Высокотемпературное уплотнение полого штока

 

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к средствам обеспечения герметичности подвижных соединений, работающих в условиях воздействия высокотемпературной среды. Цель изобретения - повышение надежности путем сохранения целостности и поддержки расчетных контактных напряжений между упругим элементом, уплотнителем и штоком. Уплотнение содержит корпус 1 с расточкой 2, полый шток 3. Расточка 2 разделена на две части тонкостенной металлической оболочкой 4, верхний конец которой жестко связан с резьбовой гайкой 5, а на нижнем конце выполнен опорный выступ 6, на который опирается шайба 7, над которой установлен пакет уплотнительных манжет 8 и 9 из графита и фторопласта. С внешней стороны оболочки 4 установлена с зазором опорная втулка 10, содержащая на внутренней поверхности спиральную канавку 11, связанную гидравлически с полостью высокого давления. При нагреве происходит снижение прочностных свойств материала фторопласта, из которого изготовлены манжеты 9, с одновременным термическим изменением их размеров. Материал манжет 8 и 9 находится также под действием избыточного давления, действующего через оболочку 4 со стороны расточки 2, что способствует поджиму манжет к штоку 3. В случае наличия плотного контакта оболочки 4 с внутренней поверхностью втулки 10 избыточное давление на оболочку 4 передается по канавке 11. 2 ил.

„„SU„„1560847 A 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F !6 J 15 56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4461858/23-29 (22) 18.07.88 (46) 30.04.90. Бюл. № 16 (71) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти

«Союзтермнефть> (72) В. А. Машков, В. А. Гиринский, В. Н. Коршунов и А. Д. Тарновский (53) 62-762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 666349, кл. F 16 J 15/56, 1979.

{54) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ПОЛОГО ШТОКА (57) Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к средствам обеспечения герметичности подвижных соединений, работающих в условиях воздействия высокотемпературной среды. Цель изобретения — повышение надежности путем сохранения целостности и поддержки расчетных контактных напряжений между упругим элементом, уплотнителем и штоком. Уплотнение содержит корпус 1 с расточкой 2, полый шток 3. Расточка 2 разделена на две

2 части тонкостенной металлической оболочкой 4, верхний конец которой жестко связан с резьбовой гайкой 5, а на нижнем конце выполнен опорный выступ 6, на который опирается шайба 7, над которой установлен пакет уплотнительных манжет 8 и 9 из графита и фторопласта. С внешней стороны оболочки 4 установлена с зазором опорная втулка 10, содержащая на внутренней поверхности спиральную канавку 11, связа нную гидравлически с полостью высокого давления. При нагреве происходит снижение прочностных свойств материала фторопласта, из которого изготовлены манжеты 9, с одновременным термическим изменением их размеров. Материал манжет 8 и 9 находится также под действием избыточного давления, действующего через оболочку 4 со стороны расточки 2, что способствует поджиму манжет к штоку 3. В случае наличия плотного контакта оболочки

4 с внутренней поверхностью втулки 10 избыточное давление на оболочку 4 передается по канавке 11. 2 ил.

1560847

Формула изобретения

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к средствам обеспечения герметичности подвижных соединений, и может быть использовано для уплотнения штока машин и механизмов, работающих в условиях воздействия высокотемпературной среды.

Целью изобретения является повышение надежности путем сохранения целостности и поддержки расчетных контактных напряжений между упругиим элементом, уплотнителем и штоком.

На фиг. 1 показано уплотнение, общий вид; на фиг. 2 — вариант уплотнения для скважинного термокомпенсатора.

Уплотнение содержит корпус 1 с кольцевой цилиндрической расточкой 2, полый шток 3. Кольцевая цилиндрическая расточка

2 разделена на две части тонкостенной металлической оболочкой 4, верхний конец которой жестко связан с резьбовой гайкой

5, ввернутой в корпус 1.

На нижнем конце металлической оболочки 4 внутри выполнен кольцевой опорный выступ 6, на который опирается шайба

7. В кольцевом зазоре, между металлической оболочкой 4 и полым штоком 3, над шайбой 7 установлен пакет уплотнительных манжет 8 из графита (заштрихованных) и фторопласта 9 (не заштрихованных). С внешней стороны металлической оболочки

4 в расточке 2 корпуса 1 установлена с зазором опорная втулка 10, содержащая на внутренней поверхности спиральную канавку 11. Полость кольцевой расточки 2 постоянно гидравлически связана с полостью высокого давления. Пакет уплотнительных манжет 8 и 9 поджат к уплотняемой поверхности полого штока грундбуксой 12 и ввертышем 13.

Уплотнение в сборе (фиг. 2) корпусом ! жестко соединяется с нижележащей колонной труб 14, а полый шток 3 — с вышележащей колонной труб 15, что характерно для условий применения в паронагнетательной скважине.

Устройство работает следующим образом.

Перед монтажом в корпус l, на внешнюю сторону тонкостенной металлической оболочки 4, устанавливают опорную втулку

10. Затем производят закручивание резьбовой гайки 5 в корпус 1. При этом тонкостенная металлическая оболочка 4 разделяет кольцевую расточку 2 на две части. В кольцевой зазор между тонкостенной металлической оболочкой 4 и полым штоком 3 уста5

30 навливают последовательно шайбу 7, пакет чередующихся манжет 8 из графита и манжет

9 из фторопласта, а также грундбуксу 12.

Осуществляют закручивание ввертыша 13 в резьбовую гайку 5 с обеспечением сжатия пакета манжет 8 и 9 и получением герметичного контакта с поверхностью полого штока 3.

Величина контактных напряжений должна быть выше в 1,5 — 2 раза величины давления, которое необходимо герметизировать, что гарантирует герметичную работу уплотнения. При сжатии пакета манжет происходит упругая деформация в радиальном направлении тонкостенной металлической оболочки 4 до контакта с внутренней поверхностью опорной втулки 10.

Величина кольцевого зазора между опорной втулкой 10 металлической оболочкой 4 подбирается из условия сохранения целостности последней.

При нагреве происходит снижение прочностных свойств материала фторопласта, из которого изготовлены манжеты 9, с одновременным термическим изменением их осевых и радиальных размеров. Материал манжет 8 и 9 находится также под действием избыточного давления, действующего через тонкостенную мателлическую оболочку

4 со стороны кольцевой расточки 2, что способствует поджиму манжет 8 и 9 к уплотняемой поверхности полого штока 3. В случае наличия плотного контакта тонкостенной металлической оболочки 4 с внутренней поверхностью опорной втулки 10 избыточное давление на металлическую оболочку 4 передается по спиральной канавке 11.

Высокотемпературное уплотнение полого штока, содержащее набор фторопластовых ма нжет, поджимаемых в радиальном направлении упругим элементом к уплотняемой поверхности и установленных в корпусе, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы при уплотнении полости высокого давления, упругий элемент выполнен в виде тонкостенной металлической оболочки, связанной жестко через резьбовую гайку с корпусом, при этом между корпусом и упругим элементом установлена, с возможностью образования кольцевого зазора с корпусом и упругим элементом, опорная втулка, на внутренней поверхности которой выполнена спиральная канавка, гидравлически сообщенная с полостью высокого давления.

1560847

Составитель А.Фролов

Редактор Т. Парфенова Техред И. Верес Корректор Л. Бс«к ил

Заказ 966 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рауш«кая наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патейт». г. Ужгород, у.;. Гаг ipliHB, 101