Уплотнительное устройство вертлюга

.,Атье Й:ь, е 4 ОПИСАНИИЗОБРЕТЕНИЯ Сетоз Советских Социалистических РеспубликЙердеретеекнй кевететВекте ктекстрее сВрее аваев зебртеееткрмтай(45) Дата опубликования описания 100478(72) Двторцизобретение С.А,Прищепа, В.И.Разуваев и В.А.Казанцев Уральский дважды ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции, ордена Красного Знамени, ордена Отечественной войны 1 степени, Р 1) ЗаяпптЕЛЬ ордена Трудового Красного Знамени и орденаКрасное ЗнамяТруда"завод тяжелого машиностроения им. Серго Орджоникидзе(54) УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВЕРТЛЮРА 1Изобретение относится к уплотнительным устройствам вертлюга, в частности вертлюга буровых установок, для работы при давлении юмывочной жидкости свыше 250 кгс/смбИзвестно уплотнительное устройство вертлюга, включающее самоуплотняющиеся манжеты в комбинации с двумя кольцами, одно из которых выполнено иэ мягкого материала, с антифрнкционными свойствами, другое - из эластичного материала (11.Недостаток устройства заключается в невозможности использовать его с аб.разивной жидкостью.1 ЬИзвестно уплотнительное устройство вертлюга, включающее корпус, напорную трубу, разделительные кольца, между которыми установлены уплотнительные манжеты)2(.20Недостаток этого устройства заключается в том, что каждая уплотнительная манжета последовательно воспринимаетполное рабочее давление.Цель изобретения - увеличение надеж ностй устройства путем снижения перепада давления, действующего на уплотнения.Достигается это тем,что устройствоснабжено чувствительным элементом,установленным внутри верхнего разделительного кольца, и дифференциальными поршнями, расположенными в последующих разделительных кольцах, причем в кольцах выполнены каналы, а полости устройства заполнены неабразивной жидкостью.На чертеже показано предлагаемоеустройство.Уплотнительное устройство включает в себя корпус 1, вращающуюся напорную трубу 2, уплотнительные манжеты 3; установленные между металлическими разделительными кольцами 4, дифференциальные поршни 5 с обратными клапанами 6, чувствительный элемент, например сильфон 7, разделительные уплотнительные элементы 8, манжеты 9, уплотняющие неподвижные соединения, элементы 10 системы для заполнения корпуса рабочей жидкостью. Сильфон 7 установлен в отверстии 11 кольца 4, а поршни 5 - в ступенчатых отверстиях 12.Уплотнительные элементы 8 помещены в кольцевых каиавках 13, В разделительных металлических кольцах 4 (кроме верхнего кольца) выполнены также соединительные каналы 14, радиальные сверления, соединяющие полости Б 2, Б 3, Б 4 с кольцевыми пространствами соответственно2 3 4До пуска вертлюга в работу все полости уплотнительного устройства, кроме полостей А 1,В,и отверстия 11 вплоть до чувствительного элемента 7, тщательно заполняются рабочей жидкостью 5 ;(маслом) с откачкой из них воздуха при помощи вакуум-насоса. Полости А 1, В 1 и отверстие 11 вплоть до чувствительного элемента 7 заполнены буровым раствором.В момент создания давления в уплот нительном устройстве имеет место лишь передача импульса давления, при этом исключаются значительные перемещения подвижных элементов уплотнительного устройства и соответствующий значительный переток жидкости между камерами.Уплотнительное устройство работает следующим образомБуровой раствор прокачиваемый под давлением по каналу 15 воздействует на чувствительный элемент (сильфон) 7;чувствительный элемент за счет деформации создает в камере 1 давление Р 1, равное рабочему давлению. К камере 1 относятся полость Б 1 и кольцевой зазор Г 1 - 0,03-0,1 мм вплоть до разделитель-с 5 ного уплотнительного элемента 8, установленного в кольцевой канавке 13 второго (считая сверху) металлического разделительного кольца. Импульс давления Р 1,распространяясь вдоль кольцево- ВО го зазора Г вплоть до первого (считая сверху) разделительного уплотнительного элемента 8, воздействует на дифференциальный поршень 5, установленный в ступенчатом отверстии 12 второго 35 (считая сверху) металлического разделительного кольца.Дифференциальный поршень 5 под действием давления Р 1 сжимает рабочую жидкость в камере Н, редуцируя давление 40 обратно пропорционально отношению площадей т и 1 . Камера П включает полость Бс , кольцевой зазор Вс вплоть до второй (считая сверху) уплотнительной манжеты 3, соединительный канал 14, выпол ненный во втором (считая сверху) металлическом разделительном кольце и кольцевой зазор Г 2 от первого разделительного уплотнительного элемента до второго разделительного уплотнительного элемента, установленного в кольцевой канавке 13 третьего (считая сверху) ме таллического разделительного кольца.Импульс давления Р распространяется вдоль кольцевого зазора В вплоть до второй уплотнительной манжеты 3, затем,"5 по соединительному каналу 14, выполненному во втором металлическом разделительном кольце 4, и кольцевому зазору Г : 0,03-0,1 мм вплоть до второго разделительного уплотнительного элемента 8,60 установленного в кольцевой канавке 13 третьего металлического разделительного(кольца. Таким образом, в камере 1 создается давлениеР -Р с 1ц р 1 фСледовательно, первая уплотнительная манжета 3 и первый разделительный уплотнительный элемент 8 работают при перепаде давления. Р 1 Р-Р,1Дифференциальный поршень 5, установленный в ступенчатом отверстии 12третьего металлического разделительногскольца 4, находяся под действием давления Р , ссздает в камере П (полость БЗ,кольцевой зазор ВЗ вплоть до третьейуплотнительой манжеты 3, соединительный канал 14, выполненный в третьемметаллическом разделительном кольцеи кольцевой зазор Г от второго разделительного уплотнительного элемента 8до третьего разделительного уплотнительного элемента 8, установленного вкольцевой канавке 12 четвертого металлического разделительного кольца) давление1 Р111 г ПТаким образом, вторая уплотнительная манжета 3 и второй разделительный уплотнительный элемент 8 работают при перепаде давленияР 2 Р -Р и т.д.Число рабочих камер уплотнительногоустройства выбирают в зависимости отвеличины максимального рабочего давле"ния.Формула изобретенияуплотнительное устройство вертлюга, включащее корпус, напорную трубу, разделительные кольца между которыми установлены уплотнительные манжеты, о т .- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения надежности, за счет снижения перепада давления, действующего на уплотнения, оно снабжено чувствительным элементом, установленным внутри верхнего разделительного кольца и дифференциальными поршнями расположенными в последующих разделительных кольцах, причем в последних выполнены каналы, а все полости заполнены неабраэивной жидкостью.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент Великобритании Р 1411298,кл, Е. 1 Р, 1975.2. Патент США Р 2764428, кл.285 165, 1956.606996 оставителль А.Павловскийтт,-й щ.яе .ж а едакт о ЗаказЦН оеров СС ал ППП Патентф, г. Ужгород, ул, Н ая, 4 59/24 Тираж 734 ПИ Государственного ко по делам изобре 113035 Москва ЖПодпиитета Созета Миниений и открытийРаунская наб. д