Способ уплотнения

 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации уплотнений сосудов и агрегатов преимущественно для нефти и нефтепродуктов. Способ заключается в создании уплотнительного устройства с регламентированным зазором и охлаждении нефти или нефтепродукта в зазоре уплотнительного устройства до аномального понижения вязкости с образованием на рабочих поверхностях уплотнения седиментированных слоев продуктом с более высокой вязкостью и с высоким уровнем энергии активации вязкого течения. Уплотнительные слои седиментированного продукта с повышенной вязкостью играют роль манжеты, обеспечивая повышенную герметичность и долговечность уплотнения из-за отсутствия сухого трения на сопряженных элементах. Аномальное уменьшение вязкости между седиментированными слоями продукта предотвращает сверхнормативные механические потери на трение и не снижает КПД агрегата. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и долговечности уплотнений. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации уплотнений сосудов и агрегатов преимущественно для нефти и нефтепродуктов.

Известны способы уплотнения, заключающиеся в создании регламентированного щелевого зазора в месте сопряжения подвижных и неподвижных частей сосудов и агрегатов [Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник. / Л. А. Кондаков, А. И. Голубев, В. Б. Овандер и др.; Общ. ред. А. И. Голубева, Л. А. Кондакова. - М.: Машиностроение, 1986. - 464 с.].

Регламентированный зазор предотвращает сухое трение, но в процессе эксплуатации, например, при радиальном биении вала, зазор увеличивается и утечки со временем возрастают.

Известны способы уплотнения, заключающиеся в создании развитых рабочих (лабиринтных) поверхностей, обладающих значительными гидравлическими сопротивлениями и поэтому снижающими утечки [Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник. / Л. А. Кондаков, А. И. Голубев, В. Б. Овандер и др.; Общ. ред. А. И. Голубева, Л. А. Кондакова. - М.: Машиностроение, 1986. - 464 с.].

Однако потери на трение в зазоре уплотнения возрастают с увеличением вязкости, поэтому для менее вязких жидкостей утечки больше. Оперативное регулирование герметизирующих свойств приведенных выше устройств недоступно.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ уплотнения, использующий магнитореологический эффект, позволяющий оперативно регулировать свойства жидкости в регламентированном зазоре внешним магнитным полем [3. П. Шульман. Теория магнитореологического эффекта и ее приложения. // Тепло- и массообмен в полимерных системах и суспензиях: Материалы Международной школы-семинара. - Минск: ИТМО им. А. В. Лыкова АН БССР, 1984. Ч. II. - С. 3-46.].

Недостатком указанного способа уплотнения является необходимость периодического восполнения потерь магнитной жидкости в зазоре и реологическая нестабильность самой жидкости, вследствие чего меняются герметизирующие свойства уплотнения.

Изобретение решает техническую задачу - повышения надежности и долговечности уплотнений.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе, заключающемся в создании уплотнительного устройства с регламентированным зазором, предлагается нефть или нефтепродукт охлаждать в зазоре уплотнительного устройства до аномального понижения вязкости с образованием на рабочих поверхностях уплотнения седиментированных слоев продукта с высоким уровнем энергии активации вязкого течения. Уплотнительные слои седиментированного продукта с повышенной вязкостью играют роль манжеты, обеспечивая повышенную герметичность и долговечность уплотнения из-за отсутствия сухого трения на сопряженных элементах. Аномальное уменьшение вязкости между седиментированными слоями продукта предотвращает сверхнормативные механические потери на трение и не снижает КПД агрегата.

На чертеже показана зависимость вязкости от температуры для некоторых нефтей [А. А. Арсентьев, С. Е. Кутуков, Г. X. Самигуллин. Аномальное поведение нефтей при отрицательных температурах // Проблемы нефтегазового комплекса в условиях становления рыночных отношений: Сборник научных статей. - Уфа: Фонд содействия развитию научных исследований, 1997. - С. 137- 140]. Данная зависимость носит аномальный характер, так как обычно при уменьшении температуры жидкости монотонно увеличивается вязкость. При этом обычно большей вязкости соответствует большее значение энергии активации вязкого течения. Усредненные значения энергий активации вязкого течения приведены в табл. [А. А. Арсентьев, С. Е. Кутуков, Г. X. Самигуллин. Аномальное поведение нефтей при отрицательных температурах // Проблемы нефтегазового комплекса в условиях становления рыночных отношений: Сборник научных статей. -Уфа: Фонд содействия развитию научных исследований, 1997. - С. 137-140], откуда видно, что уменьшение температуры ниже -25...32oC не приводит к увеличению энергии активации вязкого течения и для каждой нефти существуют свои диапазоны максимальных значений энергии активации вязкого течения (см. табл.) Данный способ может быть использован, например, для уплотнения валов насосов, перекачивающих нефть. При этом нефть охлаждается внутри зазора между корпусом и валом. В качестве источника холода может быть использован компрессионный холодильник, позволяющий получить необходимые температуры охлаждения. Так, использование в качестве рабочего тела в компрессионном холодильнике фреона 22 позволяет получить температуры до -30...-40oC, а при использовании фреона 13 - до -80...-90oC, однако для этого требуется дополнительная холодильная машина [Н. Н. Кошкин, А. Г. Ткачев, И. С. Бадылькес и др. Холодильные машины. - М.: Пищевая промышленность, 1973. - С. 38-42]. Для нефтей, приведенных на чертеже, оптимальной является температура охлаждения в зазоре около -30oC.

Тип и геометрию уплотнения выбирают в зависимости от сорта нефти и рабочих параметров сосуда или агрегата.

Использование предложенного способа позволяет упростить конструкции уплотнений, а также снизить пожаро- и взрывоопасность объекта не только за счет повышения герметичности уплотнения, но и благодаря снижению на порядок концентрации нефтяных паров вследствие охлаждения продукта в зоне уплотнительного устройства.

Формула изобретения

Способ уплотнения, заключающийся в создании уплотнительного устройства с регламентируемым зазором, отличающийся тем, что нефть или нефтепродукт охлаждают в зазоре уплотнительного устройства до аномального понижения вязкости, с образованием на рабочих поверхностях уплотнения слоев седиментированного продукта с более высокой вязкостью и с высоким уровнем энергии активации вязкого течения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды

Изобретение относится к общему машиностроению, преимущественно к сосудам высокого давления, и может быть использовано в ядерных энергетических установках для герметизации трубопроводов первого контура петлевых установок

Изобретение относится к уплотнительной технике и предназначено для испытания магнитных жидкостей, используемых в качестве рабочего тела в магнитожидкостных уплотнениях подвижных соединений

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения подвижных соединений, в частности для уплотнения штоков силовых гидроцилиндров или элементов других конструкций типа "труба в трубе"

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для сборки магнитопорошковых уплотнений, содержащих в кольцевых зазорах магнитную и немагнитную композицию

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации вводов вращательного, возвратно-поступательного движения, а также фланцевых разъемных соединений

Изобретение относится к уплотнительной технике

Изобретение относится к валково-роликовым мельницам для размола угля

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано в уплотнительных устройствах опор валков прокатных станов

Изобретение относится к устройству для динамической уплотнительной системы, предназначенной для погружного насоса (1), содержащему, по меньшей мере, один подводящий трубопровод (7), проходящий в направлении динамической уплотнительной системы, первое клапанное устройство (8), установленное в подводящем трубопроводе (7), и второе клапанное устройство (12), установленное таким образом, что в открытом положении оно открывает первый перепускной трубопровод (13), который проходит от точки на подводящем трубопроводе (7), расположенной между первым клапанным устройством (8) и насосом (1), и источником низкого давления, расположенным в области насоса (1), с тем, чтобы понизить давление барьерной текучей среды в уплотнительной системе

Изобретение относится к уплотнительной технике и может применяться в машиностроении для уплотнения немагнитных валов

Изобретение относится к двигателестроению. Роторно-поршневой двигатель содержит корпус, ротор с цилиндрическим уступом, камеру сгорания, топливную форсунку, воздушный компрессор высокого давления и рекуперативный теплообменник для нагрева воздуха после компрессора теплом отходящих газов. Ротор расположен в торцевых крышках. Цилиндрический уступ ротора выполнен в виде профильного кулачка. В пазу корпуса установлен каркас в виде двух направляющих пластин и верхней крышки. Внутри направляющих пластин размещена радиальная лопатка. На верхней крышке смонтированы подпружиненный поршень и два подпружиненных упора с зазором 0,2…0,5 мм относительно верхнего торца лопатки. Подпружиненный поршень соединен с лопаткой. В самой лопатке и направляющих пластинах, а также в торцевых крышках и корпусе выполнены каналы для воздушного уплотнения ротора. Двигатель снабжен двумя теплоизолированными камерами сгорания периодического действия. В каждой камере установлены клапаны впуска и выпуска, топливная форсунка с пневмоприводом и поршень для изменения геометрического объема камеры. На линии подачи воздуха от компрессора в двигатель установлены два ресивера. Один ресивер со встроенным электронагревателем установлен после рекуперативного теплообменника и подсоединен к камерам сгорания. Второй ресивер установлен до рекуперативного теплообменника. К магистрали подачи сжатого воздуха после второго ресивера подключена пневматическая система в виде редукционных клапанов, ресиверов и электромагнитных клапанов. Изобретение направлено на повышение эффективности и ресурса двигателя. 2 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для уплотнения немагнитных валов, работающих в условиях перепада давлений. Магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала содержит магнитную систему, помещенную в немагнитный корпус и состоящую из обращенных друг к другу одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов и полюсных приставок, поверхности которых выполнены заподлицо с поверхностями магнитов, охватывающую вал и образующую с валом зазор, заполненный магнитной жидкостью. Устройство снабжено герметичным упругим сильфоном, один конец которого соединен с корпусом уплотнения, а второй - с корпусом уплотняемого устройства. Технический результат: повышение удерживающей способности магнитожидкостного уплотнения. 2 ил.

Изобретение относится к устройству для уплотнения вала винта морского судна. Устройство уплотнения вала винта морского судна включает узел уплотнения, закрывающий фланец для узла уплотнения, прокладку для установки между узлом уплотнения и для уплотнения вала винта. Закрывающий фланец для узла уплотнения и для уплотнения вала винта содержит отверстия для крепления узла уплотнения к дейдвудной трубе или ахтерштевню и в его установочной поверхности дополнительную, по меньшей мере, одну продолжающуюся по окружности канальную секцию. Прокладка для установки между узлом уплотнения и для уплотнения вала винта и дейдвудной трубы или ахтерштевня имеет отверстия для крепления узла уплотнения к дейдвудной трубе или ахтерштевню и, по меньшей мере, одну продолжающуюся по окружности канальную секцию. Применение узла уплотнения, который закрывает фланец или прокладку, которые обеспечены канальной секцией, имеет периферийное/угловое продолжение. Указанная канальная секция является частью линии контроля просачиваемой текучей среды и расположена в, по меньшей мере, одной из установочных поверхностей, которые используются для установки узла уплотнения на кормовом конце дейдвудной трубы или ахтерштевня при ремонте или конструировании уплотнения вала винта морского судна. Достигается конструкция уплотнения вала винта. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к конструкции системы обеспечения газом «сухих» газодинамических уплотнений (СГУ) центробежных компрессоров. Система обеспечения буферным газом «сухих» газодинамических уплотнений содержит трубопроводы подачи буферного газа из проточного тракта компрессора в патроны СГУ, установленные в них фильтры и обратные клапаны. При этом для одного из патронов СГУ трубопровод сообщен с всасывающим патрубком компрессора, а для другого - с нагнетательным патрубком компрессора. Данное исполнение системы обеспечения газом «сухих» газодинамических уплотнений центробежного компрессора устраняет возможность появления перетечек буферного газа из патрона СГУ во всасывающую камеру, что дает выравнивание основного потока газа и улучшение рабочих характеристик центробежного компрессора. 2 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может применяться в машиностроении для уплотнения немагнитных валов. В магнитожидкостном уплотнении немагнитного вала, содержащем магнитную жидкость и магнитную систему, выполненную из постоянного магнита и втулки из магнитопроводящего материала с кольцевыми канавками, охватывающей вал с зазором, по торцам втулки расположены выступы, примыкающие к противоположным полюсам магнита, кольцевые канавки расположены на внешней цилиндрической поверхности магнитопроводящей втулки и имеют треугольное поперечное сечение, при этом между втулкой и постоянным магнитом размещена немагнитная проставка, а канавки заполнены диамагнитным материалом. Технический результат: повышение технологичности изготовления и повышение удерживающей способности уплотнения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх