close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY1954

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 1954
(13)
C1
6
(51) F 16J 15/32, F 16J 1/00
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(21) Номер заявки: 950766
(22) 11.07.1995
(46) 30.12.1997
ПОРШЕНЬ БУРОВОГО НАСОСА
(71) Заявитель: Институт
механики
металлополимерных систем Академии наук РБ (BY)
(72) Авторы: Вертячих И.М., Гольдаде В.А., Пинчук Л.
С. (BY)
(73) Патентообладатель: Институт механики металлополимерных систем Академии наук РБ (BY)
(57)
1. Поршень бурового насоса, содержащий металлический сердечник с цилиндрическим буртом, манжеты
и уплотнители из износостойкого антифрикционного материала, расположенные по обе стороны от бурта, и
детали их крепления на сердечнике, отличающийся тем, что на наружной поверхности манжет, со стороны
бурта, выполнены кольцевые канавки.
2. Поршень по п.1, отличающийся тем, что кольцевые канавки выполнены радиусными с радиусом 5-10
мм.
3. Поршень по п.1, отличающийся тем, что кольцевые канавки выполнены прямоугольного профиля
шириной 5-20 мм.
4. Поршень по пп.1, 3, отличающийся тем, что профиль дна прямоугольной канавки выполнен в виде чередующихся треугольных выступов с размерами сторон равными 0,25-1 глубины канавки.
(56)
1. А. с. СССР № 1605063, МКИ F 16J 15/32, 1988.
2. А. с. СССР № 1303779, МКИ F 16J 15/32, 1985.
3. А. с. СССР № 1642158, МКИ F 16J 15/32, 1989, (прототип).
4. Эрозия. Пер. с англ./Под ред. К.Прис.-М.: Мир, 1982.-С.464.
Фиг. 1
Изобретение относится к машиностроению, в частности, к уплотнению поршня бурового насоса.
Известна конструкция поршня [1], в котором для повышения ресурса герметизирующего устройства в уплотнительных манжетах созданы напряжения предварительного сжатия, вследствие чего твердость материала
манжеты распределена неравномерно по площади манжеты. Его недостатком является усложнение технологии
изготовления манжеты и конструкции самого поршня.
BY 1954 C1
В уплотнительной манжете сборного поршня бурового насоса [2] наружное кольцо тыльной стороной
соединено с твердой, менее эластичной резинотканевой опорой. Для повышения ресурса манжеты путем
снижения радиальных деформаций она снабжена промежуточными эластичными кольцами с твердостью
выше твердости наружного кольца, расположенными между опорой и наружным кольцом. Твердость и
толщина промежуточных колец увеличиваются в направлении к опоре. Радиальная высота каждого промежуточного кольца составляет 0,6-0,7 от радиальной высоты сопряженного, расположенного ближе к опоре
кольца. Недостатком манжеты является сложность конструкции, содержащей большое количество деталей.
Прототипом изобретения является поршень бурового насоса [3]. Он состоит из металлического сердечника с цилиндрическим буртом, расположенных по обе стороны бурта жестких каркасов, фиксирующих колец и манжет с конусообразными углублениями. Для повышения ресурса манжеты снабжены
полуторроидальными выступами, размещенными в углублениях манжеты, причем высота выступов превышает глубину углублений.
Недостатки прототипа:
локализация кавитационного изнашивания каркаса в зоне его контакта с цилиндрическим буртом;
повышенное контактное напряжение в материале манжеты при помещении поршня в цилиндре;
невысокий ресурс уплотнения поршня.
Задачи, на решение которых направлено заявляемое изобретение:
1) уменьшение кавитационного изнашивания поверхности каркаса;
2) повышение ресурса уплотнения поршня.
Поставленные задачи достигают тем, что в известной конструкции поршня бурового насоса эластичная
манжета со стороны, прилегающей к бурту, имеет кольцевые канавки.
Вариант заявляемого поршня состоит в том, что профиль канавки выполнен радиусным с радиусом 5-10
мм. В следующем варианте кольцевые канавки выполнены прямоугольного профиля шириной 5-20 мм. Последний вариант заявляемой конструкции поршня предусматривает выполнение профиля дна канавки в виде
чередующихся треугольных выступов с размерами сторон равными 0,25-1 глубины канавки.
Технический результат состоит в:
устранении скапливания и распространения кавитационных пузырьков на поверхности манжеты;
снижении кавитационной эрозии манжеты вследствие уменьшения воздействия на нее ударной волны и
удара струй, образующихся при схлопывании пузырьков.
На фиг.1 изображен вариант поршня, состоящего из металлического сердечника 1 с цилиндрическим
буртом 2, по обе стороны которого на сердечник надеты кольцевые манжеты 3 и уплотнители 4. Манжеты
снабжены радиусными кольцевыми канавками 5 с радиусом 5-10 мм.
Углубления расположены на наружной образующей манжет со стороны их контакта с буртом. Манжета
с уплотнителем крепится на сердечнике с помощью опорного кольца 6 и расположенной в кольцевой выточке на сердечнике пружинной шайбе 7. Эти обозначения сохранены на фиг.2 и 3.
При работе бурового насоса в процессе возвратно-поступательного движения поршня из-за резкого изменения направления движения поршня происходит местное уменьшение давления над кольцевой канавкой
манжеты. В зоне, прилегающей к одной из сторон бурта, образуются ядра кавитации (пузырьки) [4]. При
изменении направления движения поршня в зоне с образовавшимися пузырьками давление повышается, пузырьки схлопываются, возникают ударная волна и удары кавитирующих струй. Их энергия гаснет в объеме
перекачиваемой жидкости, заполняющей канавку. В таблице 1 приведены ресурсы поршней бурового насоса, манжеты которых снабжены радиусными кольцевыми канавками радиусом 5-10 мм. Такой профиль
обеспечивает равномерное распределение ударной волны и кавитирующих струй.
Таблица 1
Радиус углубления, мм
Ресурс, ч
5
204
7,6
284
10
372
Прототип
127
На фиг.2 показан вариант конструкции поршня бурового насоса, манжета которого имеет кольцевую канавку прямоугольного профиля шириной 5-20 мм. Ресурсы поршня бурового насоса, на манжете которого
сделана кольцевая канавка прямоугольного профиля представлены в таблице 2.
Таблица 2
Размеры канавки, мм
Ресурс, ч
5×5
5×10
5×20
10×5
10×10
10×20
20×5
20×10
20×20
183
190
216
224
248
285
231
315
402
2
Прототип
127
BY 1954 C1
На фиг.3 показан вариант, когда профиль дна канавки выполнен в виде чередующихся треугольных выступов с размерами сторон равными 0,25-1 глубины канавки. При работе такого поршня кавитирующие
струи и ударная волна разбиваются треугольным профилем дна на отдельные фрагменты. Сила удара
уменьшается, что приводит к снижению кавитационной эрозии манжеты и увеличению ресурса поршня. Ресурсы поршня, манжета которого изготовлена как показано на фиг.3, представлены в таблице 3.
Таблица 3
Размеры сторон выступов
Ресурс, ч
0,25
468
0,5
449
Фиг. 2
1,0
224
Фтиг. 3
Cоставитель А.К. Карачун
Редактор В.Н. Позняк
Корректор Т.Н. Никитина
Заказ 7008
Тираж 20 экз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Прототип
127
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
141 Кб
Теги
by1954, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа