варианту осуществления 33, причем кольцевое уплотнение соответствует классу АН CO1, кольцевое уплотнение соответствует классу АН CO2 или причем кольцевое уплотнение соответствует классу АН СО3 по данным измерения в соответствии с ISO 15848-1.Embodiment 34. The O-ring of Embodiment 33, wherein the O-ring is AH CO1, the O-ring is AH CO2, or the O-ring is AH CO3 measured according to ISO 15848-1.
Вариант осуществления 35. Кольцевое уплотнение по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором по меньшей мере один элемент из первой приводимой в действие манжеты, второй приводимой в действие манжеты или по меньшей мере одно из некоторого количества уплотнительных колец содержит тетрафторэтилен (ТФЭ), политетрафторэтилен (ПТФЭ), наполненный ПТФЭ, модифицированный ПТФЭ, первичный ПТФЭ, полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) или любую их комбинацию.Embodiment 35. An O-ring according to any of the previous embodiments, wherein at least one member of the first actuated seal, the second actuated seal, or at least one of a number of seal rings comprises tetrafluoroethylene (TFE), polytetrafluoroethylene ( PTFE), filled PTFE, modified PTFE, virgin PTFE, polyetheretherketone (PEEK), or any combination thereof.
Вариант осуществления 36. Кольцевое уплотнение по варианту осуществления 35, в котором по меньшей мере один элемент из первой приводимой в действие манжеты, второй приводимой в действие манжеты или по меньшей мере одно из некоторого количества уплотнительных колец содержит материал наполнителя.Embodiment 36. The O-ring of Embodiment 35 wherein at least one element of the first actuable seal, the second actuable seal, or at least one of a plurality of seal rings comprises a filler material.
Следует отметить, что не все действия, описанные выше в общем описании или примерах, необходимы, что часть конкретных действий может не требоваться, и что можно выполнять одно или более дополнительных действий в дополнение к описанным выше. Кроме того, порядок, в котором перечислены действия, не обязательно является порядком, в котором их выполняют.It should be noted that not all of the steps described above in the general description or examples are necessary, that some specific steps may not be required, and that one or more additional steps may be performed in addition to those described above. Also, the order in which the actions are listed is not necessarily the order in which they are performed.
Полезные свойства, другие преимущества и решения проблем были описаны выше по отношению к конкретным вариантам осуществления. При этом полезные свойства, преимущества, решения проблем и любые признаки, которые могут приводить к получению каких-либо полезных свойств, преимуществ или решений, не следует рассматривать как критически важные, необходимые или существенные признаки любого или всех пунктов формулы изобретения.Advantages, other advantages, and solutions to problems have been described above with respect to specific embodiments. However, benefits, benefits, solutions to problems, and any features that may lead to any benefits, benefits, or solutions should not be considered critical, necessary, or essential features of any or all claims.
Описание и иллюстрации вариантов осуществления, описанных в данном документе, предназначены для предоставления общего понимания структуры различных вариантов осуществления. Описание и иллюстрации не предназначены для того, чтобы служить в качестве полного и исчерпывающего описания всех элементов и признаков устройств и систем, в которых применяются описанные в данном документе структуры или способы. Отдельные варианты осуществления также могут быть предложены в комбинации в одном варианте осуществления, и наоборот, различные признаки, которые для краткости описаны в контексте одного варианта осуществления, также могут быть предложены отдельно или в любой подкомбинации. Кроме того, использование величин с указанием их числовых диапазонов охватывает каждое и любое значение в пределах указанного диапазона. Многие другие варианты осуществления могут стать очевидными для специалистов в данной области техники только после прочтения данного описания. Можно использовать другие варианты осуществления или получить их из данного описания так, чтобы выполнить структурные замены, логические замены или другие изменения, не отступая от объема изобретения. Вследствие этого описание должно рассматриваться как иллюстративное, а не как ограничительное.The description and illustrations of the embodiments described herein are intended to provide a general understanding of the structure of the various embodiments. The description and illustrations are not intended to serve as a complete and exhaustive description of all elements and features of devices and systems that use the structures or methods described herein. Individual embodiments may also be offered in combination in one embodiment, and conversely, various features that are described for brevity in the context of one embodiment may also be offered separately or in any subcombination. In addition, the use of quantities with their numerical ranges covers each and every value within the specified range. Many other embodiments may become apparent to those skilled in the art only after reading this description. Other embodiments may be used or derived from this specification so as to make structural substitutions, logical substitutions, or other changes without departing from the scope of the invention. Therefore, the description is to be considered illustrative and not restrictive.
Claims (22)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62/821,246 | 2019-03-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2783397C1 true RU2783397C1 (en) | 2022-11-14 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4576385A (en) * | 1984-12-12 | 1986-03-18 | Fmc Corporation | Fluid packing assembly with alternating diverse seal ring elements |
SU1272045A1 (en) * | 1984-05-16 | 1986-11-23 | Предприятие П/Я М-5356 | Sealing device |
US4706970A (en) * | 1984-11-14 | 1987-11-17 | Polydyne Industries, Inc. | Flexible ring seal with insert in circumferentially extending channel |
US20040129912A1 (en) * | 2002-12-24 | 2004-07-08 | Christophe Promper | Control valve, in particular plug valve with sealing system |
US20150226338A1 (en) * | 2011-12-21 | 2015-08-13 | Vetco Gray Inc. | Valve Vented Redundant Stem Seal System |
RU2590171C1 (en) * | 2015-07-14 | 2016-07-10 | Владимир Георгиевич Кирячёк | Packer |
US9759334B2 (en) * | 2012-12-31 | 2017-09-12 | Vetco Gray Inc. | Gate valve arrangement including multi-valve stem and seat assemblies |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1272045A1 (en) * | 1984-05-16 | 1986-11-23 | Предприятие П/Я М-5356 | Sealing device |
US4706970A (en) * | 1984-11-14 | 1987-11-17 | Polydyne Industries, Inc. | Flexible ring seal with insert in circumferentially extending channel |
US4576385A (en) * | 1984-12-12 | 1986-03-18 | Fmc Corporation | Fluid packing assembly with alternating diverse seal ring elements |
US20040129912A1 (en) * | 2002-12-24 | 2004-07-08 | Christophe Promper | Control valve, in particular plug valve with sealing system |
US20150226338A1 (en) * | 2011-12-21 | 2015-08-13 | Vetco Gray Inc. | Valve Vented Redundant Stem Seal System |
US9759334B2 (en) * | 2012-12-31 | 2017-09-12 | Vetco Gray Inc. | Gate valve arrangement including multi-valve stem and seat assemblies |
RU2590171C1 (en) * | 2015-07-14 | 2016-07-10 | Владимир Георгиевич Кирячёк | Packer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3312482B1 (en) | Seal assemblies for extreme temperatures and related methods | |
US10415719B2 (en) | Valve and choke stem packing assemblies | |
US20200300367A1 (en) | Seals | |
US20060022414A1 (en) | Rotary cartridge seals with composite retainer | |
US6164660A (en) | Rebuildable radial lip seal | |
US20160319936A1 (en) | Seals | |
TW202323707A (en) | Seal, assembly, and methods of using the same | |
US12000486B2 (en) | Seal and method of making and using the same | |
US10626994B2 (en) | Scraper ring | |
RU2783397C1 (en) | Seal | |
US20230126994A1 (en) | Seal with insert and methods of making and using the same | |
US20230109363A1 (en) | Seals and methods of making and using the same | |
US20230100083A1 (en) | Seals and methods of making and using the same | |
JP2011112202A (en) | Piston ring | |
US20240218930A1 (en) | Self energized seal and methods of making and using the same | |
WO2024145384A1 (en) | Self energized seal and methods of making and using the same | |
US20230358314A1 (en) | Seals and methods of making and using the same | |
KR20190006961A (en) | Butterfly valve disk unit | |
KR20240087845A (en) | Seals and methods of making and using them | |
WO2024137687A1 (en) | Seals and methods of making and using the same | |
CN115053092A (en) | Flexible low-temperature sealing body | |
US20150323076A1 (en) | Sealing ring |