Уплотнительное устройство для испытания труб давлением

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (1) 4815851 /28 (2) 19,04.90 (б) 15,02.93. Бюл. N 6 (/1) Всесоюзный научно-исследовательский нститут разработки и эксплуатации нефтеромысловых труб

2) А.M,Íèêoëàåâ и А.B.Êóêàðèí

6) Ильский А.Л. Расчет и конструирование

ypoeoro оборудования. М.: Гостоптехизат, 1962, с. 406, рис. 314.

Авторское свидетельство СССР

346620, кл. G 01 М 3/08, 1969. (4) УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРУБ ДАВЛЕНИЕМ (7) Изобретение относится к стендам для ь спытания внешним давлением труб различного диаметра и позволяет повысить наДежность герметизации и удобства сборки и

Изобретение. относится к уплотнительнрй технике и может быть использовано как уплотнительное устройство к стендам для испытания внешним давлением труб разлИчного диаметра.

Известно уплотнительное устройство с .врздействием внешнего давления на испытуемую цилиндрическую деталь в виде самоуйлотняющегося сальника.

Однако это устройство обладает черезмерной громоздкостью ввиду наличия в нем набора большого количества самоуплотняющихся сальнйковых манжет, что оправды. вфется тем, что данный узел используется для уплотнения под большим давлением движущихся деталей — штоков буровых насосоа, Я2 1795322 А1 (я)ю G 01 М 3/02, G 01 N 3/12 разборки уплотнительного устройства. В цилиндрическом корпусе 1 коаксиально установлена втулка 2 с кольцевым пазом для входа кольцевого выступа разделительного кольца 3, Между торцами втулки 2 и кольца

3 размещены два кольцевых уплотнения 4 и

5. Упорный элемент 6 закреплен на корпусе

1 болтами 7 и контактирует со свободным торцом втулки 2. Упорный элемент 6. разделительное кольцо 3 и втулка 2 соединены болтами 8 с возможностью осевого перемещения втулки 2, Разделительное кольцо 3 и втулка 2 с уплотнениями 4, 5 выполнены с конусными поверхностями контакта и расходящимися друг от друга: поверхности контакта с уплотнением 4 — в сторону корпуса

1, а с уплотнением 5 — в сторону оси корпуса

1 и трубы 9. 1 з.п. ф-лы, 1 ил..

Для испытания труб внешним давлением такое устройство требует на переналадку (сборку, разборку) много времени и является вследствие этого нетехнологичным.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому решению является уплотнительное устройство для испытания труб давлением. включающее цилиндрический корпус, установленные внутри него коаксиально ему втулку и разделительное кольцо, два кольцевых уплотнения, размещенные между торцами втулки и разделительного кольца, первое — со стороны корпуса, второе — с внутренней стороны, и упорный элемент, закрепленный на корпу1795322 се и контактирующий со свободным торцом втулки.

Преимущество устройства как и предыдущего в том, что для герметизации используется не только усилие предварительного натяга, но и давление уплотняемой среды, которая, поступая в зону уплотнений, прижимает их к стенкам корпуса устройства и трубы.

Однако данное устройство обладает рядом существенных недостатков. Устройство не обеспечивает надежной герметизации при давлении свыше 50 кг/см, так как давление на одну манжету не должно превышать 35-40 кг/см, а при использовании пакета манжет теряется эффект уплотнения за счет давления внутри испытательной камеры, усложняется конструкция. Устройство нетехнологично в эксплуатации. Сборка происходит прямо в корпусе подетально, что приводит к дополнительной затрате времени и не позволяет проверить качество сборки до испытаний визуально, Цель изобретения — повышение надежности герметизации и удобства сборки и разборки.

Указанная цель достигается тем; что в уплотнительном устройстве, включак>щем цилиндрический- корпус, установленные внутри него, коаксиально ему втулку и разделительное кольцо, два кольцевых уплотнения, размещенные между торцами втулки и разделительного кольца, первое со стороны корпуса, второе — с внутренней стороны, и упорный элемент, закрепленный на корпусе и контактирующий со свободным торцем втулки, в отличие от прототипа — втулка имеет на торце кольцевой паз, а разделительное кольцо имеет кольцевой выступ на торце ме>кдууплотнениями, размещенный в этом пазу, и связано с упорным элементом или втулкой посредством резьбовых соединений с возможностью осевого перемещения.

Наилучший результат по повышению надежности герметизации получен при выполнении. поверхностей контакта разделительного кольца и втулки с уплотнениями конусными и расходящимися друг от друга: поверхности контакта с первым уплотнением — в сторону корпуса, а со вторым уплотнением — в сторону оси корпуса.

Сочетание указанных признаков в одном решении предложено впервые. Отдельные признаки предлагаемого устройства использованы в известных устройствах, Устройство содержит все доотличительные йризнаки предло>кенного устройства, Однако это устройство содержит большее количество уплотняющих деталей, чем предлагаемое, вследствие чего имеет пониженную надежность и более сложный монтаж — демонтаж. Принцип поджатия эластичного элемента при помощи двух конических элементов и внутренней поверхности испытуемой трубы известен, Однако в данном устройстве для уплотнения используется только предварительное поджатие, вследствие чего это устройство также

10 имеет низкую надежность. Но в целом совокупность известных по отдельности отличительных признаков предлагаемого технического решения приводит к неожиданному результату: количество отказов уп15 лотнительного устройства в условиях герметизации больших наружных давлений и многократного немашинного монтажа— демонтажа увеличивается не менее, чем на

33 /, что является неожиданным для специ20 алиста. Такой скачок надежности уплотнительного устройства является результатом взаимодействия отличительных признаков, составляющих новую совокупность.

8 сравнении с прототипом предлагае25 мое техническое решение позволяет сократить время сборки и разборки . уплотнительного устройства, повысить производительность испытания труб и надежность при высоких давлениях.

30 Следовательно, заявляемое решение обеспечивает получение положительного эффекта.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, установленной внутри него voàê35 сиально ему втулки-2 с кольцевым пазом для входа кольцевого выступа разделительного кольца 3, двух кольцевых уплотнений 4 и 5 размещенных между торцами втулки 2 и разделительного кольца 3, упорного элемента 6, неподвижно закрепленного на корпусе 1 болтами 7 и контактирующего со свободным торцом втулки 2. Упорный 3l18мент 6; разделительное кольцо 3 и втулка 2 соединены между собой болтами 8 с воз"5 можностью осевого перемещения втулки 2.

Разделительное кольцо 3 и втулка 2 с уплотнениями 4, 5 выполнены конусными и расходящимися друг от друга: поверхность

50 контакта с уплотнением 4- в сторону корпуса 1, а с уплотнением 5 — в сторону оси корпуса 1.

Уплотнительное устройство собирается на упорном элементе 6 с установленными

55 болтами 8, на которые одевается втулка 2 и уплотнительные элементы 4 и 5, затем болты завинчиваются в глухие резьбы разделительного кольца 3, так чтобы разделительная часть кольца 3 вошла в кольцевой паз втулки 2, Собранный узел

1795322

Составитель А.Кукарин

Редактор O.Ñòåíèíà Техред ММоргентал Корректор С,Шекмар

Заказ 424 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 надевается на трубу 9 и вставляется в корпус 1, на котором закрепляется болтами 7.

Уплотнительное устройство работает следующим образом. Перед началом испытания трубы 9 внешним давлением, т.е. подачи давления P во внутреннюю полость корпуса 1, в уплотнениях 4, 5 создается предварительный гарантированный натяг, обеспечивающий герметичность уплотнений 4. 5 от проникновения рабочей среды при повышении давления внутри корпуса 1.

Предварительный натяг достигается передачей усилий уплотнениям 4, 5 при завинчивании болтов 8 через перемещение разделительного кольца 3 относительно

Формула изобретения

1, Уплотнительное устройство для испытания труб давлением, включающее цилиндрический корпус, установленные внутри него коаксиально ему втулку и разделительное кольцо, два кольцевых уплотнения, размещенные между торцами втулки и разделительного кольца первое со стороны корпуса, второе — с внутренней стороны, и упОрный элемент, закрепленный на корпусе и контактирующий со свободным торцом втулки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности герметизации и удобства сборки и разборки, втулка имеет втулки 2 и сжатия уплотнений 4, 5 конусными поверхностями разделительного кольца

3 и втулки 2, В процессе испытаний трубы 9,. в корпус 1 подается соответствующее дав5 ление Р, которое осуществляет дополнительное поджатие уплотнений за счет перемещения разделительного кольца 3 и болтов 8, проходящих свободно через втулку 2, причем втулка 2 поджимается к уплот10 нениям 4, 5 упорным элементом 6, закрепленным неподвижно болтами 7 на корпусе 1, Конусные поверхности обеспечивают дополнительное усилие поджатия уплотне15 ний 4,5. на торце кольцевой паз, а разделительное кольцо имеет кольцевой выступ на торце между уплотнениями, размещенный в этом пазу, и связано с упорным элементом или втулкой посредством резьбовых соединений с возможностью осевого перемещения.

2. Устройство по п.1. отл и ч а ю щеес я тем, что поверхности контакта разделительного кольца и втулки с уплотнениями выполнены конусными и расходящимися друг от друга: поверхности контакта с первым уплотнением — в сторону корпуса, а со вторым уплотнением — в сторону оси корпуса .