SU1303779A1 - Уплотнительна манжета - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области объемного насосного машиностроени , может быть использовано в гидравлических поршневых машинах возвратно-поступательного движени , в частности в уплотнени х поршн  или штока буровых насосов, и позвол ет повысить долговечность манжеты. В уплотнении вьтолнены привулкани- зованные одновременно к уплотнению, к опоре и между собой промежуточные эластичные кольца повьшенной по сравнению с уплотнением твердостью, одна из ограничиванндих цилиндрических поверхностей которых совмещена с неподвижной ограничивающей поверхностью манжеты, причем радиальна  высота каждого предыдущего кольца составл ет 0,6-0,7 от радиальной высоты последующего кольца, а радиал - на  высота кольца, сопр женного с опорой, составл ет 0,8-0,9 от радиальной высоты передней части опоры, при этом твердость промежуточных колец и их толщины возрастают в направлении к опоре, а твердость последнего кольца, сопр женного с опорой , не более твердости опоры, подвижна  ограничивающа  поверхность опоры выполнена конической с уменьшением конца в сторону уплотнени  и кольцевое пространство между трущейс  поверхностью манжеты и конической поверхностью опоры заполнено эластичным материалом уплотнени . Такое вьтолнение уплотнительной манжеты обеспечивает повьшение долговечности путем снижени  радиальных деформаций в уплотнении за счет более эффективного гашени  в нем импульса давлени  и снижени  активности абразивных частиц на трущейс  поверхности опорной части манжеты. 1 з.п, ф-лы,, 1 ил. (О (Л 00 о со | со

Description

Изобретение относитс  к объемному насосному машиностроению и может быт использовано в гидравлических поршневых машинах возвратно-поступательного движени , в частности в уплотне ни х поршн  или штока буровых насосов .

Целью изобретени   вл етс  повышение долговечности уплотнительной манжеты путем более эффективного га- шени  импульса давлени , снижени  активности абразивной прослойки на трущейс  поверхности уплотнительной ман же ты.

На чертеже изображена уплотни- тельна  манжета поршн  с разрезом.

Уплотнительна  манжета, например, сборного поршн  бурового насоса включает в себ  эластичное резиновое кольцевое уплотнение 1 с уплотн - ющей губой 2 в передней ее части. Ограничивающа  цилиндрическа  труща с  поверхность 3 манжеты в установленном в насос поршне сопр жена с ответной деталью (с цилиндровой втулкой насоса), В опорной части манжеты размещена кольцева  опора .4 вьшолненна  из более твердого и менее эластичного, чем резиновое уп- лотнение 1, материала, например из многослойного резинотканевого пакета или из твердой резины с повьшен- ным содержанием серы в ее соста-

ве,

В опорной части уплотнени  1 на границе с опорой 4 размещены привулканизованные одновременно к уплотнению 1, опоре 4 и между собой промежуточные эластичные кольца 5,, 6 и 7 повьппенной по сравнению с уплотнением 1 твердостью. Повьшенна  твердость промежуточных колец 5 достигаетс  использованием, например, твердой резины с повышенным содержа- нием серы в составе исходной резиновой смеси, причем содержание серы в различных промежуточных кольцах 5, 6 и 7 по направлению от первого кольца 5 к опорному 7 возрастает, чем достигаетс  увеличение их твердости относительно друг друга. Применение промежуточных колец из резины повьшшнной твердости исключает использование клеев, так как кольца из резины с повьппенным содержанием серы хорошо привулканизовываютс  к основной резине уплотнени  1 и между собой, и прочность их св зи существенно возрастает (в 3-5 раз по сравнению с соединением через клей)

Промежуточные 5, 6 и 7 выпол нены по цилиндрической ограничивающей ,относительно неподвижной поверхности одинакового диаметра с аналогичной поверхностью 8 уплотнени  Г и опоры 4.

Ограничивающа  цилиндрическа , относительно подвижна  труща с  поверхность 3 манжеты на прот жении от уплотн ющей губы 2 до тыльной поверхности 9 опоры 4 выполнена из относительно м гкого эластичного материала уплотнени  1 ,, например из резины, при этом относительно подвижна  ограничивающа  поверхность опоры 4 выполнена конической и совпадает с относительно подвижной ограничивающей трущейс  поверхностью 3 манжеты только у тыльной поверхности 9 опоры 4, Диаметр конической поверхности 10 опоры 4 уменьшаетс  в направлении к передней части манжеты . Угол об между образующей, ле- жа1дей на трущейс  поверхности 3 манжеты , и образующей, лежащей на конической поверхности 10 опоры 4, составл ет 5-10 . Промежуточные кольца 5 S 6 и 7 имеют различную радиальную высоту (h) и осевую толщину (Ь). Радиальна  высота (h) колец 5, 6 и 7 возрастает в направлении к опор 4, при этом радиальна  высота каждого предыдущего кольца (например, кольца 5 по отношению к кольцу 6 ил кольца 6 по отношению к кольцу 7) со стороны первого кольца 5 составл ет 036-0,7 от радиальной высот последующего кольца (соответственно 6- или 7-го), а радиальна  высота последнего (опорного) кольца 7 составл ет 0,8-0,9 от радиальной высоты передней части опоры 4. I

Поршень с уплотнительной манжетой работает следующим образом.

При движении вперед (слева направо ) осуществл етс  такт нагнетани , при этом абразивосодержаща  рабоча  жидкость (глинистый буровой раствор , содержап ий абразивные частицы кварцевого песка твердостью 1100- 1200 кгс/мм и др.) вытесн етс  порншем под давлением (до 320 кгс/с и более) в нагнетательный трубопровод дл  промывки ствола бур щейс  скважины. Импульс давлени  от нагнетаемой поршнем рабочей среды передаетс  уплотнительной мантеже и

воспринимаетс  передней частью уплотнени  1 манжеты, при этом уплотнение 1 деформируетс  в радиальном направлении и уплотн ете неподвижное соединение манжеты - по поверхности 8 и подвижное соединение манжеты с зеркалом цилиндровой втулки по поверхности 3. В св зи с тем, что между уплотнением 1 и опорой 4, выполненной , из более твердого,чем резиновое уплотнение материала, размещены промежуточные кольца 5, 6 и 7 из более твердого и менее эластичного материала, чем у уплотнени  1, жесткость этих колец выше и радиальна  деформаци  меньше, при этом имп ульс давлени  в манжете на участке расположени  колец гаситс  более эффективно, в результате чего радиальна  деформаци  уплотнени  1 на границе с опорой 4 значительно снижаетс . Это снижает износ уплотнени  1 и повышает долговечность манжеты. Кроме того, благодар  выполнению опоры 4 с конической поверхностью 10 м гкий эластичный материал уплотнени  1 располагаетс  по всей трущейс  поверхности 3 манжеты, причем в опорной части манжеты относительно м гкий эластичный материал pacno-jo промежуточными эластичными кольцами

лагаетс  между конической поверхностью 10 опоры 4 и поверхностью 3 трени - манжеты в узкой щели клиновидного сечени . Благодар  такому расположению эластичного материала уплотнени  1 обеспечиваетс  эффективное гашение импульса давлени  в теле манжеты, при этом абразивные частицы , попадающие из перекачиваемой абразивосодержащей рабочей среды на поверхность 3 трени  манжеты, снижаю свою абразивную активность, так как частицы при более низких нагрузках полностью внедр ютс  в трущуюс  поверхность 3 манжеты и передают ответной детали (зеркалу втулки) более низкие нагрузки, в меньшей степени поврежда  поверхность трени  ответной детали и снижа  ее износ.

Снижение активности абразивных частиц снижает шероховатость поверхности ответной детали (зеркала втулки ) , так как интенсивный процесс изнашивани  (процесс микрорезани ) ее абразивными частицами замен етс  не менее эффективный процесс полировани  в св зи с тем, что абразивные частицы слабо закрепл ютс  в бо 37794

лее м гком материале уплотнени  1, при этом вид закреплени  частиц в поверхности манжеты и процесс трени - скольжени  частиц замен етс  на про- г цесс трени  - качени  абразивных частиц (вследствие по вившейс  возможности у частиц поворачиватьс  в м гком материале уплотнени  1), В св зи с этим снижаетс  шерохова/0 тость зеркала втулки, что приводит к снижению износа уплотнени  1 поршн  и повьшению его долговечности, так как меньшей высоты микровыступы зеркала втулки в меньшей степени

15 изнашивают трущуюс  поверхность 3 манжеты.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 Уплотнительна  манжета сборного поршн  бурового насоса, включающа  уплотнение, соединенное тьшь- ной поверхностью с твердой и менее эластичной резинотканевой опорой,

   отличающа с  тем, что, с целью повьшгени  долговечности манжеты путем снижени  радиальных деформаций за счет гашени  им-- пульса давлени , она снабжена

   5

   0

   с твердостью выше твердости уплотнени , расположенными между опорой и уплотнением и соединенными с ними и между собой, причем радиальна  высота каждого предыдущего промежуточного кольца составл ет 0,6-0,7 от радиальной высоты последующего, радиальна  высота кольца, сопр женного с опорой, составл ет 0,8-0,9 от- радиальной высоты передней части опоры, а твердость промежуточных колец и их толщина увеличиваютс  в направлении к опоре и твердость промежуточного кольца, сопр женного с r опорой, выполнена не более твердости опоры, при этом по одной из цилиндрических ограничивающих поверхностей промежуточные кольца совмещены с нерабочей поверхностью уплотнени .
2. 2. Манжета по п. 1, отличающа с  тем, что поверхность опоры со стороны трущейс  поверхности манжеты выполнена конической с уменьшением конусности в сторону уплотнени , а пространство между трущейс  поверхностью манжеты и конической поверхностью опоры заполнено уплотнением.

   0

   5