阅读说明：本技术 一种柱塞压裂泵密封圈 (Plunger fracturing pump sealing washer ) 是由 李厚宁 罗盛昌 于 2019-09-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及密封圈技术领域,公开了一种柱塞压裂泵密封圈。柱塞压裂泵密封圈包括层叠分布的承压环和密封环,所述承压环和密封环同轴布置,所述密封环至少有两个,所述承压环包括位于内部的基体层和包裹在所述基体层外部的保护层,所述基体层的材料为弹性材料,所述保护层的材料为耐磨材料。承压环的基体层外还布置有保护层,保护层的材料为耐磨材料,耐磨材料的耐磨性好,强度高,承压环具有更好的耐磨性和更高的抗压强度,延长了密封圈的使用寿命。(The invention relates to the technical field of sealing rings and discloses a sealing ring of a plunger fracturing pump. The plunger fracturing pump sealing ring comprises a bearing ring and a sealing ring which are distributed in a stacked mode, the bearing ring and the sealing ring are arranged coaxially, the number of the sealing rings is at least two, the bearing ring comprises a base body layer located inside and a protective layer wrapped outside the base body layer, the base body layer is made of elastic materials, and the protective layer is made of wear-resistant materials. The protective layer is arranged outside the base body layer of the pressure-bearing ring, the protective layer is made of wear-resistant materials, the wear resistance of the wear-resistant materials is good, the strength is high, the pressure-bearing ring has better wear resistance and higher compressive strength, and the service life of the sealing ring is prolonged.)

一种柱塞压裂泵密封圈

技术领域

本发明涉及密封圈技术领域，特别是涉及一种柱塞压裂泵密封圈。

背景技术

柱塞压裂泵具有压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便的特点，广泛应用于液压机、工程机械、井下工具等行业。柱塞压裂泵配套使用的密封件，在工作时要求密封可靠，使用寿命长，抗高压，不易磨损。

授权公告号为CN204061867U，授权公告日为2014.12.31的中国实用新型专利公开了一种高压压裂泵密封圈，该高压压裂泵密封圈包括若干同轴叠加设置的A环、B环和C环，A环设置于顶部，C环设置于底部，A环采用弹性材料制作而成，A环和C环间设置有若干层B环，各B环包括底部为弧状的环根部和在环根部上方彼此对称设置的B环唇口，对称布置的B环唇口之间设置有间隔槽。

上述的高压压裂泵密封圈在使用时，A环采用的弹性材料通常为纯橡胶，B环采用夹布橡胶，A环和B环采用层叠密封方式，以增强密封圈的密封性。但是这样的结构在实际使用时，由于柱塞压裂泵具有高压力的特点，并且在泥沙的工况中，由传统结构的橡胶材料形成的A环抗压能力较弱，在高压环境中会发生击穿现象，发生泄漏；同时柱塞压裂泵工作过程中，柱塞往复运动，与A环反复摩擦，纯橡胶材料的A环抗磨损能力较弱，从而导致密封圈使用寿命较短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有的柱塞压裂泵的组合密封圈由纯橡胶材料制成，抗压能力以及抗磨损能力较弱，导致密封圈使用寿命较短。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种柱塞压裂泵密封圈的技术方案为：

一种柱塞压裂泵密封圈，包括层叠分布的承压环和密封环，所述承压环和密封环同轴布置，所述密封环至少有两个，所述承压环包括位于内部的基体层和包裹在所述基体层外部的保护层，所述基体层的材料为弹性材料，所述保护层的材料为耐磨材料。

进一步地，所述保护层的材料为夹布橡胶或者耐磨纤维。

进一步地，所述保护层与基体层采用硫化工艺或者粘接工艺制作成型。

进一步地，所述承压环的内侧具有向内凸出的弧形凸面，所述弧形凸面形成承压环的动密封面。

进一步地，所述承压环的内侧具有向内凸出的弧形凸面，所述弧形凸面形成承压环的动密封面。

进一步地，所述密封面与所述弧形凸面的弧度相同且平滑过渡。

进一步地，所述密封环的顶部设置有对称布置的密封唇，所述密封唇之间开设有间隔槽。

进一步地，所述密封唇的顶面为沿远离所述间隔槽的方向向上倾斜的倾斜面。

进一步地，所述承压环的材料为氢化丁腈橡胶。

进一步地，所述承压环的内侧具有向内凸出的弧形凸面，所述弧形凸面形成承压环的动密封面。

本发明实施例一种柱塞压裂泵密封圈与现有技术相比，其有益效果在于：承压环的基体层外还布置有保护层，保护层的材料为耐磨材料，耐磨材料的耐磨性好，强度高，承压环具有更好的耐磨性和更高的抗压强度，延长了密封圈的使用寿命。

本发明实施例的一种柱塞压裂泵密封圈还具有的有益效果在于，夹布橡胶的成本低，包裹方式简单；保护层和基体层采用硫化工艺制作成型，硫化工艺可增大承压环的弹性；密封唇可以增大密封环与承压环之间、不同的密封环之间的接触面积，间隔槽利于受到压力时，唇口更加容易张开，补偿密封力，提高密封能力；弧状的环根部可增强密封环的耐高压性能，减少密封圈使用过程中密封环沿轴向的被压缩量，从而减少密封环内侧与轴间的摩擦，增强密封圈的使用性能；承压环采用氢化丁腈橡胶材料，氢化丁腈橡胶为弹性材料，承压环在不施加轴向预紧力的前提下就有合适的密封应力，保证在吸液行程中不吸入空气；弧形凸面使得承压环有了径向的过盈，使承压环在原始状态下就能产生密封应力，在保证密封应力的前提下减少了接触面积，平衡了密封应力和摩擦力。

附图说明

图1是本发明的柱塞压裂泵密封圈优选实施例的结构示意图。

图中，1、承压环；2、密封环；3、基体层；4、保护层；5、弧形凸面；6、密封唇；7、间隔槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的一种柱塞压裂泵密封圈的优选实施例，如图1所示，该柱塞压裂泵密封圈包括层叠分布的承压环1和密封环2，承压环1和密封环2同轴布置，在本实施例中，密封环2共有两个，在其他实施例中，根据密封强度的需要，密封环2也可以有三个、四个等。定义该柱塞压裂泵密封圈靠近承压环1的一侧为顶侧，即承压环1布置在该压裂泵组合密封圈的顶部，柱塞压裂泵密封圈的受压方向为自承压环1至密封环2方向。

承压环1包括位于内部的基体层3和包裹在基体层3外部的保护层4，基体层33的材料为弹性材料，在本实施例中，该弹性材料为氢化丁腈橡胶，保护层4的材料为夹布橡胶，保护层4与基体层3采用硫化工艺制作成型，以增大承压环1的弹性；在其他实施例中，集体层3与保护层4也可以采用粘接工艺制作成型。氢化丁腈橡胶为弹性材料，承压环1在不施加轴向预紧力的前提下就有合适的密封应力，保证在吸液行程中不吸入空气。夹布橡胶的制作方式成熟，成本低，采用粘接剂可直接固定在基体层3的外部，包裹方式简单。在其他实施例中，保护层4的材料也可以为高强度的耐磨纤维，如粘胶纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维等。

承压环1的内侧具有向内凸出的弧形凸面5，弧形凸面5形成承压环1的动密封面。承压环1的底侧具有与密封环2配合的密封面，密封面与弧形凸面5的弧度相同且平滑过渡。弧形凸面5形成承压环1的动密封面，弧形凸面5使得承压环1有了径向的过盈，使承压环1在原始状态下就能产生密封应力，在保证密封应力的前提下减少了接触面积，平衡了密封应力和摩擦力。

密封环2的顶部具有对称的密封唇6，密封环2于两个密封唇6之间开设有用于储存压裂液的间隔槽7，密封唇6的顶面为沿远离间隔槽7的方向向上倾斜的倾斜面。在承压环1磨损严重时，间隔槽7利于受到压力时，唇口更加容易张开，补偿密封力，提高密封能力。密封环2的底部设置有弧状的环根部，弧状的环根部可增强密封环2的耐高压性能，减少密封圈使用过程中密封环2沿轴向的被压缩量，从而减少密封环2内侧与柱塞杆之间的摩擦。

综上，本发明实施例提供一种柱塞压裂泵密封圈，在承压环的基体层外布置有保护层，保护层的材料为耐磨材料，耐磨材料的耐磨性好，强度高，承压环具有更好的耐磨性和更高的抗压强度，延长了密封圈的使用寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。