[发明专利]用于孔口以摩擦力密封压力流体的自动密封装置

说明书

本发明涉及圆形及正多边形孔口，以便于启封的方式利用摩擦力密封住孔内压力流体的密封装置，特别是在以流体高静压力劈裂岩石设备的岩孔密封装置及地质井口的密封。

本发明是按东北工学院研制的“螺纹封压机构”（专利申请号为：86209430）发展而来的。

在公知的便于启封的孔口高压密封结构中，多采用螺纹密封。该结构仅适用于能够方便地加工螺纹的材料上的圆形孔的密封，对一些天然材料上的孔，譬如岩石上形状不太规则的普通凿岩孔，要密封住孔内压力流体，就必须采用“摩擦密封法”。普通凿岩机完成的岩孔直径为40至43毫米，利用直接作用于成排密封岩孔内的流体高静压力劈裂大块岩石，工作压力需要10至50兆帕，现有的密封装置只有东北工学院研制的“螺纹封压机构”一种。该机构利用人工旋紧螺纹产生的预紧力实现密封。这种“螺纹封压机构”虽能密封住40兆帕的压力流体，但密封完全是靠人工旋紧螺纹实现的，劳动强度大，工作效率低，密封可靠性较差。

本发明的任务是：设计一种自动动作装置，当压力流体通过密封装置输入密封的孔内时能够自动锁紧密封，并能根据孔内流体压力自动调节密封摩擦力。该装置经试验证明：密封可靠，操作方便，装卸容易，能够安全地密封住50兆帕的压力流体。

本发明的技术方案是：用于孔口以便于启封的方式利用摩擦力密封住孔内压力流体，特别是以流体高静压力劈裂岩石设备的岩孔密封装置，将螺纹紧固密封机构改为能够利用流体压力自动动作的活塞（5）。缸体（4）连动机构，利用流体传动及流体压力连通原理实现自动锁紧密封，并能根据密封孔（19）内流体压力自动调节密封摩擦力。缸体侧面有进口（7），活塞杆（12）上有通孔（11），该通孔直径小于缸体上的进口直径，并且距活塞有一定距离，活塞杆上有轴肩（14）与锥体（15）小头端面接触，活塞与缸体配合处活塞上有密封槽（6），槽内有密封圈。在活塞与缸体配合部位及有通孔的活塞杆之间有一直径小于活塞外径，大于活塞杆直径的活塞肩（9），在缸体与活塞杆配合处的缸体上有密封槽（10），槽内有密封圈，在活塞上与活塞杆相对应的另一端有螺杆（1），该螺杆与活塞及活塞杆在同一轴心线上，并成为一体，螺杆的长度使活塞在最靠近孔（7）位置时，螺杆能伸出缸盖（3）至少7个螺距，在伸出缸盖的部分有螺母（2）。

当压力流体从进口（7）进入活塞腔（8）内之后，活塞动作，并且通过螺母（18）垫圈（17）和胶圈（16）带动锥体（15）运动使锥套（13）扩张，锥套扩张后被压紧在孔壁上，同时胶圈受压扩张，将孔（19）密封，实现自动锁紧密封的目的。当活塞移动到通孔（11）与进口（7）连通时，流体从活塞腔通过通孔进入密封的孔（19）内。孔（19）充满流体后，在输入流体压力作用下，该孔内压力迅速提高，孔内压力通过通孔（11）作用于活塞上，从而使锥套承受的压力与密封孔内压力成正比，实现密封摩擦力随密封压力自行调节。

上面是该机构自动密封从进口（7）进入孔（19）的压力流体，将进口（7）堵死后，旋动螺母（2）使活塞杆上通孔（11）与活塞腔（8）连通，这时该装置可密封住孔（19）内产生的压力流体，并能自行调节密封摩擦力。

该机构在完成密封工作后，需要卸下密封装置时，用小锤轻轻敲击螺杆（1），使锥体脱离锥套即可方便地将密封装置从孔中取出。

本发明能实现自动锁紧密封，并能根据密封压力自动调节密封摩擦力，在需要卸下密封装置时，可直接敲击螺杆（1）方便地将其取出。与现有的“螺纹封压机构”相比，具有如下优点：

1.利用流体压力自动密封，实现密封自动化。

2.能够自行调节密封摩擦力，密封可靠。

3.操作方便，装卸容易。

附图描述了本发明的结构及原理。

附图说明：

1.螺杆    2.螺母    3.缸盖    4.缸体    5.活塞    6.密封槽    7.进口    8.活塞腔    9.活塞肩    10.密封槽    11.通孔    12.活塞杆    13.锥套    14.轴肩    15.锥体    16.胶圈    17.垫圈    18.螺母    19.孔