уплотнительное устройство

Формула изобретения

Уплотнительное устройство, содержащее направляющую втулку из полимерного материала и два блока уплотнительных колец, выполненных по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса, отличающееся тем, что уплотнительные кольца выполнены из полиуретана, а со стороны рабочей жидкости и между блоками уплотнительных колец установлены тарельчатые пружины для обеспечения равномерного поджатия уплотнительных колец, при этом основания внутренних конусных уплотнительных колец направлены в сторону, противоположную высокому давлению, а сами кольца установлены с возможностью перемещения под воздействием давления рабочей жидкости для надежного ее запирания во время работы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к конструкциям импульсных гидравлических аккумуляторов (ИГА). Уплотнительное устройство является одним из основных узлов ИГА. Его конструкция обеспечивает герметизацию рабочей жидкости.

Известно уплотнительное устройство, выбранное в качестве прототипа, содержащее блоки разрезных уплотнительных колец, выполненных по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса (US 4718679 А, 12.01.1988).

Недостатком известной конструкции являются применяемое поджимное устройство, которое не обеспечивает постоянного усилия для всех уплотнительных колец, а также имеющиеся на уплотнительных кольцах разрезы снижают степень герметизации.

Технический результат достигается тем, что в уплотнительном устройстве, содержащем направляющую втулку из полимерного композиционного материала и два блока уплотнительных колец, выполненных по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса, уплотнительные кольца выполнены неразрезными, из полиуретана, а со стороны рабочей жидкости и между блоками уплотнительных колец установлены тарельчатые пружины с возможностью обеспечения их равномерного поджатия и снижения усилия поджатия поджимной гайки, при этом основания внутренних конусных колец направлены в сторону противоположную высокому давлению, а сами кольца установлены с возможностью перемещения для запирания рабочей жидкости при повышении рабочего давления вследствие работы ИГА.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено уплотнительное устройство в разрезе.

Уплотнительное устройство содержит нажимное кольцо 1, которое передает давление рабочей жидкости на уплотнительный пакет; тарельчатые пружины 2, которые обеспечивают равномерное поджатие уплотнительных блоков из условия обеспечения контактного давления в трибосопряжении уплотнения штока, необходимого для обеспечения герметизации полости цилиндра как при отсутствии, так и при возникновении давления рабочей жидкости в ходе работы; промежуточные шайбы 3, которые предохраняют тарельчатые пружины от прощелкивания; упорные шайбы 4, предохраняющие от продавливания в зазор кольца уплотнения корпуса, 5; кольца уплотнения штока, 6, изготовленные из полиуретана в виде усеченного конуса, вершина которого направлена в сторону жидкости; нажимные шайбы 7, выполненные с выступом в форме усеченного конуса, равной конусности блока уплотнительных колец; направляющую втулку 8, выполненную из полимерных композиционных материалов. Основное поджатие уплотнительного блока осуществляется за счет перемещения направляющей втулки 8 при закручивании поджимной гайки. Втулка 8 одновременно является и опорно-направляющим элементом, который ограничивает колебания штока при его перемещении. Жесткость тарельчатых пружин, материал, из которого изготавливаются полиуретановые кольца, зависит от эксплуатационных параметров работы уплотнительного устройства.

Уплотнительное устройство работает следующим образом. Герметизация рабочей жидкости при отсутствии давления осуществляется за счет поджатия уплотнительных блоков пружинами 2 и втулкой 8 при закручивании поджимной гайки. Во время работы ИГА герметизация рабочей жидкости осуществляется за счет поджатия внутренних и наружных уплотнительных колец блока к поверхности штока и корпуса сальника повышенным давлением рабочей жидкости совместно с давлением пружин. Выдавливание полиуретановых колец 5, 6 в зазор и их деформацию предотвращают упорные шайбы 4. Прощелкивание тарельчатых пружин предотвращают промежуточные шайбы 3. Герметизация рабочей жидкости уплотнительными пакетами производится при поджатии уплотнительных колец нажимными шайбами 7 за счет перемещения уплотнительных колец штока 6. Предельной величиной перемещения уплотнительных колец штока 6, является перемещение, при котором уплотнительные кольца штока 6 переместятся до упорных шайб 4, так как дальнейшее поджатие повлечет за собой недопустимую деформацию и потерю их упругих и трибологических свойств.

Использование в качестве уплотнительного блока полиуретановых неразрезных колец, равномерно поджатых пружинами, позволит повысить надежность работы уплотнительного устройства за счет поддержания необходимого контактного давления при различных условиях эксплуатации. Способность предлагаемой конструкции к самогерметизации рабочей жидкости позволит значительно увеличить ресурс ИГА, устраняя тем самым утечки рабочей жидкости в процессе работы. Кроме того, использование термостойких полиуретановых уплотнительных элементов повышает термомеханические и эксплуатационные свойства уплотнения.

Применение в качестве уплотнительных элементов полиуретановых колец значительно облегчит разборку уплотнительного устройства при ремонте.

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