Уплотнительная манжета

СОЮЗ СожТСНИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН 03779 А 6 3 15/32 БРЕТ ПИСА А ВТОРСКОМ(5 УПЛОТНИТЕ Л Изобретени ъемного на АЯ МАНЖЕТАотносится к обл т осного машинострое использовано в гид невых машинах возможет быть и авлических п в Яу ня ч и оз яе нжеть и зов нию,к очныо ла сравнению с уплотнени ость м тверд цилинд ых совм вающей радиалодн ких из ограничивающиповерхностей кото рич еще н подвижнои огранич ью манжеты, приче пов с н УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 04.87, Бюл, Ф 14.Авилкин762(088.8)орское свидетельство СССРкл. Р 16 .1 15/32, 1974 но-поступательного движенстности в уплотнениях пораштока буровых насосов, иповысить долговечность млотнении выполнены привулнные одновременно к уплоторе и между собой промежутичные кольца повьппенной высота каждого предыдущего кольца составляет 0,6-0,7 от радиальной высоты последующего кольца, а радиалЬ- ная высота кольца, сопряженного с опорой, составляет 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, сопряженного с опорой, не более твердости опоры, подвижная ограничивающая поверхность опоры выполнена конической с уменьшением конца в сторону уплотнения и кольцевое пространство между трущейся поверхностью манжеты и конической д поверхностью опоры заполнено элас( тичным материалом уплотнения. Такое выполнение уплотнительной манжеты обеспечивает повышение долговечности путем снижения радиальных деформаций в уплотнении за счет более эффективного гашения в нем импульса давления и снижения активности абразивных частиц на трущейся поверхности опорной части манжеты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (1 13037Изобретение относится к объемному насосному машиностроению и может быть использовано в гидравлических поршневых машинах возвратно-поступательного движения, в частности в уплотнениях поршня или штока буровых насосов.Целью изобретения является повышение долговечности уплотнительной манжеты путем более эФЬективного га шения импульса давления, снижения активности абразивной прослойки на трущейся поверхности уплотнительной ман-. жеты.На чертеже изображена уплотни тельная манжета поршня с разрезом.Уплотнительная манжета, например, сборного поршня бурового насоса включает в себя эластичное резиновое кольцевое уплотнение 1 с уплотняющей губой 2 в передней ее части, Ограничивающая цилиндрическая трущаяся поверхность 3 манжеты в установленном в насос поршне сопряжена с ответной деталью (с цилиндровой втулкой насоса), В опорной части манжеты размещена кольцевая опора .4, выполненная из более твердого и менее эластичного, чем резиновое уплотнение 1, материала, например иэ многослойного реэинотканевого пакета или из твердой резины с повьппенным содержанием серы в ее составе.В опорной части уплотнения 1 на границе с опорой 4 размещены привулканизованные одновременно к уплотнению 1, опоре 4 и между собой промежуточные эластичные кольца 5 6 и 7 повьппенноч по сравнению с уплотнением 1 твердостью. Повышенная твердость промежуточных колец 5 достигается использованием, например, твердой резины с повышенным содержанием 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 достигается увеличение их твердости относительно друг друга. Применение промежуточных колец из резины повьшенной твердости исключает использование клеев, так как кольца из резины с повышенным содержанием серы хорошо привулканизовываются к основной резине уплотнения 1 и между собой, и прочность их связи су 79 2щественно возрастает (в 3-5 раз посравнению с соединением через клей).Промежуточные кольца 5, 6 и 7выполнены по цилиндрической ограничивающей,относительно неподвижнойповерхности одинакового диаметра саналогичной поверхностью 8 уплотнения 1 и опоры 4.Ограничивающая цилиндрическаяотносительно подвижная трущаяся поверхность 3 манжеты на протяженииот уплотняющей губы 2 до тыльнойповерхности 9 опоры 4 выполнена изотносительно мягкого эластичногоматериала уплотнения 1, например изрезины, при этом относительно подвижная ограничивающая поверхность 10опоры 4 выполнена конической и совпадает с относительно подвижной ограничивающей трущейся поверхностью3 манжеты только у тыльной поверхности 9 опоры 4. Диаметр коническойповерхности 10 опоры 4 уменьшаетсяв направлении к передней части манжеты, Угол сб между образующей, лежащей на трущейся поверхности 3 манжеты, и образующей, лежащей на конической поверхности 10 опоры 4 сосС9тавляет 5-10 , Промежуточные кольца5, 6 и 7 имеют различную радиальнуювысоту (и) и осевую толщину (Ь).Радиальная высота (Ь) колец 5, 6и 7 возрастает в направлении к опоре4, при этом радиальная высота каждого предыдущего кольца (например,кольца 5 по отношению к кольцу 6 иликольца 6 по отношению к кольцу 7)со стороны первого кольца 5 составляет 06-0,7 от радиальной высотыпоследующего кольца (соответственно6- или -го), а рациальная высотапоследнего (опорного) кольца 7 сос -тавляет 0,8-0,9 от радиальной высоты передней части опоры 4,Поршень с уплотнительной манжетой работает следующим образом.При движении вперед (слева направо) осуществляется такт нагнетания,при этом абразивосодержащая рабочаяжидкость (глинистый буровой раствор, содержащий абразивные частицыкварцевого песка твердостью 11001200 кгс/мм и др.) вытесняетсяггпоршнем под давлением (до 320 кгс/сми более) в нагнетательный трубопровод для промывки ствола бурящейсяскважины. Импульс давления от нагнетаемой поршнем рабочей среды передается уплотнительной мантеже. иСнижение активности абразивных частиц снижает шероховатость поверхности ответной детали (зеркала втулки), так как интенсивный процесс изнашивания (процесс микрорезания) ее абразивными частицами заменяется не менее эффективный процесс полирования в связи с тем, что абразивные частицы слабо закрепляются в бо 50 55 13037воспринимается передней частью уплотнения 1 манжеты, при этом уплотнение 1 деформируется в радиальном направлении и уплотняет. неподвижное соединение манжеты по поверхности 8 и подвижное соединение манжеты с зеркалом цилиндровой втулки по поверхности 3. В связи с тем, что между уплотнением 1 и опорой 4, выполненной, из более твердого,чем рези новое уплотнениематериала, размещены промежуточные кольца 5, 6 и 7 из более твердого и менее эластичного материала, чем у уплотнения 1, жесткость этих колец выше и ра диальная деформация меньше, при этом импульс давления в манжете на участке расположения колец гасится более эффективно, в результате чего радиальная деформация уплотнения 1 на 20 границе с опорой 4 значительно снижается. Это снижает износ уплотнения 1 и повышает долговечность манжеты.Кроме того, благодаря выполнению опоры 4 с конической поверхностью 25 1 О мягкий эластичный материал уплотнения 1 располагается по всей трущейся поверхности 3 манжеты, причем в опорной части манжеты относительно мягкий эластичный материал распо-З 0 лагается между конической поверхностью 10 опоры 4 и поверхностью 3 трения.манжеты в узкой щели клиновидного сечения, Благодаря такому расположению эластичного материала уплотнения 1 обеспечивается эффективное гашение импульса давления в теле манжеты, при этом абразивные частицы, попадающие иэ перекачиваемой абразивосодержащей рабочей среды на 40 поверхность 3 трения манжеты, снижают свою абразивную активность, так как частицы при более низких нагрузках полностью внедряются в трущуюся поверхность 3 манжеты и передают от веткой детали (зеркалу втулки) более низкие нагрузки, в меньшей степени повреждая поверхность трения ответной детали и снижая ее износ. 79лее мягком материале уплотнения 1,при этом вид закрепления частиц вповерхности манжеты и процесс тренияскольжения частиц заменяется на процесс трения - качения абразивныхчастиц (вследствие появившейсявозможности у частиц поворачиватьсяв мягком материале уплотнения 1).В связи с этим снижается шероховатость зеркала втулки, что приводит кснижению износа уплотнения 1 поршня и повышению его долговечности,так как меньшей высоты микровыступызеркала втулки в меньшей степениизнашивают трущуюся поверхность 3манжеты,Формула изобретения1, Уплотнительная манжета сборного поршня бурового насоса, включающая уплотнение, соединенное тыльной поверхностью с твердой и менее эластичной резинотканевой опорой, отличающаяся тем,что, с целью повышения долговечности манжеты путем снижения радиальных деформаций за счет гашения импульса давления, она снабжена промежуточными эластичными кольцами с твердостью выше твердости уплотнения, расположенными между опорой и уплотнением и соединенными с ними и между собой, причем радиальная высота каждого предыдущего промежуточного кольца составляет 0,6-0,7 от радиальной высоты последующего, радиальная высота кольца, сопряженного с опорой, составляет 0,8-0,9 от. радиальной высоты передней части опоры, а твердость промежуточных колец и их толщина увеличиваются в направлении к опоре и твердость промежуточного кольца, сопряженного с опорой, выполнена не более твердости опоры, при этом по одной из цилиндрических ограничивающих поверхностей промежуточные кольца совмещены с нерабочей поверхностью уплотнения.2, Манжета по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что поверхность опоры со стороны трущейся поверхности манжеты выполнена конической суменьшением конусности в сторону уплотнения, а пространство между трущейся поверхностью манжеты и конической поверхностью опоры заполнено уплотнением.1303779 Ф 1 О 73 б 5 1 2 оставитель И.Пащенко ехред В,Кадар тор Л,Повха ректор М.Пож ТиражИ ГосуделамМосква Заказ 1291 Н 1303 наб. роектная, 4 приятие, г, Ужгород,ческо оизводственно-поли 12 рственного ком обретений и отЖ, Раушская Подпистета СССрытий