уплотнение штока

Формула изобретения

Уплотнение штока, содержащее корпус с проходящим через него штоком, уплотненным пакетом уплотнения, расположенным во втулке, на которой установлен фланец, упругоподжатый пружиной в осевом направлении и размещенный с возможностью радиального перемещения, отличающееся тем, что на втулке установлен переходник с другим аналогичным пакетом уплотнения, который состоит из двух V-образных металлических колец со сквозными отверстиями, между которыми размещены манжеты, при этом фланец поджат к корпусу гайкой через упорное кольцо, контактирующее с последней частично торообразным участком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения штока различного рода устройствами, например в штанговых насосах.

Известно устройство, содержащее корпус в виде тройника, шаровую головку, два пакета манжет, обеспечивающее самоустановку верхней части уплотнений при несоосности штока с осью ствола скважины [1].

Недостатком указанного устройства является принудительный изгиб штока при непараллельности оси штока с осью ствола скважины. Это приводит к одностороннему износу манжет, снижает срок службы уплотнений.

Известно уплотнение штока, содержащее корпус, шток, уплотнительные элементы, втулку с наружной сферической поверхностью, плавающее кольцо, упруго поджатое в осевом направлении [2].

Недостатком данного уплотнения штока является низкая надежность работы его при высоких давлениях рабочей среды, например 14 МПА и выше.

Задача изобретения - повышение надежности уплотнения в условиях рабочей среды; превышающей в несколько раз 14 МПА, улучшение условий эксплуатации уплотнения.

Технический результат достигается наличием второго пакета уплотнения, расположенного в переходнике, установленном на втулке и состоящем из двух и более V-образных металлических колец со сквозными отверстиями, между которыми размещены манжеты. Для обеспечения соосности оси штока, пакетов уплотнений и ствола скважины, а следовательно, увеличения срока службы уплотнений /его надежности/ упорное кольцо имеет частично торообразный участок на поверхности контакта его с гайкой, которая прижимает фланец к корпусу. Все это снижает силы трения при перемещении фланца в пределах зазора . Наличие двух пакетов уплотнений также уменьшает величину износа уплотнений /как две точки опоры/. При замене манжет в данном случае возможен частичный, а не полный демонтаж уплотнений.

На фиг. 1 изображено уплотнение штока; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - элемент В на фиг. 1; на фиг. 5 - элемент Г на фиг. 1; на фиг. 6 - элемент Д на фиг. 1; на фиг. 7 - элемент Ж на фиг. 1.

Уплотнение штока состоит из корпуса 1, на котором установлен фланец 2, имеющий возможность перемещения в плоскости перпендикулярно оси движения штока 3, закрепленный на втулке 4. На плоском торце фланца 2 установлено неметаллическое кольцо скольжения 5. В пазу фланца 2 расположена тарельчатая пружина 6, упирающаяся меньшим диаметром во фланец 2, а большим диаметром в кольцо 7, которое в свою очередь контактирует с гайкой 8, на которой приварены две трубки 9 для ее завинчивания. В торце гайки имеется отверстие, диаметром, большим, чем диаметр цилиндрической части фланца для его перемещения при работе штока. Внутри втулки 4 установлена втулка 10, внутри которой установлена деревянная втулка 11 с целью предохранения штока от задиров, рисок. Сверху втулки 10, 11 устанавливается пакет, состоящий из 2-х V-образных металлических колец 12 и 13, имеющих сквозные отверстия 14 и 15, между которыми установлены манжеты 16. На нижний пакет уплотнений устанавливается втулка 17, внутри которой устанавливается деревянная втулка 18. На верхней части втулки 4 устанавливается переходник 19, контактирующий с ней цилиндрической поверхностью Д и резьбовой поверхностью P для более точной центрации /фиг. 6/. Внутри переходника 19 находится верхний пакет уплотнений. Конструкция верхнего пакета уплотнений идентична нижнему. На верхний пакет устанавливается втулка 20, внутри которой установлена деревянная втулка 21. На переходник 19 навинчивается гайка 22, имеющая в торце отверстия с уплотнением для прохождения штока 3.Гайка 22 имеет два захвата 23 для ее завинчивания. Между гайкой 22 и втулками 20 и 21 имеется полость E для заполнения ее смазкой. Переходник 19 имеет неподвижное соединение с двумя одинаковыми трубами 24 для установки переходника 19 на втулке 4.

Конструкция и назначение трубок 25, закрепленных неподвижно на втулке 4, аналогично трубкам 9 и 24. Фланец 2 имеет две радиусные лыски 26 /фиг.2/. Верхнее кольцо 12 пакета уплотнений имеет два отверстия 14, а нижнее кольцо 13 имеет два отверстия 15, причем нижняя часть отверстия 15 выполнена конусной. В пазу верхней поверхности корпуса I находится уплотнение 27.

Уплотнение штока работает следующим образом.

Полость E заполняют смазкой. Вращением гайки 22 передают усилие на верхний пакет уплотнений штока 3 и тем самым герметизируют внутреннюю полость корпуса I по поверхности. Вращением переходника 19 разжимают нижний пакет уплотнений штока 3. Вращением гайки 8 прижимают нижнюю поверхность фланца 2 к верхней поверхности корпуса 1 и создают усилия поджатия уплотнения 27 посредствам сжатия пружины 6. При включении станка-качалки /не показано/ происходит возвратно-поступательное перемещение штока 3 вдоль вертикальной оси. В процессе работы наблюдается непараллельность оси скважины и оси штока, что приводит к ускоренному износу манжет 16 и потере герметичности прежде всего верхнего пакета уплотнений. При перемещении верхней точки штока 3 происходит перемещение фланца 2 в том же направлении на максимальную величину . Герметичность уплотнения фланец-корпус сохранится вследствие работы пружины 6. Величина горизонтального усилия от смещения штока 3 превышает по величине силу трения, возникающую при перемещении фланца, чему способствует неметаллическое кольцо скольжения 5 и выпуклый частично торообразный участок верхней поверхности упорного кольца 7. При максимально возможном перемещении фланца 2 необходимо производить регулировку расположения привода станка-качалки. При потере герметичности в верхнем пакете уплотнений необходимо вращением переходника 19 создать герметичность в нижнем пакете уплотнений. Удалив гайку 22, втулки 20,21 демонтируют верхний пакет уплотнений. Для снижения трудоемкости демонтажа в отверстия 14 вставляют вспомогательный инструмент /не показано/ и удаляют изношенные манжеты и нижнее уплотнительное кольцо 13. Установив новый верхний пакет уплотнений и смонтировав остальные детали, разгерметизируют нижний пакет уплотнений и сальник готов к работе. Применение предлагаемого уплотнения штока обеспечит надежность уплотнения, исключит односторонний износ манжет, увеличит срок службы уплотнений, обеспечит и ускорит их демонтаж.