Уплотнительное устройство подвижного штока

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Э(51) F 16 J 15/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !3.;"..", .:;,.;:. 1

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21)., 2956061/25-08 (22) 11.07.80 (46) 30.05.83, Ьол, И 20 (72) Ю. П, Климков, Е. M. Натвеев и

Л. П. Юрченко (53(62-762(088.8) (56) 1, Патент CIOA и 3630531, кл, 277-117, опублик, 1971.

2, Патент Великобритании

N 1333002, кл. F 2 В, опублик, 1973.

{прототип) . (54)(57) 1. УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПОДВИЖНОГО ШТОКА.> содержащее корпус, размещенный в нем уплотнвтельный элемент в форме полутора, внутренняя полость которого сообщена с полостью высокого давления, и поджимной элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения герме тичности при высоких давлениях и воз1 7 можности регулирования контактного давления на уплотнительной поверхности без демонтажа уплотнительного устройства, уппотнительный элемент выполнен в виде тонкостенной упругой металлической оболочки с отбортовкой, выполненной с зазором относительно корпуса, а поджимной элемент выполнен в виде нажимной втулки, контактирующей с торцовой поверхностью отбортовки с возможностью осевого перемещения и фиксации.

2, Устройство по и. 1, о тл и чающее с я тем, что, с целью обеспечения герметичности при работе в условиях термоциклирования, на противоположном торце упругой оболочки выполнена отбортовка с уплотнительной торовой поверхностью по корпусу, Ф 30206

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности ..к подвижным уплотнениям штоков;.гидроагрегатов или уплотнениям разного рода ползунов с возвратно-поступатель- 5 ным движением относительно корпусов агрегатов.

Известно уплотнительное устройство, содержащее уплотнительный элемент, выполненный в виде Н-образной to металлической манжеты с упругими усай, поджимаемый к уплотнительным поверхностям поджимным элементом, выполненным в,виде последовательно расположенных колец, втулок и пру- 35 жин 1 $

Недостатком этого устройства является наличие большого числа поджимных деталей, в том числе пружин, что снижает надежность работы устрой- 20 ства и увеличивает его габариты.

Кроме того, контактное усилие на уплотнительных поверхностях при использовании V-образной манжеты в зна- 25 чительной степени зависит от давления рабочей среды: при повышении давления это усилие увеличивается, при- чем момент страгивания штока может измениться до недопустимых значений.

Величина контактного усилия на уплотнительных поверхностях в собранных агрегатах колеблется в некотором интервале в зависимости от характеристик пружин и допусков на

35 изготовление посадочного гнезда и деталей устройства,. регулирования контактного усилия для получения определенной требуемой величины при износе уплотнения конструкция обеспечить не может.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является уплотнительное устройство подвижного што45 ка, содержащее корпус, размещенный в нем уплотнительный элемент в фор-, ме. полутора, внутренняя полость которого сообщена с полостью высокого давления, и поджимной элемент 2-g.

Однако такое решение не обеспечи вает работоспособности уплотнения при высоких давлениях уплотняемой среды:(иэ-за больших деформаций оболочки, особенно ее плоских стенок.) и при криогенных и повышенных температурах, так как при низких температурах такой материал стеклуется и перестает быть упругим, а верхнее значение

3 рабочих температур составляет 20300 С.

Кроме того, не обеспечивается возможность использования такого решения для уплотнения подвижных штоков при сколько-нибудь высоких давлениях среды, так как.поджатие уплотнительного элемента осуществляется посредством спиральной пружины, а также давле-. нием рабочей среды. Т, е., при такой конструкции оболочки усилие сдвига штока зависит от давления среды и является нестабильным.

Помимо этого, не обеспечивается возможность регулировки контактного давления на уплотнительной поверхности оболочки, сопрягаемой со штоком, непосредственно при сборке гидроагрегата без перемонтажа уплотнителъного устройства. Изменение величины контактного усилия на этой поверхности возможно только путем замены спиральной пружины, что может быть осуществлено при демонтаже оболочки из устройства.

Величину контактного усилия на уплотнительной поверхности, сопрягаемой с корпусом, при такой конструкции уплотнительного элемента невозможно регулировать вообще, Цель изобретения - обеспечение. герметичности при высоких давлениях и возможности регулирования контактного давления на уплотнительной поверхности без демонтажа уплотнительнаго устройства, Указанная цель достигается тем, что в уплотнительном устройстве подвижного штока, содержащем корпус, размещенный в нем уплотнительный элемент в Форме полутора, внутренняя полость которого сообщена с полостью высокого давления, и поджимной элемент, уплотнительный элемент

sbln0nHeH в виде тонкостенной упругой металлической оболочки с отбортовкой, выполненной с зазором относительно корпуса, а поджимной элемент выполнен в виде нажимной втулки, контактирующей с торцовой поверхностью отбортовки с возможностью осевого перемещения и фиксации.

Кроме того, с целью обеспечения герметичности при работе в ус-. ловиях термоциклирования на противоположном торце упругой оболочки может быть. выполнена отбортовка с уплотнительной торовой поверхностью по корпусу.

1Ф б

3 10206

На фиг, 1 схематически изображено уплотнительное устройство подвижного штока; на фиг, 2 - поджимное устройство, вариант выполнения.

Устройство состоит из корпуса 1, штока 2 с возвратно-поступательным перемещением относительно корпуса 1, поджимного кольца 3, реэьбовой втулки 4, имеющих свободу перемещения .вдоль оси устройства, и уплотнитель- 1р ной детали, состоящей иэ кольцевой упругой тонкостенной оболочки.5, имеющей в сечении форму тора, с отверстиями 6 на половине оболочки, обращенной к рабочей среде с высоким 15

- давлением,и с отбортовками 7 и 8. На внутренней поверхности оболочки 5 и на отбортовке 8, сопряженной с корпусом 1, выполнены уплотнительные поверхности 9 и 10, покрытые мягким материалом, например медью, серебром, фторопластом и т.п.

Поджимное кольцо 3 может быть выполнено сменным различной толщины, а втулка 4 изготовлена с фланцем 11 для крепления к корпусу 1 с помощью шпилек 12 и гаек 13.

Уплотнительное устройство работает следующим образом.

При монтаже гидроагрегата ocyg ществляется регулирование контактного усилия между уплотнительными, поверхностями 9 и 10 уплотнительной детали м сопрягаемыми поверхностями штока 2 и корпуса 1 до величины, обеспечиваацей требуемые уровень герметичности и момент страгивания штока 3 относительно уплотнительной

73 4 детали. Это достигается посредством деформации сечения оболочки 5 путем осевого перемещения кольца 3 в положение, обеспечивающее нужную величи- ну контактного усилия. Стабилизация этого положения обеспечивается контровкой втулки 4, В качестве пружинного элемента, обеспечивающего уп.ругое поджатие уплотнительных поверхностей 9 и 10 к сопрягаемым деталям штока 2 и корпуса 1, используется сама тонкостенная упругая оболочка 5.

В варианте выполнения устройства нужное положение торца 14 обеспечивается подбором осевого размера кольца 3 °

Рабочая среда при подаче ее в гидроагрегат, проходя через отверстия

6, заполняет полость уплотнительной детали. Поскольку оболочка 5 в сечении имеет форму окружности, ее

I деформация под действием сил давления будет минимально возможной, т.е. величина контактного усилия не будет практически меняться в широком диапазонее давления рабочей среды.

Отверстия 6 в оболочке 5 могут быть и не выполнены, В этом случае между кольцом 3 и отбортовкой 7 должен быть предусмотрен гарантированный зазор для прохода рабочей среды.

Технико-экономическая эффективность от внедрения изобретения состоит в повышении .эксплуатационных характеристик уплотнительного устройства и расширении его диапазона применения.

ВНИИПИ Заказ 3875/34

Тираж 925 Подписное филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4