уплотнение подвижных соединений
Классы МПК: | F16J15/32 с эластичной уплотняющей кромкой |
Автор(ы): | Алексеев В.П. |
Патентообладатель(и): | Научно-исследовательский технологический институт "Прогресс" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-07-12 публикация патента:
20.07.1996 |
Использование: в пневматических и гидравлических устройствах. Сущность изобретения: боковые стороны кольца выполнены с наклоном 12-20o к его оси симметрии. Сечение кольца уменьшается от дна канавки. Радиус округления поверхности больше радиуса округления противоположном поверхности в 1,2-1,7 раза. Сумма радиусов меньше высоты сечения кольца, которая больше его ширины в 1,2-1,8 раза. 2ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Уплотнение подвижных соединений, установленное в канавку одной из сопрягаемых деталей и выполненное в виде симметричного в сечении кольца с плоскими боковыми сторонами и скругленными наружной и внутренней поверхностями, контактирующими с ответными поверхностями уплотняемых деталей, отличающееся тем, что каждая из боковых сторон кольца выполнена с наклоном 12-20° к его оси симметрии, причем сечение кольца уменьшается от дна канавки, а обращенная к нему поверхность кольца выполнена с радиусом округления больше радиуса скругления противоположной поверхности в 1,2-1,7 раза, при этом сумма радиусов обеих поверхностей меньше высоты сечения кольца, которая больше его ширины в 1,2-1,8 раза.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к уплотнениям подвижных соединений и может быть использовано в пневматических и гидравлических устройствах, в частности в приборах и аппаратуре высокой чувствительности, где недопустимы значительные силы трения. Известно уплотнение поршня в виде кольца из эластичного материала со скругленными наружной и внутренней поверхностями, со держащее на плоских параллельных боковых сторонах по кольцевой канавке, смещенных одна относительно другой в радиальном направлении с образованием S-образного сечения [1]Это уплотнение создает относительно небольшую силу трения при отсутствии избыточного давления рабочей среды, но с повышением давления сила трения резко возрастает. Кроме того, уплотнение S-образного сечения, будучи несимметричным относительно продольной оси, не обеспечивает постоянства надежной двухсторонней герметичности. Известно также уплотнение из эластичного материала для подвижных соединений, выполненное в виде симметричного в сечении кольца с плоскими параллельными боковыми сторонами и со скругленными наружной и внутренней поверхностями, контактирующими с ответными поверхностями деталей соединения [2]
Это уплотнение симметрично в сечении относительно поперечной и продольной осей и обеспечивает надежную герметичность, но даже при отсутствии избыточного давления рабочей среды создает большую силу трения, обусловленную наличием дополнительных выступов переменной высоты на скругленных поверхностях уплотнения, которая также резко возрастает с повышением давления. Задача изобретения состоит в разработке такого уплотнения, которое создавало бы незначительную силу трения при отсутствии избыточного давления рабочей среды, а при повышении давления до нескольких МПа не приводило бы к ее резкому повышению. Поставленная задача решается тем, что в уплотнении подвижных соединений, установленном в канавку одной из сопрягаемых деталей и выполненном в виде симметричного в сечении кольца из эластичного материала с плоскими боковыми сторонами и скругленными наружной и внутренней поверхностями, контактирующими с ответными поверхностями уплотняемых деталей, согласно изобретению, каждая из боковых сторон кольца выполнена с наклоном 12-20o к его оси симметрии, причем сечение кольца уменьшается от дна канавки, а обращенная к нему поверхность кольца выполнена с радиусом округления больше радиуса округления противоположной поверхности в 1,2-1,7 раза, при этом сумма радиусов обеих поверхностей меньше высоты сечения кольца, которая больше его ширины в 1,2-1,8 раза. При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат в предложенной конструкции уплотнения при избыточном давлении рабочей среды возникает не только сила, прижимающая уплотнение к поверхности цилиндра, но и дополнительная сила, ей противоположная. "Прижимающая" и "отжимающая" силы пропорциональны давлению рабочей среды и зависят от значений параметров уплотнения. При идеальном выборе параметров "прижимающая" и "отжимающая" силы равны между собой, и приращение силы взаимного контакта между поверхностью цилиндра и уплотнением, обусловленное его пружинением, будет равно нулю. Это справедливо при неизменной форме уплотнения. Широко применяемые в технике резиновые смеси В14 и 3826 по ТУ 380051166-73 имеют модуль упругости порядка 40 кгс/см2 (4МПа), следовательно при достижении такого давления уплотнение полностью потеряет свою форму. Но при давлениях до 1 МПа, а именно этот диапазон давлений в подавляющем большинстве случаев представляет практический интерес, обеспечиваются до статочно достоверные результаты. На фиг. 1 показано уплотнение в радиальном сечении, на фиг.2 уплотнение в сборе с поршнем и цилиндром при давлении рабочей среды справа (по чертежу). Уплотнение представляет собой кольцо 1 из эластичного мате риала, размещенное в канавке 2 поршня 3, который установлен в цилиндре 4 с возможностью возвратно-поступательного перемещения при двухсторонней подаче давления рабочей среды. На фиг. 1 обозначено: h высота сечения уплотнения, b его ширина, R и r радиусы округления внутренней и наружной поверхностей соответственно, c h-(R + r)- расстояние между центрами радиусов округления,
![уплотнение подвижных соединений, патент № 2064108](/images/patents/408/2064016/945.gif)
Класс F16J15/32 с эластичной уплотняющей кромкой