RU2809173C1 - Наборный узел уплотнения - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к наборному узлу уплотнения. Наборное уплотнение расположено внутри кольцевого пространства, образованного между зондом и корпусом узла, и выполнено с возможностью обеспечения радиального уплотнения между зондом и корпусом. Наборное уплотнение включает в себя первый опорный фиксатор, первое манжетное уплотнение, первую опорную систему уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо, расположенное между первым опорным фиксатором и первым манжетным уплотнением, второй опорный фиксатор, выполненный с возможностью поддержки первого манжетного уплотнения, второе манжетное уплотнение, вторую опорную систему уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо, расположенное между вторым опорным фиксатором и вторым манжетным уплотнением, и третий опорный фиксатор, выполненный с возможностью поддержки второго манжетного уплотнения. Изобретение повышает надежность уплотнения при предотвращении утечек среды. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Уплотнения применяют во многих отраслях промышленности для предотвращения утечек между компонентами узла. В некоторых случаях уплотнения могут подвергаться экстремальным условиям эксплуатации, таким как максимальное давление или температура. Такие экстремальные условия эксплуатации часто требуют применения наборного узла уплотнения для компенсации сочленения, деформации, смещения и/или относительного перемещения между компонентами узла. Однако давление, превышающее определенный порог, может привести к повреждению и, в конечном счете, выходу из строя одного или более компонентов уплотнения в наборном узле уплотнения. Соответственно, промышленность по-прежнему требует усовершенствования технологии уплотнений для таких применений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Чтобы отличительные признаки и преимущества вариантов осуществления по настоящему изобретению стали более доступными для понимания, в прилагаемых графических материалах подробно проиллюстрированы способы их применения. Однако графические материалы иллюстрируют только некоторые варианты осуществления и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения, поскольку могут существовать другие одинаково эффективные варианты осуществления.

На ФИГ. 1 представлен частичный вид в поперечном сечении узла с кольцевым наборным узлом уплотнения в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания.

На ФИГ. 2 представлен частичный вид в поперечном сечении узла с кольцевым наборным узлом уплотнения в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания.

На ФИГ. 3A представлен частичный вид в поперечном сечении, показывающий распределение напряжений на манжетном уплотнении традиционного кольцевого наборного уплотнения.

На ФИГ. 3Б представлен частичный вид в поперечном сечении, показывающий распределение напряжений на манжетном уплотнении кольцевого наборного уплотнения, имеющего по меньшей мере одно опорное кольцо, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания.

Использование тех же опорных символов на разных чертежах указывает на аналогичные или идентичные элементы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО(-ЫХ) ВАРИАНТА(-ОВ) ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На ФИГ. 1 представлен частичный вид в поперечном сечении узла 100 с кольцевым наборным узлом 150 уплотнения в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания. В некоторых вариантах осуществления узел 100 может представлять собой узел муфты, узел соленоида или узел клапана. В более конкретных вариантах осуществления узел 100 может представлять собой подводный узел муфты, подводный узел соленоида или подводный узел клапана. Узел 100 может по существу содержать корпус 102 и зонд 104, который совершает колебания, возвратно-поступательные движения, вращение, вибрацию или их комбинации относительно корпуса 102. Узел 100 может дополнительно содержать кольцевое пространство или полость 106, образованную между корпусом 102 и зондом 104. В некоторых вариантах осуществления корпус 102 может содержать выступ 108, а зонд 104 может содержать выступ 110, определяющий кольцевое пространство или полость 106.

Кольцевой наборный узел 150 уплотнения может быть по существу расположен внутри кольцевого пространства или полости 106 узла 100 и кольцеобразно вокруг зонда 104. Наборный узел 150 уплотнения может быть расположен радиально между корпусом 102 и зондом 104. Наборный узел 150 уплотнения может быть расположен в осевом направлении между выступами 108, 110 корпуса 102 и зондом 104. Наборный узел 150 уплотнения может быть по существу выполнен с возможностью контакта и обеспечения радиального уплотнения между корпусом 102 и зондом 104 узла 100. Наборный узел 150 уплотнения также может быть выполнен с возможностью центрирования зонда 104 внутри корпуса 102 и динамического протирания зонда 104 во время работы узла 100 для защиты зонда от загрязнений и/или другого мусора, который может нарушить целостность радиального уплотнения, образованного между корпусом 102 и зондом 104.

Наборный узел 150 уплотнения по существу может содержать множество опорных фиксаторов 152, 154, 156 и множество манжетных уплотнений 158, 160. Дополнительно, наборный узел 150 уплотнения может содержать множество опорных систем 162, 164 уплотнения. Более конкретно, наборный узел 150 уплотнения может содержать первый опорный фиксатор 152, первое манжетное уплотнение 158 и первую опорную систему 162 уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо 163, расположенное между первым опорным фиксатором 152 и первым манжетным уплотнением 158. Наборный узел 150 уплотнения может также содержать центральный или второй опорный фиксатор 154, второе манжетное уплотнение 160 и вторую опорную систему 164 уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо 165, расположенное между вторым опорным фиксатором 154 и вторым манжетным уплотнением 160. Наборный узел 150 уплотнения может также содержать третий опорный фиксатор 156.

Первый опорный фиксатор 152 может по существу содержать по существу плоскую наружную часть 166, которая может находиться в контакте с выступом 110 зонда 104. Первый опорный фиксатор 152 также может содержать изогнутую поверхность или полость 168. Полость 168 может по существу содержать изогнутый профиль и может быть выполнена с возможностью по меньшей мере частичного приема опорного кольца 163 первой опорной системы 162 уплотнения. В некоторых вариантах осуществления радиус изогнутого профиля полости 168 может соответствовать наружному радиусу опорного кольца 163. В некоторых вариантах осуществления радиус изогнутого профиля полости 168 может быть меньше наружного радиуса опорного кольца 163 таким образом, что опорное кольцо 163 может соответствовать кривизне изогнутого профиля полости 168 при сжатии.

Первое манжетное уплотнение 158 может по существу содержать наружную уплотнительную ножку 170, выполненную с возможностью формирования радиального уплотнения с корпусом 102, дугообразную часть 171 и внутреннюю уплотнительную ножку 172, выполненную с возможностью формирования радиального уплотнения с зондом 104. В некоторых вариантах осуществления наружный радиус дугообразной части 171 первого манжетного уплотнения 158 может соответствовать внутреннему радиусу опорного кольца 163. В некоторых вариантах осуществления наружный радиус дугообразной части 171 первого манжетного уплотнения 158 может быть больше внутреннего радиуса опорного кольца 163 таким образом, что опорное кольцо 163 может соответствовать кривизне первого манжетного уплотнения 158 при сжатии. Первое манжетное уплотнение 158 может по существу содержать по существу J-образный профиль поперечного сечения. В других вариантах осуществления первое манжетное уплотнение 158 может содержать по существу U-образный профиль поперечного сечения, по существу D-образный профиль поперечного сечения, по существу C-образный профиль поперечного сечения, по существу параболический профиль поперечного сечения, по существу овальный профиль поперечного сечения или профиль поперечного сечения любой другой формы. Первое манжетное уплотнение 158 может быть по существу выполнено из упругого металлического материала. Более конкретно, первое манжетное уплотнение 158 может быть выполнено из сплава на основе никеля и хрома, такого как Inconel®, сплава на основе никеля, никеля, сплава кобальта, хрома и никеля, такого как Elgiloy®, титана, вольфрама, нержавеющей стали, пружинной стали, стали, алюминия, цинка, меди, магния, олова, платины, свинца, железа или бронзы. В некоторых вариантах осуществления первое манжетное уплотнение 158 может содержать плакировку или покрытие, такое как золотое покрытие, серебряное покрытие, никелевое покрытие, покрытие из нитрида алюминия и хрома (AlCrN), покрытие из нитрида титана и алюминия (TiAlN), любое другое износостойкое металлическое покрытие или любую их комбинацию.

Первая опорная система 162 уплотнения может по существу содержать по меньшей мере одно опорное кольцо 163, расположенное между первым опорным фиксатором 152 и первым манжетным уплотнением 158. Опорное кольцо 163 может по существу содержать дуговое металлическое кольцо, расположенное между радиусом изогнутого профиля полости 168 первого опорного фиксатора 152 и наружным радиусом дугообразной части 171 первого манжетного уплотнения 158. В некоторых вариантах осуществления опорное кольцо 163 может быть выполнено с возможностью поддержки первого манжетного уплотнения 158 путем изгибания с перемещением первого манжетного уплотнения 158. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления опорное кольцо 163 может соответствовать кривизне изогнутого профиля полости 168 первого опорного фиксатора 152 и/или кривизне наружного радиуса дугообразной части 171 первого манжетного уплотнения 158 при сжатии. Для облегчения этой поддержки смежные изогнутые поверхности могут иметь разные радиусы. Более конкретно, в некоторых вариантах осуществления уменьшение радиальной геометрии может проходить от первого манжетного уплотнения 158 к полости 168 первых опорных фиксаторов 152.

Соответственно, в некоторых вариантах осуществления наружный радиус опорного кольца 163 может по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% превышать радиус изогнутого профиля полости 168 первого опорного фиксатора 152. В некоторых вариантах осуществления наружный радиус опорного кольца 163 может не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% превышать радиус изогнутого профиля полости 168 первого опорного фиксатора 152. Кроме того, следует понимать, что наружный радиус опорного кольца 163 может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% превышать радиус изогнутого профиля полости 168 первого опорного фиксатора 152. Однако в альтернативных вариантах осуществления наружный радиус опорного кольца 163 может быть по существу аналогичен радиусу изогнутого профиля полости 168 первого опорного фиксатора 152.

В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус опорного кольца 163 может быть по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% меньше наружного радиуса первого манжетного уплотнения 158. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус опорного кольца 163 может быть не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% меньше наружного радиуса первого манжетного уплотнения 158. Кроме того, следует понимать, что внутренний радиус опорного кольца 163 может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% превышать наружный радиус первого манжетного уплотнения 158. Однако в альтернативных вариантах осуществления внутренний радиус опорного кольца 163 может быть по существу аналогичен наружному радиусу первого манжетного уплотнения 158.

В некоторых вариантах осуществления наружный радиус первого манжетного уплотнения 158 может быть меньше радиуса изогнутого профиля полости 168 первого опорного фиксатора 152, что может обеспечивать расширение первого манжетного уплотнения 158 при сжатии без ограничения первого манжетного уплотнения 158 от уплотнения на зонде 104.

Опорное кольцо 163 может быть по существу выполнено из упругого металлического материала. Более конкретно, опорное кольцо 163 может быть выполнено из сплава на основе никеля и хрома, такого как Inconel®, сплава на основе никеля, никеля, сплава кобальта, хрома и никеля, такого как Elgiloy®, титана, вольфрама, нержавеющей стали, пружинной стали, стали, алюминия, цинка, меди, магния, олова, платины, свинца, железа или бронзы. В некоторых вариантах осуществления опорное кольцо 163 может содержать плакировку или покрытие, такое как золотое покрытие, серебряное покрытие, никелевое покрытие, покрытие из нитрида алюминия и хрома (AlCrN), покрытие из нитрида титана и алюминия (TiAlN), любое другое износостойкое металлическое покрытие или любую их комбинацию.

Второй опорный фиксатор 154 может по существу содержать удлиненную пальцевую часть 174, выполненную с возможностью поддержки первого манжетного уплотнения 158. В некоторых вариантах осуществления удлиненная пальцевая часть 174 второго опорного фиксатора 154 может находиться в контакте с внутренним радиусом дугообразной части 171 первого манжетного уплотнения 158. Второй опорный фиксатор 154 может также содержать изогнутую поверхность или полость 176. Полость 176 может по существу содержать изогнутый профиль и может быть выполнена с возможностью по меньшей мере частичного приема опорного кольца 165 второй опорной системы 164 уплотнения. В некоторых вариантах осуществления радиус изогнутого профиля полости 176 может соответствовать наружному радиусу опорного кольца 165. В некоторых вариантах осуществления радиус изогнутого профиля полости 176 может быть меньше наружного радиуса опорного кольца 165 таким образом, что опорное кольцо 165 может соответствовать кривизне изогнутого профиля полости 176 при сжатии.

Второе манжетное уплотнение 160 может по существу содержать наружную уплотнительную ножку 178, выполненную с возможностью формирования радиального уплотнения с корпусом 102, дугообразную часть 179 и внутреннюю уплотнительную ножку 180, выполненную с возможностью формирования радиального уплотнения с зондом 104. В некоторых вариантах осуществления наружный радиус дугообразной части 179 второго манжетного уплотнения 160 может соответствовать внутреннему радиусу опорного кольца 165. В некоторых вариантах осуществления наружный радиус дугообразной части 179 второго манжетного уплотнения 160 может быть больше внутреннего радиуса опорного кольца 165 таким образом, что опорное кольцо 165 может соответствовать кривизне второго манжетного уплотнения 160 при сжатии. Второе манжетное уплотнение 160 может по существу содержать по существу J-образный профиль поперечного сечения. В других вариантах осуществления второе манжетное уплотнение 160 может содержать по существу U-образный профиль поперечного сечения, по существу D-образный профиль поперечного сечения, по существу C-образный профиль поперечного сечения, по существу параболический профиль поперечного сечения, по существу овальный профиль поперечного сечения или профиль поперечного сечения любой другой формы. Второе манжетное уплотнение 160 может быть по существу выполнено из упругого металлического материала. Более конкретно, второе манжетное уплотнение 160 может быть выполнено из сплава на основе никеля и хрома, такого как Inconel®, сплава на основе никеля, никеля, сплава кобальта, хрома и никеля, такого как Elgiloy®, титана, вольфрама, нержавеющей стали, пружинной стали, стали, алюминия, цинка, меди, магния, олова, платины, свинца, железа или бронзы. В некоторых вариантах осуществления второе манжетное уплотнение 160 может содержать плакировку или покрытие, такое как золотое покрытие, серебряное покрытие, никелевое покрытие, покрытие из нитрида алюминия и хрома (AlCrN), покрытие из нитрида титана и алюминия (TiAlN), любое другое износостойкое металлическое покрытие или любую их комбинацию.

Вторая опорная система 164 уплотнения может по существу содержать по меньшей мере одно опорное кольцо 165, расположенное между вторым опорным фиксатором 154 и вторым манжетным уплотнением 160. Опорное кольцо 165 может по существу содержать дуговое металлическое кольцо, расположенное между радиусом изогнутого профиля полости 176 второго опорного фиксатора 154 и наружным радиусом дугообразной части 179 второго манжетного уплотнения 160. В некоторых вариантах осуществления опорное кольцо 165 может быть выполнено с возможностью поддержки второго манжетного уплотнения 160 путем изгибания с перемещением второго манжетного уплотнения 160. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления опорное кольцо 165 может соответствовать кривизне изогнутого профиля полости 176 второго опорного фиксатора 154 и/или кривизне наружного радиуса дугообразной части 179 второго манжетного уплотнения 160 при сжатии. Для облегчения этой поддержки смежные изогнутые поверхности могут иметь разные радиусы. Более конкретно, уменьшение радиальной геометрии может проходить от второго манжетного уплотнения 160 к полости 176 второго опорного фиксатора 154.

В некоторых вариантах осуществления наружный радиус опорного кольца 165 может быть больше радиуса изогнутого профиля полости 176 второго опорного фиксатора 154. В некоторых вариантах осуществления наружный радиус опорного кольца 165 может по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% превышать радиус изогнутого профиля полости 176 второго опорного фиксатора 154. В некоторых вариантах осуществления наружный радиус опорного кольца 165 может не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% превышать радиус изогнутого профиля полости 176 второго опорного фиксатора 154. Кроме того, следует понимать, что наружный радиус опорного кольца 165 может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% превышать радиус изогнутого профиля полости 176 второго опорного фиксатора 154. Однако в альтернативных вариантах осуществления наружный радиус опорного кольца 165 может быть по существу аналогичен радиусу изогнутого профиля полости 176 второго опорного фиксатора 154.

В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус опорного кольца 165 может быть меньше наружного радиуса второго манжетного уплотнения 160. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус опорного кольца 163 может быть по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% меньше наружного радиуса второго манжетного уплотнения 160. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус опорного кольца 165 может быть не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% меньше наружного радиуса второго манжетного уплотнения 160. Кроме того, следует понимать, что внутренний радиус опорного кольца 165 может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% превышать наружный радиус второго манжетного уплотнения 160. Однако в альтернативных вариантах осуществления внутренний радиус опорного кольца 165 может быть по существу аналогичен наружному радиусу второго манжетного уплотнения 160.

В некоторых вариантах осуществления наружный радиус второго манжетного уплотнения 160 может быть меньше радиуса изогнутого профиля полости 176 второго опорного фиксатора 154, что может обеспечивать расширение второго манжетного уплотнения 160 при сжатии без ограничения второго манжетного уплотнения 160 от уплотнения на зонде 104.

Третий опорный фиксатор 156 может по существу содержать удлиненную пальцевую часть 182, выполненную с возможностью поддержки второго манжетного уплотнения 160. В некоторых вариантах осуществления удлиненная пальцевая часть 182 третьего опорного фиксатора 156 может находиться в контакте с внутренним радиусом дугообразной части 179 второго манжетного уплотнения 160. Третий опорный фиксатор 156 также может содержать по существу плоскую наружную часть 184, которая может находиться в контакте с выступом 108 корпуса 102. Таким образом, следует понимать, что наборный узел 150 уплотнения может быть расположен радиально между корпусом 102 и зондом 104 и расположен в осевом направлении между выступом 108 корпуса 102 и выступом 110 зонда 104.

На ФИГ. 2 представлен частичный вид в поперечном сечении узла 100, имеющего наборный узел 250 уплотнения, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего описания. Наборный узел 250 уплотнения по существу может содержать множество опорных фиксаторов 252, 254, 256 и множество манжетных уплотнений 258, 260. Наборный узел 250 уплотнения может содержать множество опорных систем 262, 264 уплотнения. Более конкретно, наборный узел 250 уплотнения может содержать первый опорный фиксатор 252, первое манжетное уплотнение 258 и первую опорную систему 262 уплотнения, содержащую множество опорных колец 263a, 263b, 263c, расположенных между первым опорным фиксатором 252 и первым манжетным уплотнением 258. Наборный узел 250 уплотнения может также содержать центральный или второй опорный фиксатор 254, второе манжетное уплотнение 260 и вторую опорную систему 264 уплотнения, содержащую множество опорных колец 265a, 265b, 265c, расположенных между вторым опорным фиксатором 254 и вторым манжетным уплотнением 260. Наборный узел 250 уплотнения может также содержать третий опорный фиксатор 256.

Первый опорный фиксатор 252 может по существу содержать по существу плоскую наружную часть 266, которая может находиться в контакте с выступом 110 зонда 104. Первый опорный фиксатор 252 также может содержать изогнутую поверхность или полость 268. Полость 268 может по существу содержать изогнутый профиль и может быть выполнена с возможностью по меньшей мере частичного приема одного или более из множества опорных колец 263a, 263b, 263c.

Первое манжетное уплотнение 258 может по существу содержать наружную уплотнительную ножку 270, выполненную с возможностью формирования радиального уплотнения с корпусом 102, дугообразную часть 271 и внутреннюю уплотнительную ножку 272, выполненную с возможностью формирования радиального уплотнения с зондом 104. Первое манжетное уплотнение 158 может по существу содержать по существу J-образный профиль поперечного сечения. В других вариантах осуществления первое манжетное уплотнение 258 может содержать по существу U-образный профиль поперечного сечения, по существу D-образный профиль поперечного сечения, по существу C-образный профиль поперечного сечения, по существу параболический профиль поперечного сечения, по существу овальный профиль поперечного сечения или профиль поперечного сечения любой другой формы. Первое манжетное уплотнение 258 может быть по существу выполнено из упругого металлического материала. Более конкретно, первое манжетное уплотнение 258 может быть выполнено из сплава на основе никеля и хрома, такого как Inconel®, сплава на основе никеля, никеля, сплава кобальта, хрома и никеля, такого как Elgiloy®, титана, вольфрама, нержавеющей стали, пружинной стали, стали, алюминия, цинка, меди, магния, олова, платины, свинца, железа или бронзы. В некоторых вариантах осуществления первое манжетное уплотнение 258 может содержать плакировку или покрытие, такое как золотое покрытие, серебряное покрытие, никелевое покрытие, покрытие из нитрида алюминия и хрома (AlCrN), покрытие из нитрида титана и алюминия (TiAlN), любое другое износостойкое металлическое покрытие или любую их комбинацию.

Первая опорная система 262 уплотнения может по существу содержать множество опорных колец 263a, 263b, 263c, расположенных между первым опорным фиксатором 252 и первым манжетным уплотнением 258. Опорные кольца 263a, 263b, 263c могут по существу содержать дуговые металлические кольца, расположенные между радиусом изогнутого профиля полости 268 первого опорного фиксатора 252 и наружным радиусом дугообразной части 271 первого манжетного уплотнения 258. В некоторых вариантах осуществления опорные кольца 263a, 263b, 263c могут быть выполнены с возможностью поддержки первого манжетного уплотнения 258 путем изгибания с перемещением первого манжетного уплотнения 258. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления опорные кольца 263a, 263b, 263c могут соответствовать кривизне изогнутого профиля полости 268 первого опорного фиксатора 252, кривизне смежных опорных колец 263 и/или кривизне наружного радиуса дугообразной части 271 первого манжетного уплотнения 258 при сжатии. Для облегчения этой поддержки смежные изогнутые поверхности могут иметь разные радиусы. Более конкретно, уменьшение радиальной геометрии может проходить от первого манжетного уплотнения 258 к полости 268 первых опорных фиксаторов 252.

В некоторых вариантах осуществления наружный радиус первого опорного кольца 263a может быть больше радиуса изогнутого профиля полости 268 первого опорного фиксатора 252. В некоторых вариантах осуществления наружный радиус первого опорного кольца 263a может по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% превышать радиус изогнутого профиля полости 268 первого опорного фиксатора 252. В некоторых вариантах осуществления наружный радиус первого опорного кольца 263a может не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% превышать радиус изогнутого профиля полости 268 первого опорного фиксатора 252. Кроме того, следует понимать, что наружный радиус первого опорного кольца 263a может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% превышать радиус изогнутого профиля полости 268 первого опорного фиксатора 252. Однако в альтернативных вариантах осуществления наружный радиус первого опорного кольца 263a может быть по существу аналогичен радиусу изогнутого профиля полости 268 первого опорного фиксатора 252.

В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус первого опорного кольца 263a может быть меньше наружного радиуса второго опорного кольца 263b. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус первого опорного кольца 263a может быть по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% меньше наружного радиуса второго опорного кольца 263b. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус первого опорного кольца 263a может быть не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% меньше наружного радиуса второго опорного кольца 263b. Кроме того, следует понимать, что внутренний радиус первого опорного кольца 263a может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% меньше наружного радиуса второго опорного кольца 263b.

В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус второго опорного кольца 263b может быть меньше наружного радиуса третьего опорного кольца 263c. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус второго опорного кольца 263b может быть по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% меньше наружного радиуса третьего опорного кольца 263c. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус второго опорного кольца 263b может быть не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% меньше наружного радиуса третьего опорного кольца 263c. Кроме того, следует понимать, что внутренний радиус второго опорного кольца 263b может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% меньше наружного радиуса третьего опорного кольца 263c.

В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус третьего опорного кольца 263c может быть меньше наружного радиуса первого манжетного уплотнения 258. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус третьего опорного кольца 263c может быть по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% меньше наружного радиуса первого манжетного уплотнения 258. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус третьего опорного кольца 263c может быть не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% меньше наружного радиуса первого манжетного уплотнения 258. Кроме того, следует понимать, что внутренний радиус третьего опорного кольца 263c может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% превышать наружный радиус первого манжетного уплотнения 258. Однако в альтернативных вариантах осуществления внутренний радиус третьего опорного кольца 263c может быть по существу аналогичен наружному радиусу первого манжетного уплотнения 258.

В некоторых вариантах осуществления наружный радиус первого манжетного уплотнения 258 может быть меньше радиуса изогнутого профиля полости 268 первого опорного фиксатора 252, что может обеспечивать расширение первого манжетного уплотнения 258 при сжатии без ограничения первого манжетного уплотнения 258 от уплотнения на зонде 104.

Опорные кольца 263a, 263b, 263c могут быть по существу выполнены из упругого металлического материала. Более конкретно, опорные кольца 263a, 263b, 263c могут быть выполнены из сплава на основе никеля и хрома, такого как Inconel®, сплава на основе никеля, никеля, сплава кобальта, хрома и никеля, такого как Elgiloy®, титана, вольфрама, нержавеющей стали, пружинной стали, стали, алюминия, цинка, меди, магния, олова, платины, свинца, железа или бронзы. В некоторых вариантах осуществления опорные кольца 263a, 263b, 263c могут содержать плакировку или покрытие, такое как золотое покрытие, серебряное покрытие, никелевое покрытие, покрытие из нитрида алюминия и хрома (AlCrN), покрытие из нитрида титана и алюминия (TiAlN), любое другое износостойкое металлическое покрытие или любую их комбинацию. Однако в конкретном варианте осуществления второе опорное кольцо 263b может быть выполнено из полимерного материала, такого как PEEK.

Второй опорный фиксатор 254 может по существу содержать удлиненную пальцевую часть 274, выполненную с возможностью поддержки первого манжетного уплотнения 258. В некоторых вариантах осуществления удлиненная пальцевая часть 274 второго опорного фиксатора 254 может находиться в контакте с внутренним радиусом дугообразной части 271 первого манжетного уплотнения 258. Второй опорный фиксатор 254 может также содержать изогнутую поверхность или полость 276. Полость 276 может по существу содержать изогнутый профиль и может быть выполнена с возможностью по меньшей мере частичного приема изогнутого профиля и выполнена с возможностью по меньшей мере частичного приема одного или более из множества опорных колец 265a, 265b, 265c. В некоторых вариантах осуществления радиус изогнутого профиля полости 276 может соответствовать наружному радиусу второго опорного кольца 265. В некоторых вариантах осуществления радиус изогнутого профиля полости 276 может быть меньше наружного радиуса второго опорного кольца 265 таким образом, что второе опорное кольцо 265 может соответствовать кривизне изогнутого профиля полости 276 при сжатии.

Второе манжетное уплотнение 260 может по существу содержать наружную уплотнительную ножку 278, выполненную с возможностью формирования радиального уплотнения с корпусом 102, дугообразную часть 279 и внутреннюю уплотнительную ножку 280, выполненную с возможностью формирования радиального уплотнения с зондом 104. Второе манжетное уплотнение 260 может по существу содержать по существу J-образный профиль поперечного сечения. В других вариантах осуществления второе манжетное уплотнение 260 может содержать по существу U-образный профиль поперечного сечения, по существу D-образный профиль поперечного сечения, по существу C-образный профиль поперечного сечения, по существу параболический профиль поперечного сечения, по существу овальный профиль поперечного сечения или профиль поперечного сечения любой другой формы. Второе манжетное уплотнение 260 может быть по существу выполнено из упругого металлического материала. Более конкретно, второе манжетное уплотнение 260 может быть выполнено из сплава на основе никеля и хрома, такого как Inconel®, сплава на основе никеля, никеля, сплава кобальта, хрома и никеля, такого как Elgiloy®, титана, вольфрама, нержавеющей стали, пружинной стали, стали, алюминия, цинка, меди, магния, олова, платины, свинца, железа или бронзы. В некоторых вариантах осуществления второе манжетное уплотнение 260 может содержать плакировку или покрытие, такое как золотое покрытие, серебряное покрытие, никелевое покрытие, покрытие из нитрида алюминия и хрома (AlCrN), покрытие из нитрида титана и алюминия (TiAlN), любое другое износостойкое металлическое покрытие или любую их комбинацию.

Вторая опорная система 264 уплотнения может по существу содержать множество опорных колец 265a, 265b, 265c, расположенных между вторым опорным фиксатором 254 и вторым манжетным уплотнением 260. Опорные кольца 265a, 265b, 265c могут по существу содержать дуговые металлические кольца, расположенные между радиусом изогнутого профиля полости 276 второго опорного фиксатора 254 и наружным радиусом дугообразной части 279 второго манжетного уплотнения 260. В некоторых вариантах осуществления опорные кольца 265a, 265b, 265c могут быть выполнены с возможностью поддержки второго манжетного уплотнения 260 путем изгибания с перемещением второго манжетного уплотнения 260. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления опорные кольца 265а, 265b, 265с могут соответствовать кривизне изогнутого профиля полости 276 второго опорного фиксатора 254, кривизне смежных опорных колец 265 и/или кривизне наружного радиуса дугообразной части 279 второго манжетного уплотнения 260 при сжатии. Для облегчения этой поддержки смежные изогнутые поверхности могут иметь разные радиусы. Более конкретно, уменьшение радиальной геометрии может проходить от второго манжетного уплотнения 260 к полости 276 второго опорного фиксатора 254.

В некоторых вариантах осуществления наружный радиус первого опорного кольца 265a может быть больше радиуса изогнутого профиля полости 276 второго опорного фиксатора 254. В некоторых вариантах осуществления наружный радиус первого опорного кольца 265a может быть по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% превышать радиус изогнутого профиля полости 276 второго опорного фиксатора 254. В некоторых вариантах осуществления наружный радиус первого опорного кольца 265a может не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% превышать радиус изогнутого профиля полости 276 второго опорного фиксатора 254. Кроме того, следует понимать, что наружный радиус первого опорного кольца 265a может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% превышать радиус изогнутого профиля полости 276 второго опорного фиксатора 254. Однако в альтернативных вариантах осуществления наружный радиус первого опорного кольца 265a может быть по существу аналогичен радиусу изогнутого профиля полости 276 второго опорного фиксатора 254.

В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус первого опорного кольца 265a может быть меньше наружного радиуса второго опорного кольца 265b. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус первого опорного кольца 265a может быть по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% меньше наружного радиуса второго опорного кольца 265b. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус первого опорного кольца 265a может быть не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% меньше наружного радиуса второго опорного кольца 265b. Кроме того, следует понимать, что внутренний радиус первого опорного кольца 265a может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% меньше наружного радиуса второго опорного кольца 265b.

В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус второго опорного кольца 265b может быть меньше наружного радиуса третьего опорного кольца 265c. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус второго опорного кольца 265b может быть по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% меньше наружного радиуса третьего опорного кольца 265c. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус второго опорного кольца 265b может быть не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% меньше наружного радиуса третьего опорного кольца 265c. Кроме того, следует понимать, что внутренний радиус второго опорного кольца 265b может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% меньше наружного радиуса третьего опорного кольца 265c.

В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус третьего опорного кольца 265c может быть меньше наружного радиуса второго манжетного уплотнения 260. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус третьего опорного кольца 265c может быть по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% меньше наружного радиуса второго манжетного уплотнения 260. В некоторых вариантах осуществления внутренний радиус третьего опорного кольца 265c может быть не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% меньше наружного радиуса второго манжетного уплотнения 260. Кроме того, следует понимать, что внутренний радиус третьего опорного кольца 265c может быть между любыми указанными минимальным и максимальным значениями, например от по меньшей мере 1% до не более 50% или от по меньшей мере 5% до не более 10% больше, чем меньше наружного радиуса второго манжетного уплотнения 260. Однако в альтернативных вариантах осуществления внутренний радиус третьего опорного кольца 265c может быть по существу аналогичен наружному радиусу второго манжетного уплотнения 260.

В некоторых вариантах осуществления наружный радиус второго манжетного уплотнения 260 может быть меньше радиуса изогнутого профиля полости 276 второго опорного фиксатора 254, что может обеспечивать расширение второго манжетного уплотнения 260 при сжатии без ограничения второго манжетного уплотнения 260 от уплотнения на зонде 104.

Опорные кольца 265a, 265b, 265c могут быть по существу выполнены из упругого металлического материала. Более конкретно, опорные кольца 265a, 265b, 265c могут быть выполнены из сплава на основе никеля и хрома, такого как Inconel®, сплава на основе никеля, никеля, сплава кобальта, хрома и никеля, такого как Elgiloy®, титана, вольфрама, нержавеющей стали, пружинной стали, стали, алюминия, цинка, меди, магния, олова, платины, свинца, железа или бронзы. В некоторых вариантах осуществления опорные кольца 265a, 265b, 265c могут содержать плакировку или покрытие, такое как золотое покрытие, серебряное покрытие, никелевое покрытие, покрытие из нитрида алюминия и хрома (AlCrN), покрытие из нитрида титана и алюминия (TiAlN), любое другое износостойкое металлическое покрытие или любую их комбинацию. Однако в конкретном варианте осуществления второе опорное кольцо 265b может быть выполнено из полимерного материала, такого как PEEK.

Хотя для первой опорной системы 262 уплотнения показаны три опорных кольца 263a, 263b, 263c, и три опорных кольца 265a, 265b, 265c показаны для второй опорной системы 264 уплотнения, следует понимать, что каждая опорная система 262, 264 уплотнения может содержать два, три, четыре или даже 5 опорных колец 263, 265, соответственно. Кроме того, следует понимать, что последовательные опорные кольца 263, 265 могут иметь уменьшение радиальной геометрии, проходящее от манжетных уплотнений 258, 260 до опорных фиксаторов 252, 254, соответственно, в соответствии с описанными в настоящем документе вариантами осуществления. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления наборный узел 150, 250 уплотнения может содержать дополнительные опорные фиксаторы, манжетные уплотнения и/или опорные кольца в зависимости от конфигурации узла и без отступления от сущности настоящего описания.

Третий опорный фиксатор 256 может по существу содержать удлиненную пальцевую часть 282, выполненную с возможностью поддержки второго манжетного уплотнения 260. В некоторых вариантах осуществления удлиненная пальцевая часть 282 третьего опорного фиксатора 256 может находиться в контакте с внутренним радиусом дугообразной части 279 второго манжетного уплотнения 260. Третий опорный фиксатор 256 также может содержать по существу плоскую наружную часть 284, которая может находиться в контакте с выступом 108 корпуса 102. Таким образом, следует понимать, что наборный узел 250 уплотнения может быть расположен радиально между корпусом 102 и зондом 104 и расположен в осевом направлении между выступом 108 корпуса 102 и выступом 110 зонда 104.

Варианты осуществления наборного узла 150, 250 уплотнения могут содержать любые размеры, приемлемые для конкретного применения. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр наборного узла 150, 250 уплотнения может составлять по меньшей мере 1 мм, по меньшей мере 2 мм, по меньшей мере 3 мм, по меньшей мере 4 мм, по меньшей мере 5 мм, по меньшей мере 6 мм, по меньшей мере 7 мм, по меньшей мере 8 мм, по меньшей мере 9 мм, по меньшей мере 10 мм, по меньшей мере 25 мм, по меньшей мере 50 мм, по меньшей мере 75 мм, по меньшей мере 100 мм, по меньшей мере 150 мм, по меньшей мере 200 мм, по меньшей мере 250 мм, по меньшей мере 300 мм или еще больше. В некоторых вариантах осуществления наружный диаметр наборного узла 150, 250 уплотнения может составлять по меньшей мере 1 мм, по меньшей мере 2 мм, по меньшей мере 3 мм, по меньшей мере 4 мм, по меньшей мере 5 мм, по меньшей мере 6 мм, по меньшей мере 7 мм, по меньшей мере 8 мм, по меньшей мере 9 мм, по меньшей мере 10 мм, по меньшей мере 11 мм, по меньшей мере 12 мм, по меньшей мере 13 мм, по меньшей мере 14 мм, по меньшей мере 15 мм, по меньшей мере 25 мм, по меньшей мере 50 мм, по меньшей мере 75 мм, по меньшей мере 100 мм, по меньшей мере 150 мм, по меньшей мере 200 мм, по меньшей мере 250 мм, по меньшей мере 300 мм, по меньшей мере 500 мм или еще больше.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления опорные кольца 163, 165, 263, 265 могут иметь толщину менее толщины одного или более манжетных уплотнений 158, 160, 258, 260. В некоторых вариантах осуществления толщина опорных колец 163, 165, 263, 265 может составлять по меньшей мере 0,10 миллиметра, по меньшей мере 0,125 мм, по меньшей мере 0,15 мм, по меньшей мере 0,20 мм, по меньшей мере 0,25 мм, по меньшей мере 0,50 мм, по меньшей мере 0,75 мм, по меньшей мере 1 мм, по меньшей мере 2 мм, по меньшей мере 5 мм или еще больше.

На ФИГ. 3A и 3Б представлен частичный вид в поперечном сечении, показывающий распределение напряжений на манжетном уплотнении традиционного кольцевого наборного уплотнения и на манжетном уплотнении кольцевого наборного уплотнения 150, 250, имеющего по меньшей мере одно опорное кольцо 163, 263, 165, 265, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания, соответственно. Как показано на ФИГ. 3A, напряжение на дугообразной части манжетного уплотнения традиционного кольцевого наборного уплотнения без опорного кольца превышает около 140 000 фунтов на квадратный дюйм (около 965 МПа). Напряжения такой величины могут привести к выходу из строя манжетного уплотнения. Как показано на ФИГ. 3Б, напряжение на дугообразной части манжетного уплотнения в кольцевом наборном уплотнении 150, 250, имеющем по меньшей мере одно опорное кольцо 163, 263, 165, 265, намного ниже и не превышает около 76 000 фунтов на квадратный дюйм (около 524 МПа). Соответственно, применение по меньшей мере одного опорного кольца 163, 263, 165, 265 в кольцевом наборном уплотнении 150, 250 может предотвратить износ и уменьшить напряжения, что может продлить срок службы, и/или полностью предотвратить выход из строя манжетного уплотнения в кольцевом металлическом наборном уплотнении 150, 250.

Варианты осуществления узла 100 и/или наборного узла 150, 250 уплотнения могут включать в себя одно или более из следующего:

Вариант осуществления 1. Наборный узел уплотнения, содержащий: первый опорный фиксатор; первое манжетное уплотнение; и первую опорную систему уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо, расположенное между первым опорным фиксатором и первым манжетным уплотнением.

Вариант осуществления 2. Наборный узел уплотнения, содержащий: зонд; корпус, расположенный кольцеобразно вокруг зонда; и наборный узел уплотнения, расположенный внутри кольцевого пространства, образованного между зондом и корпусом, и выполненный с возможностью обеспечения радиального уплотнения между зондом и корпусом, причем наборный узел уплотнения содержит: первый опорный фиксатор; первое манжетное уплотнение; и первую опорную систему уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо, расположенное между первым опорным фиксатором и первым манжетным уплотнением.

Вариант осуществления 3. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 1 или по варианту осуществления 2, дополнительно содержащий: второй опорный фиксатор, выполненный с возможностью поддержки первого манжетного уплотнения; второе манжетное уплотнение; вторую опорную систему уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо, расположенное между вторым опорным фиксатором и вторым манжетным уплотнением; и третий опорный фиксатор, выполненный с возможностью поддержки второго манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 4. Наборный узел уплотнения, содержащий: первый опорный фиксатор; первое манжетное уплотнение; первую опорную систему уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо, расположенное между первым опорным фиксатором и первым манжетным уплотнением; второй опорный фиксатор, выполненный с возможностью поддержки первого манжетного уплотнения; второе манжетное уплотнение; вторую опорную систему уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо, расположенное между вторым опорным фиксатором и вторым манжетным уплотнением; и третий опорный фиксатор, выполненный с возможностью поддержки второго манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 5. Наборный узел уплотнения, содержащий: зонд; корпус, расположенный кольцеобразно вокруг зонда; и наборный узел уплотнения, расположенный внутри кольцевого пространства, образованного между зондом и корпусом, и выполненный с возможностью обеспечения радиального уплотнения между зондом и корпусом, причем наборный узел уплотнения содержит: первый опорный фиксатор; первое манжетное уплотнение; первую опорную систему уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо, расположенное между первым опорным фиксатором и первым манжетным уплотнением; второй опорный фиксатор, выполненный с возможностью поддержки первого манжетного уплотнения; второе манжетное уплотнение; вторую опорную систему уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо, расположенное между вторым опорным фиксатором и вторым манжетным уплотнением; и третий опорный фиксатор, выполненный с возможностью поддержки второго манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 6. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором первый опорный фиксатор содержит полость, имеющую изогнутый профиль, выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного опорного кольца первой опорной системы.

Вариант осуществления 7. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором первое манжетное уплотнение содержит внутреннее уплотнение и наружную уплотнительную ножку.

Вариант осуществления 8. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором первая опорная система уплотнения содержит первое опорное кольцо.

Вариант осуществления 9. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 8, в котором наружный радиус первого опорного кольца первой опорной системы уплотнения больше радиуса изогнутого профиля полости первого опорного фиксатора.

Вариант осуществления 10. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 9, в котором наружный радиус первого опорного кольца первой опорной системы уплотнения по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% больше радиуса изогнутого профиля полости первого опорного фиксатора.

Вариант осуществления 11. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 10, в котором наружный радиус первого опорного кольца первой опорной системы уплотнения не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% превышает радиус изогнутого профиля полости первого опорного фиксатора.

Вариант осуществления 12. Наборный узел уплотнения по любому из вариантов осуществления 8–11, в котором внутренний радиус первого опорного кольца первой опорной системы уплотнения меньше наружного радиуса дугообразной части первого манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 13. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 12, в котором внутренний радиус первого опорного кольца первой опорной системы уплотнения по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% меньше наружного радиуса дугообразной части первого манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 14. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 12, в котором внутренний радиус первого опорного кольца первой опорной системы уплотнения не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% меньше наружного радиуса дугообразной части первого манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 15. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором второй опорный фиксатор содержит удлиненную пальцевую часть, выполненную с возможностью поддержки первого манжетного уплотнения, и полость, имеющую изогнутый профиль, выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного опорного кольца второй опорной системы.

Вариант осуществления 16. Наборный узел уплотнения по любому из вариантов осуществления 3–12, в котором второе манжетное уплотнение содержит внутреннее уплотнение и наружную уплотнительную ножку.

Вариант осуществления 17. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором вторая опорная система уплотнения содержит первое опорное кольцо.

Вариант осуществления 18. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 17, в котором наружный радиус первого опорного кольца второй опорной системы уплотнения больше радиуса изогнутого профиля полости второго опорного фиксатора.

Вариант осуществления 19. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 18, в котором наружный радиус первого опорного кольца второй опорной системы уплотнения по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% больше радиуса изогнутого профиля полости второго опорного фиксатора.

Вариант осуществления 20. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 19, в котором наружный радиус первого опорного кольца второй опорной системы уплотнения не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% превышает радиус изогнутого профиля полости второго опорного фиксатора.

Вариант осуществления 21. Наборный узел уплотнения по любому из вариантов осуществления 17–20, в котором внутренний радиус первого опорного кольца второй опорной системы уплотнения меньше наружного радиуса дугообразной части второго манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 22. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 12, в котором внутренний радиус первого опорного кольца второй опорной системы уплотнения по меньшей мере на 1%, по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 3%, по меньшей мере на 4%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% меньше наружного радиуса дугообразной части второго манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 23. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 12, в котором внутренний радиус первого опорного кольца второй опорной системы уплотнения не более чем на 50%, не более чем на 40%, не более чем на 35%, не более чем на 30%, не более чем на 25%, не более чем на 20%, не более чем на 15% или не более чем на 10% меньше наружного радиуса дугообразной части второго манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 24. Наборный узел уплотнения по любому из вариантов осуществления 3–23, в котором третий опорный фиксатор содержит удлиненную пальцевую часть, выполненную с возможностью поддержки второго манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 25. Наборный узел уплотнения по любому из вариантов осуществления 8–24, в котором первая опорная система уплотнения содержит второе опорное кольцо, расположенное между первым опорным кольцом первой опорной системы уплотнения и первым манжетным уплотнением.

Вариант осуществления 26. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 25, в котором внутренний радиус первого опорного кольца первой опорной системы уплотнения меньше наружного радиуса второго опорного кольца первой опорной системы уплотнения.

Вариант осуществления 27. Наборный узел уплотнения по любому из вариантов осуществления 25–26, в котором первая опорная система уплотнения содержит третье опорное кольцо, расположенное между вторым опорным кольцом первой опорной системы уплотнения и первым манжетным уплотнением.

Вариант осуществления 28. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 27, в котором внутренний радиус второго опорного кольца первой опорной системы уплотнения меньше наружного радиуса третьего опорного кольца первой опорной системы уплотнения.

Вариант осуществления 29. Наборный узел уплотнения или узел по варианту осуществления 28, в котором внутренний радиус третьего опорного кольца первой опорной системы уплотнения меньше наружного радиуса первого манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 30. Наборный узел уплотнения по любому из вариантов осуществления 17–29, в котором вторая опорная система уплотнения содержит второе опорное кольцо, расположенное между первым опорным кольцом второй опорной системы уплотнения и вторым манжетным уплотнением.

Вариант осуществления 31. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 30, в котором внутренний радиус первого опорного кольца второй опорной системы уплотнения меньше наружного радиуса второго опорного кольца второй опорной системы уплотнения.

Вариант осуществления 32. Наборный узел уплотнения или узел по любому из вариантов осуществления 30–31, в котором вторая опорная система уплотнения содержит третье опорное кольцо, расположенное между вторым опорным кольцом второй опорной системы уплотнения и вторым манжетным уплотнением.

Вариант осуществления 33. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 32, в котором внутренний радиус второго опорного кольца второй опорной системы уплотнения меньше наружного радиуса третьего опорного кольца второй опорной системы уплотнения.

Вариант осуществления 34. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 33, в котором внутренний радиус третьего опорного кольца второй опорной системы уплотнения меньше наружного радиуса второго манжетного уплотнения.

Вариант осуществления 35. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором первое манжетное уплотнение и второе манжетное уплотнение по существу аналогичны.

Вариант осуществления 36. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором наружный радиус первого манжетного уплотнения содержит меньший радиус, чем внутренний радиус первого опорного фиксатора.

Вариант осуществления 37. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором наружный радиус второго манжетного уплотнения содержит меньший радиус, чем внутренний радиус второго опорного фиксатора.

Вариант осуществления 38. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором первое манжетное уплотнение и второе манжетное уплотнение выполнены из сплава на основе никеля и хрома, такого как Inconel®, сплава на основе никеля, никеля, титана, вольфрама, нержавеющей стали, пружинной стали, стали, алюминия, цинка, меди, магния, олова, платины, свинца, железа или бронзы.

Вариант осуществления 39. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором опорные кольца выполнены из сплава на основе никеля и хрома, такого как Inconel®, сплава на основе никеля, никеля, сплава кобальта, хрома и никеля, такого как Elgiloy®, титана, вольфрама, нержавеющей стали, пружинной стали, стали, алюминия, цинка, меди, магния, олова, платины, свинца, железа или бронзы.

Вариант осуществления 40. Наборный узел уплотнения по варианту осуществления 39, в котором опорные кольца содержат плакировку или покрытие, такое как золотое покрытие, серебряное покрытие, никелевое покрытие, покрытие из нитрида алюминия и хрома (AlCrN), покрытие из нитрида титана и алюминия (TiAlN), любое другое износостойкое металлическое покрытие или любую их комбинацию.

Вариант осуществления 41. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором первое опорное кольцо и третье опорное кольцо выполнены из сплава на основе никеля и хрома, такого как Inconel®, сплава на основе никеля, никеля, сплава кобальта, хрома и никеля, такого как Elgiloy®, титана, вольфрама, нержавеющей стали, пружинной стали, стали, алюминия, цинка, меди, магния, олова, платины, свинца, железа или бронзы, и причем второе опорное кольцо выполнено из полимерного материала, такого как PEEK.

Вариант осуществления 42. Наборный узел уплотнения по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором опорные кольца имеют толщину, меньшую, чем толщина одного или более манжетных уплотнений.

В настоящем письменном изложении используются примеры для описания вариантов осуществления, включая наилучший сценарий, а также для того, чтобы позволить специалистам в данной области техники создать и использовать изобретение. Патентоспособный объем определяется формулой изобретения и может включать в себя другие примеры, которые очевидны для специалистов в данной области. Предполагается, что такие другие примеры входят в объем формулы изобретения, если они имеют структурные элементы, которые не отличаются от буквальной формулировки формулы изобретения, или если они включают эквивалентные структурные элементы с незначительными отличиями от буквальной формулировки формулы изобретения.

Обратите внимание, что не все действия, описанные выше в общем описании или примерах, являются обязательными, что часть конкретного действия может не требоваться, и что одно или более дополнительных действий могут быть выполнены в дополнение к описанным. Кроме того, порядок, в котором перечислены действия, не обязательно является порядком их выполнения.

В приведенном выше описании концепции были описаны со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Однако специалисту в данной области техники понятно, что можно вносить различные модификации и изменения без отступления от объема изобретения, приведенного ниже в формуле изобретения. Соответственно, описание и фигуры следует рассматривать в иллюстративном, а не ограничительном смысле, и все такие модификации предназначены для включения в объем настоящего изобретения.

В настоящем документе термины «содержит», «содержащий», «включает», «включающий», «имеет», «имеющий» или любой другой вариант, предназначены для охвата неисключительного включения. Например, процесс, метод, изделие или устройство, которые содержат перечень характеристик, не обязательно ограничиваются только этими характеристиками, но могут включать в себя другие характеристики, не указанные явно или присущие такому процессу, методу, изделию или устройству. Кроме того, если прямо не указано иное, термин «или» носит включающий характер, а не исключающий. Например, условие A или B удовлетворяется любым из следующих условий: А истинно (или присутствует), а В ложно (или отсутствует), А ложно (или отсутствует) и В истинно (или присутствует), и оба А и В истинны (или присутствуют).

Кроме того, формы единственного числа используются для описания элементов и компонентов, описанных в настоящем документе. Это делается просто для удобства и для того, чтобы дать общее представление об объеме изобретения. Настоящее описание следует читать как включающее одно или по меньшей мере одно, а единственное число также включает в себя множественное число, если не очевидно, что имеется в виду иное.

Польза, другие преимущества и решения проблем были описаны выше в отношении конкретных вариантов осуществления. Однако польза, преимущества, решения проблем и любой(-ые) признак(-и), который(-е) могут иметь любую пользу, преимущество или решение, которые могут возникнуть или становятся более выраженными, не должны рассматриваться как критические, обязательные или существенные признаки любой или всех пунктов формулы изобретения.

После прочтения описания специалисты в данной области поймут, что некоторые признаки, для ясности, описанные в настоящем документе в контексте отдельных вариантов осуществления, также могут быть предоставлены в комбинации в одном варианте осуществления. И наоборот, различные признаки, которые для краткости описаны в контексте одного варианта осуществления, также могут быть предоставлены отдельно или в любой дополнительной комбинации. Кроме того, ссылки на значения, указанные в диапазонах, включают в себя все без исключения значения в пределах этого диапазона.

Claims (12)

1. Наборный узел уплотнения, содержащий первый опорный фиксатор ассиметричной формы, внутренний диаметр которого имеет первую осевую длину и внешний диаметр которого имеет вторую осевую длину, причем первая осевая длина короче второй осевой длины, первое манжетное уплотнение и первую опорную систему уплотнения, расположенную между первым опорным фиксатором и первым манжетным уплотнением, причем первая опорная система уплотнения содержит первое опорное кольцо и второе опорное кольцо, причем первое опорное кольцо расположено между первым опорным фиксатором и вторым опорным кольцом, второе опорное кольцо расположено между первым опорным кольцом и первым манжетным уплотнением, второй опорный фиксатор поддерживает первое манжетное уплотнение, второй опорный фиксатор содержит удлиненную пальцевую часть, поддерживающую первое манжетное уплотнение, причем внешний или внутренний диаметр первой опорной системы уплотнения расположены в пределах второй осевой длины.

2. Наборный узел уплотнения, содержащий зонд, корпус, расположенный кольцеобразно вокруг зонда, и наборный узел уплотнения, расположенный внутри кольцевого пространства, образованного между зондом и корпусом, обеспечивающий уплотнение между зондом и корпусом, причем наборный узел уплотнения содержит первый опорный фиксатор ассиметричной формы, внутренний диаметр которого имеет первую осевую длину и внешний диаметр которого имеет вторую осевую длину, причем первая осевая длина короче второй осевой длины, первое манжетное уплотнение и первую опорную систему уплотнения, расположенную между первым опорным фиксатором и первым манжетным уплотнением, причем первая опорная система уплотнения содержит первое опорное кольцо и второе опорное кольцо, причем первое опорное кольцо расположено между первым опорным фиксатором и вторым опорным кольцом, второе опорное кольцо расположено между первым опорным кольцом и первым манжетным уплотнением, второй опорный фиксатор поддерживает первое манжетное уплотнение, второй опорный фиксатор содержит удлиненную пальцевую часть, поддерживающую первое манжетное уплотнение, причем внешний или внутренний диаметр первой опорной системы уплотнения расположены в пределах второй осевой длины.

3. Наборный узел уплотнения, содержащий первый опорный фиксатор ассиметричной формы, внутренний диаметр которого имеет первую осевую длину и внешний диаметр которого имеет вторую осевую длину, причем первая осевая длина короче второй осевой длины, первое манжетное уплотнение, первую опорную систему уплотнения, расположенную между первым опорным фиксатором и первым манжетным уплотнением, причем первая опорная система уплотнения содержит первое опорное кольцо и второе опорное кольцо, причем первое опорное кольцо расположено между первым опорным фиксатором и вторым опорным кольцом, второе опорное кольцо расположено между первым опорным кольцом и первым манжетным уплотнением, второй опорный фиксатор, поддерживающий первое манжетное уплотнение, второе манжетное уплотнение, вторую опорную систему уплотнения, содержащую по меньшей мере одно опорное кольцо, расположенное между вторым опорным фиксатором и вторым манжетным уплотнением, третью опорную систему уплотнения, поддерживающую второе манжетное уплотнение, причем второй опорный фиксатор содержит удлиненную пальцевую часть, поддерживающую первое манжетное уплотнение, причем внешний или внутренний диаметр первой опорной системы уплотнения расположены в пределах второй осевой длины.

4. Наборный узел уплотнения по любому из пп. 1-3, в котором первый опорный фиксатор содержит полость, имеющую изогнутый профиль, выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного опорного кольца первой опорной системы.

5. Наборный узел уплотнения по любому из пп. 1-3, в котором первое манжетное уплотнение содержит внутреннее уплотнение и наружную уплотнительную ножку.

6. Наборный узел уплотнения по любому из пп. 1-3, в котором внутренний радиус первого опорного кольца первой опорной системы уплотнения меньше наружного радиуса дугообразной части первого манжетного уплотнения.

7. Наборный узел уплотнения по любому из пп. 1-3, в котором второй опорный фиксатор содержит удлиненную пальцевую часть, выполненную с возможностью поддержки первого манжетного уплотнения, и полость, имеющую изогнутый профиль, выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного опорного кольца второй опорной системы.

8. Наборный узел уплотнения по п. 3, в котором второе манжетное уплотнение содержит внутреннее уплотнение и наружную уплотнительную ножку.

9. Наборный узел уплотнения по любому из пп. 1-3, в котором вторая опорная система уплотнения содержит первое опорное кольцо.

10. Наборный узел уплотнения по п. 9, в котором внутренний радиус первого опорного кольца второй опорной системы уплотнения меньше наружного радиуса дугообразной части второго манжетного уплотнения.

11. Наборный узел уплотнения по п. 3, в котором третий опорный фиксатор содержит удлиненную пальцевую часть, выполненную с возможностью поддержки второго манжетного уплотнения.

12. Наборный узел уплотнения по любому из пп. 1-3, в котором первая опорная система уплотнения содержит третье опорное кольцо, расположенное между вторым опорным кольцом первой опорной системы уплотнения и первым манжетным уплотнением.