уплотнительное устройство

Формула изобретения

Уплотнительное устройство, содержащее расположенный в корпусе набор уплотнительных колец, выполненных с наружным контуром в форме усеченного конуса, отличающееся тем, что уплотнительные и одно из защитных колец выполнены с сегментными вырезами, заполненными смазкой, поджаты пружиной к внутренней поверхности втулки, а между последней и внутренней поверхностью корпуса установлено эластомерное кольцо.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности в конструкциям импульсных гидравлических аккумуляторов.

Уплотнительное устройство является одним из основных узлов тормоза откатных частей. В нем происходит герметизация рабочей жидкости. Известны конструкции уплотнений, содержащих в качестве уплотняющих элементов асбестоволокнистую сальниковую набивку или наборы резиновых колец и манжет [1, 2]. Уплотнение работает в высокоскоростном режиме и теплонапряженных условиях, поэтому основными требованиями, предъявляемыми к конструкции уплотнительного устройства являются высокая температуростойкость и герметичность.

Недостатком известных конструкций является сравнительно низкая температуростойкость (80. . . 120^oC), высокая интенсивность изнашивания материалов уплотнений в сочетании с приспособленностью их конструкций для компенсации износа в процессе эксплуатации.

Известна конструкция уплотнения, выбранная в качестве прототипа [1], содержащая основной и дополнительный наборы уплотнительных колец. Кольца дополнительного набора выполнены с внутренним контуром в форме усеченного конуса, равной конусности основного набора уплотнительных колец, причем основной и дополнительный наборы уплотнительных колец расположены с каждой стороны плоского кольца в виде пакетов. Каждое уплотнительное кольцо выполнено разрезным. Дополнительный набор установлен между основным набором и корпусам сальника, при этом пакеты уплотнительных колец основного набора установлены с увеличением внешней конусности в направлении от плоского кольца к поджимному механизму, а пакеты уплотнительных колец дополнительного набора установлены с увеличением внутренней конусности в том же направлении. В качестве материала для изготовления колец используются эластомерные полимерные композиции [3].

Недостатком известной конструкции является низкая способность компенсации износа уплотнительных колец вследствие ограниченных объемно-упругих свойств уплотнителя. Применение пакета эластомерных уплотнительных колец без защитных колец не обеспечивает требуемую жесткость конструкции, так как под влиянием высокой температуры при высоких скоростях трения уплотнительные кольца перекручиваются и выдавливаются в зазор у плоского кольца.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и увеличение ресурса уплотнительного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в уплотнительном устройстве содержится один пакет уплотнительных колец, состоящий из защитных фторопластовых и уплотнительных эластомерных колец, выполненных с сегментным вырезом. Кольца в сборке устанавливаются таким образом чтобы сегментные вырезы были смещены относительно друг друга. Свободный объем сегментных вырезов при сборке пакета уплотнительных колец заполняется консистентной графитной смазкой для уменьшения сил трения при движении штока и увеличения износостойкости сборки. Компенсация диаметрального износа пакета уплотнительных колец в процессе эксплуатации уплотнения производится при смещении уплотнительной сборки по внутренней поверхности конуса, изготовленного из фторопласта, за счет уменьшения сегментных вырезов уплотнительных колец. Герметизация рабочей жидкости по внутреннему диаметру корпуса уплотнения производится эластомерным уплотнительным кольцом и за счет обжатия фторопластовой втулкой.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое уплотнительное устройство отличается тем, что уплотнительные кольца имеют сегментные вырезы для обеспечения компенсации износа, а герметизация рабочей жидкости по внутреннему диаметру корпуса производится за счет эластомерного кольца. Кроме того, в конструкции предусмотрена возможность ресурсного (одноразового) смазывания трибосопряжения уплотнение - шток.

Таким образом, заявляемое уплотнительное устройство соответствует критерию = новизна=.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии условию изобретательский уровень.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид уплотнительного устройства в разрезе; на фиг.2 показан пакет уплотнительных колец (вид сверху).

Уплотнительное устройство содержит фторопластовую втулку 4 с внутренним контуром в форме усеченного конуса, равной конусности пакета уплотнительных и защитных колец 6-15. Каждое кольцо пакета кроме защитного кольца 6 имеет сегментный вырез, заполняемый при сборке графитной смазкой. Пружина 5 обеспечивает жесткость уплотнительного пакета из условия обеспечения контактного давления в трибосопряжении уплотнения и штока, необходимого для обеспечения герметизации рабочей жидкости. Эластомерное кольцо (манжета) 3 обеспечивает герметизацию уплотнительного устройства по внутренней поверхности корпуса. Поджатие уплотнительного пакета осуществляется за счет перемещения нажимной втулки 16 при закручивании гайки 18. Опорнонаправляющий элемент 17 ограничивает колебания штока 1 при его перемещении. Величины сегментных вырезов, жесткость пружины (или пружин), материал, из которого изготавливаются эластомерные кольца, зависят от конкретных эксплуатационных параметров работы уплотнительного устройства. Предлагаемое уплотнительное устройство работает следующим образом. Герметизация рабочей жидкости при отсутствии давления в корпусе уплотнительного устройства 2 осуществляется за счет поджатия уплотнительного пакета пружиной 5 и поджатия эластомерного кольца 3 втулкой 4. При движении штока 1 герметизация осуществляется за счет поджатия уплотнительного пакета к поверхности штока 1 и внутренней поверхности втулки 4, а также за счет поджатия эластомерного кольца 3 к внутренней поверхности корпуса уплотнительного устройства 2 и втулке 4 повышенным давлением рабочей жидкости. Равномерное смазывание штока при возвратно-поступательном движении осуществляется за счет постепенной подачи смазки из сегментных вырезов уплотнительных и защитных колец 7-15, служащих смазочными резервуарами.

Выдавливание эластомерных уплотнительных колец 8-15 в зазор и их деформацию предотвращают защитные фторопластовые кольца 6, 7. Компенсация износа уплотнительных колец производится при поджатии уплотнительного пакета нажимной втулкой за счет сближения кромок сегментных вырезов уплотнительных колец и обжатия штока 1. Предельной величиной поджатия уплотнительного пакета следует считать смещение, при котором кромки уплотнительных колец сомкнутся, так как дальнейшее поджатие повлечет за собой недопустимую деформацию уплотнительных колец и потерю их упругих и трибологических свойств.

Использование в качестве уплотнительного элемента пакета уплотнительных полимерных колец с сегментными вырезами позволит повысить надежность работы уплотнительного устройства за счет смазки трибосопряжения = уплотнение - шток = . Способность предлагаемой конструкции к компенсации износа позволит значительно увеличить ресурс тормоза откатных частей. Кроме того, использование тремостойких полимерных композиций повышает термомеханические эксплуатационные свойства уплотнения.

Применение в качестве материалов уплотнения полимерных композиций значительно облегчит разборку уплотнительного устройства при ремонте.

Таким образом, использование заявляемого изобретения позволит существенно увеличить ресурс уплотнительного устройства, а также его термомеханические свойства.

Источники информации

1. A. M.Бopoxoв, А.С.Ганшин, Н.Т.Додонов. Волокнистые и комбинированные сальниковые уплотнения. - М.: Машиностроение, 1966-311с.

2. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник под общ.ред. А.И.Голубева и Л.А.Кондакова. - М. Машиностроение, 1986-460с.

3. Авт. св. 293361, F 16 J 15/56, 1988.