плавающее уплотнение штока

Формула изобретения

ПЛАВАЮЩЕЕ УПЛОТНЕНИЕ ШТОКА, содержащее корпус, через который пропущен шток, втулку, охватывающую уплотнительные элементы и установленную на штоке с возможностью поворота относительно сопряженных с ней двух плавающих колец, зафиксированных в виде пакета с втулкой резьбовой крышкой в корпусе вдоль оси, отличающееся тем, что втулка выполнена цилиндрической, а плавающие кольца размещены по торцам последней и сопряжены с ней по концентрическим сферическим поверхностям, причем центр сферических поверхностей смещен относительно пакета по оси штока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения штока различного рода устройств, например в гидроцилиндрах, насосах и т.п.

Известно уплотнение штока, содержащее корпус с проходящим через него штоком и уплотнительные элементы, размещенные внутри втулки с наружной сферической поверхностью, сопрягающейся с двумя плавающими кольцами, установленными между двумя ступенчатыми втулками, и промежуточным кольцом, зафиксированными в корпусе резьбовой крышкой, при этом одно кольцо упруго поджато в осевом направлении, причем между неподвижным плавающим кольцом и сферической поверхностью втулки с одной стороны и ступенчатой втулкой с другой установлены уплотнители.

Недостатком этого уплотнения является то, что уплотнение рассчитано на перепад давления, направленный в одну сторону, и не может быть поэтому применено в насосах и гидроцилиндрах с возможным "обгонным" режимом работы штоковой полости. К недостатку уплотнения следует также отнести и то, что сферическая поверхность втулки выполнена единой, одного радиуса.

Задача изобретения состоит в повышении надежности работы и снижении габаритов плавающего уплотнения штока в условиях несоосности, а также непараллельности осей штока и корпуса.

Технический результат достигается тем, что плавающие кольца размещают по торцам цилиндрической втулки и сопрягают с ней по концентрическим сферическим поверхностям, центр которой смещен относительно пакета по оси штока.

На чертеже изображено предлагаемое плавающее уплотнение штока.

Предлагаемое уплотнение состоит из корпуса 1, через который проходит шток 2. На шток 2 насажена цилиндрическая втулка 3, имеющая две концентрические сферические поверхности по концам Р_б и Р_м, образованные из центра А. Втулка 3 охватывает уплотняющие шток 2 элементы 4 и 5, зафиксированные в цилиндрической втулке 3 грундбуксой 6. Втулка 3 сопрягается с одного конца с плавающим кольцом 7, имеющим сферическую поверхность с одной стороны, плоскость с другой, и с противоположного конца с плавающим кольцом 8, имеющим с одной стороны сферическую поверхность и плоскость с другой.

Пакет плавающих колец 7 и 8 и цилиндрическая втулка 3 между ними зафиксированы вдоль оси резьбовой крышкой 9 с сохранением минимального необходимого зазора между ними. Сама резьбовая крышка 9 зафиксирована от проворачивания по резьбе контргайкой 10. Для предотвращения утечек запираемой уплотнением среды из внутреннего объема корпуса 1 предусмотрены уплотнители 11 и 12.

Уплотнение работает следующим образом.

При непараллельности оси штока 2 с осью корпуса 1 уплотняющие элементы 4 и 5 вместе с цилиндрической втулкой 3 вслед за штоком 2 поворачиваются на необходимый угол вокруг центра А по сферическим поверхностям относительно плавающих колец 7 и 8. При несоосности штока и корпуса 1 уплотняющие элементы 4 и 5 с цилиндрической втулкой 3 и плавающие кольца 7 и 8 сдвигаются вместе с штоком 2 относительно корпуса 1 на необходимую величину в поперечном направлении, при этом происходит скольжение плавающего кольца 7 по торцу резьбовой крышки 9 и плоcкоcти плавающего кольца 8 по торцу расточки корпуса 1, Износ трущихся поверхностей цилиндрической втулки 3, плавающих колец 7 и 8 компенсируется поворотом резьбовой крышки 9 и последующим контрением ее контргайкой 10 с соблюдением необходимых минимальных зазоров между фиксируемыми элементами. Износ уплотняющих элементов 4 и 5 всегда чаще, чем износ трущихся поверхностей цилиндрической втулки 3 и плавающих колец 7 и их приходится менять чаще, чем требуется компенсировать износ плавающих колец 7 и 8 и цилиндрической втулки 3. Всегда есть при замене уплотняющих элементов 4 и 5 возможность довернуть резьбовую крышку 9 на необходимую величину для компенсации износа цилиндрической втулки 3 и плавающих колец 7 и 8, поэтому необходимости в постоянной компенсации износа трущихся поверхностей цилиндрической втулки 3 и плавающих колец 7 и 8 с помощью упругого элемента нет. Зазоры между резьбовой крышкой 9, плавающим кольцом 7 и цилиндрической втулкой 3 надежно герметизируются уплотнениями 11, например, в виде кольца круглого сечения из эластомера.

Во время работы уплотнения цилиндрическая втулка 3 и уплотняющие элементы 4 и 5 практически неподвижны по отношению к штоку 2 в радиальном направлении. Подвижны лишь цилиндрическая втулка 3, плавающие кольца 7 и 8 между собой и по отношению к корпусу 1. Указанное обстоятельство позволяет обеспечить максимальную надежность уплотнения штока 2 уплотняющими элементами 4 и 5 при минимальных зазорах между ними. Уплотнение способно воспринимать любой перепад давления в обоих направлениях вдоль оси штока 2. Размер цилиндрической втулки 3 по диаметру в 1,5-2 раза больше, чем диаметр штока 2, так и у прототипа, длина же ее разница между Р_м и Р_б не зависит от диаметра, в противоположность прототипу, и может быть любой, от самой минимально необходимой для низких давлений запираемой среды до максимально возможной для сверхвысоких давлений среды. Таким образом, габаритные размеры уплотнения по длине могут быть заданными любой необходимой и целесообразной величины.