сальниковый узел

Формула изобретения

Сальниковый узел, содержащий корпус с крышкой, в котором соосно размещены уплотняемый элемент, нажимная втулка и сальниковая набивка, уплотняющая напорную полость, заполненную рабочей средой, отличающийся тем, что в корпусе между нажимной втулкой и напорной полостью размещена компенсирующая полость, состоящая из двух камер, разделенных между собой обратным клапаном, отделенная от напорной полости разделительной втулкой, взаимодействующая через нажимную втулку с сальниковой набивкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к уплотнительной технике, применяемой в нефтедобывающей промышленности, и может быть использовано в арматуре штангонасосной установки для герметизации штока штангового насоса.

Одной из причин остановки непрерывного технологического процесса добычи нефти является преждевременный выход из строя сальниковых уплотнительных элементов штанговых насосов, поэтому повышение эксплуатационной надежности устройств для уплотнения устьевого штока и снижение количества циклов их обслуживания актуально.

Известна конструкция сальникового уплотнения [1], содержащая ступенчатый корпус, в котором размещены пакет сальниковой набивки, уплотняемый элемент и нажимная втулка, которая перемещается аксиально.

Недостатком такой конструкции является ее недостаточная надежность вследствие возможности размыкания контакта поршня с набивкой, что требует частого обслуживания (подтяжки).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является сальниковое уплотнение [2], содержащее корпус, в котором установлена аксиально подвижная сальниковая коробка, в гнезде которой размещен уплотнитель, который поджат пружиной и контактирует с крышкой сальника.

Однако эта конструкция имеет недостаточную надежность, при разжатии пружины снижается усилие поджатия сальниковой набивки и имеется возможность обратного движения нажимного элемента.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эксплуатационной надежности сальникового узла и снижение количества циклов обслуживания (подтяжки).

Поставленная техническая задача решена за счет того, что известный сальниковый узел, содержащий корпус с крышкой, в котором соосно размещены уплотняемый элемент, нажимная втулка и сальниковая набивка, уплотняющая напорную полость, заполненную рабочей средой, в корпусе между нажимной втулкой и напорной полостью размещена компенсирующая полость, состоящая из двух камер, разделенных между собой обратным клапаном, отделенная от напорной полости разделительной втулкой и взаимодействующая через нажимную втулку с сальниковой набивкой.

При оценке соответствия комплекса новых признаков сальникового уплотнения критерию "существенные отличия" по доступным авторам и заявителю информационным источникам в известных технических решениях признаков, сходных с заявляемыми, обнаружить не удалось.

На чертеже приведена конструктивная схема сальникового узла.

Сальниковый узел содержит корпус 1 с крышкой 2, в котором соосно размещены уплотняемый элемент 3, нажимная втулка 4 и сальниковая набивка 5, уплотняющая напорную полость 6, заполненную рабочей средой. В корпусе между нажимной втулкой 4 и напорной полостью 6 размещена компенсирующая полость, состоящая из двух камер 7 и 8, разделенных между собой обратным клапаном 10, взаимодействующая через нажимную втулку 4 с сальниковой набивкой 5. Создание избыточного давления в компенсирующей полости 7 через обратный клапан 10 передается в полость 8, после чего преобразовывается в поступательное перемещение нажимной втулки 4, которая в свою очередь производит поджим сальниковой набивки 5, компенсируя износ материала сальниковой набивки в процессе трения уплотняемого элемента 3 о материал сальника. Таким образом, сальниковая набивка 5 находится в поджатом состоянии до полного износа и не требует дополнительного периодического обслуживания (подтяжки). Компенсирующие полости 7 и 8 заполнены жидкостью, работающей при низких температурах до -60°С. Поверхности между корпусом 1, нажимной втулкой 4, обратным клапаном 10, разделительной втулкой 9 уплотнены резиновыми манжетами 11, 12 и 13. Компенсирующая полость 7 и полость для сальниковой набивки 5 равны между собой по объему.

Сальниковый узел работает следующим образом. В процессе работы уплотняемый элемент 3 совершает вращательное или возвратно поступательное движение. При износе сальниковой набивки 5 нажимная втулка 4 под действием давления в компенсирующей полости 8 выдвигается и осуществляет компенсацию объема выношенной сальниковой набивки 5. Давление в компенсирующей полости 8 создается за счет перетока жидкости через обратный клапан 10 из компенсирующей полости 7. В компенсирующую полость 7 давление рабочей среды передается через разделительную втулку 9, осуществляющую одновременно раздел рабочей среды в напорной полости 6, в которой присутствуют газ и твердые включения, и жидкости в компенсирующей полости 7. Обратное движение нажимной втулки 4, снижение давления сальниковой набивки 5 на уплотняемый элемент 3 и разгерметизация напорной полости невозможны, так как выход рабочей среды из компенсирующей полости 8 закрыт обратным клапаном 10.

Таким образом, предлагаемый вариант сальникового узла позволяет поддерживать постоянное давление сальниковой набивки на уплотняемый элемент и автоматически компенсировать ее износ, что позволит значительно повысить надежность сальникового узла и снизить количество циклов обслуживания.

Источники информации

1. А.с. № 2061919, RU МПК F 16 J 15/18 Способ затяжки сальникового уплотнения/ Портнов В.П., опубл. БИО 06.10.1996.

2. А.с. № 2005936, RU, МПК F 16 J 15/24 Сальниковое уплотнение/ Гафт Я.З., Смирнов И.Н., опубл. БИО 01.15.1994.