Ступенчатое эластомерное уплотнение

 

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить долговечность и надежность уплотнения путем равномерного нагружения ступеней уплотнения. Устройство содержит пакет соосно установленных втулок 1, расположенных между уплотняемыми поверхностями цилиндра 11 высокого давления и плунжера 3. На наружной и внутренней поверхностях втулок 1 выполнены канавки, в которых соответственно установлены уплотнители 5 и 6. Сверху втулки закреплены стопорным фланцем 4. Для устранения повышенного износа опорные поверхности уплотнителей 5 и 6 расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси пакета втулок 1. Между уплотнителями 5 и 6 в каждой втулке 1 выполнен канал 7 подвода рабочей жидкости к уплотняемым зазорам с установленным в нем клапаном 9 разности давлений. Пружина 10 клапана 9 оттарирована на перепад давления, соответствующего номинальному давлению эксплуатации уплотнителя без антиэкструзионных колец. Само давление жидкости препятствует выдавливанию в зазор эластичных уплотнителей, выполняя функцию антиэкструзионных колец. При этом число ступеней равно отношению рабочего давления в цилиндре 11 к перепаду давления на клапане 9. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (У1) g F 16 J 15/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

47

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ OPH ГКНТ СССР

1 (21) 4415754/40-29 (22) 26.04.88 (46) 07.06.90. Бюл. Р 21 (72) В.М.Корягин (53) 62-762(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1321975, кл. F 16 J 15/32, 1982. (54) СТУПЕНЧАТОЕ ЭЛАСТОМЕРНОЕ УПЛОТНЕНИЕ (57) Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить долговечность и надежность уплотнения путем равномерного нагружения ступеней уплотнения. Устройство содержит пакет соосно установленных втулок 1, расположенных между уплотняемыми поверхностями цилиндра 11 высокого давпения и плунжера 3 . На наружной и внутренней поверхностях втулок 1 выполнены канавки, в которых соответ ственно установлены уплотнители 5 и

„„Я0„„1569480 A f

6. Сверху втулки закреплены стопорным фланцем 4., Для устранения повышенного износа опорные поверхности уплотнителей 5 и 6 расположены в одной глоскости, перпендикулярной оси пакета втулок 1. Между уплотнителями 5 и 6 в каждой втулке 1 выполнен канал 7 подвода рабочей жидкости к уплотняемым зазорам с установленным в нем клапаном 9 разности давлений.

Пружина 10 клапана 9 оттарирована на перепад давления, соответствующего номинальному давлению эксплуатации уплотнителя беэ антиэкструэионных колец. Само давление жидкости препятствует выдавливанию в зазор эластичных уплотнителей, выполняя функцию антиэкструзионных колец. При этом число ступеней равно отношению рабочего давления в цилиндре 11 к перепаду давления на клапане 9 ° 1 ил.

1569480

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в Силовых гидроцилиндрах, работающих при высоком давлении, например в уникальном прессовом оборудовании.

: елью изобретения является повышение долговечности и надежности уплотнения путем равномерного распределения рабочего давления н предотвращения выдавливания манжеты в уплотняемые зазоры в зоне трения. На чертеже изображено эластомерное уплотнение, общий нид в сечеБииэ

Уплотнение состоит из двух или более опорно-направляющих втулок и 2. Верхняя втулка 1 с уплотнителями образует ннутреннюю ступень уплотнения, нижняя втулка 2 — наружную. Втулки установлены одна на другую в выемке плунжера 3 и прижаты сверху стопорным фланцем 4. В подвижном соединении плунжер — цилиндр уплотнителями являются манжеты 5, установленные на наружной выточке втулки 1 и 2, и резиновые кольца 6 круглого сечения, уплотняющие неподвижное соединение втулок 1 и 2 и плунжера

3, ус" ановленные во внутренней канав™ ке втулок t и 2. Для подвода рабочей жидкости в уплотняемый зазор между ступенями уплотнения втулки 1 и 2 имеют каналы 7 и 8. В канале 1 установлен клапан 9 разности давления, снабженный пружиной 10, оттариронанной на перепад давления, равный половине номинального рабочего давления в цилиндре 11, так как число ступеней уплотнения в данном случае равно двум, т,е. усилие тарирования пружины создает перепад давления, равный рабочему давлению в ципиндре, деленному на число ступеней уплотнения. Стопорный фланец 4, а также втулка 1 снабжены скругленными кольцевыми выступами 12 выполняющими функцию манжетодержателей, Опорные поверхности 13 и 14 манжеты

5 и унлотнительного кольца 6 расположены в одной плоскости, перпендикулярной к. оси пакета. Это позволяет уравновесить силы гидранлического давления, воздействующие на цилиндрические поверхности втулки, т.е. устранить ее растяжение под действием давления жидкости н зазоре по плунжеру 3.

Уплотнение работает следующим образом.

1О

2О

3G

4О

При возрастании давления в цилиндре 11 соответственно возрастает нагрузка на обоих уплотнителях внутренней ступени уплотнения и нтулке

1. По достижении давления в цилиндре 11, равного половине от номинального, клапан 9 разности давления внутренней ступени откроется, и пр>изойдет заполнение жидкостью и соответствующий рост давления в рабочей полости наружной ступени и втулке 2.

После этого под денствием пружины

10 клапан 9 закроется и произойдет окончательный набор давления в цилиндре t1 до требуемой величины. Клапан наружной ступени, настроенный также как и первьй, остается при этом

Закрытым поэтому на уплотнителях обеих ступеней образуется одинаковый перепад давления, равный половине от номинального давления в цилиндре 11.

При наличии утечки жидкости по уплатнителям внутренней ступени произойдет незначительный рост давления в наружной ступени и ее клапан сбросит перетечку в сливную полость цилиндра 11, после чего равновесие восстановится. То же самое произой,дет при возможных скачках давления н цилиндре 11„ но н этом случае клапаны 9 обеих ступеней срабатывают как предохранительные. Если рабочее давление в цилиндре 11 меньше половины от номинального, клапан внутренней ступени не откроется и ее уплотнитель примет на себя всю нагрузку.

В случае, если рабочее давление в цилиндре меньше номинального и больше

его половины, уплотнитель внутренней ступени работает с недогрузкой, а уплотнитель наружной ступени нагружен нормально, т.е. испытывается перепад давления, при котором не происходит выдавливание его материала в зазор.

Таким образом, предлагаемое уплотнение позволяет при больших значениях рабочих давлений в цилиндре выбрать оптимальное число ступеней уплотнения, такое, чтобы перепад давления на уплотнении не превышал антиэкструзионной стойкости материала уплотнителя подвижного соединения, т.е. давление жидкости наружной ступени препятствует выдавливанию в зазор эластичных уплотнителей внутренней ступени, поддерживает их, ны1569480 полняя функцию антиэкструзионных колец, а клапан 9 разности давлений настроен на срабатывание при давлении, равном перепаду давления на одной ступени в многоступенчатом уплотнении. ннтельного узла и контактирующих с ним поверхностей устройства. Рабочая жидкость под давлением подходит к уплотнителям с обеих сторон по уплотняемым зазорам и выполняет функции смазочной жидкости в зоне трения, что также повышает долговечность уплотнителей, и контактирующих с ними поверхностей.

Формула изобретения

Составитель 1Э.Кибиткин

Техред М.Дидык Корректор С.Шевкун

Редактор Н. Рогулич

Заказ 1433

Тираж 567

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 /

При сбросе рабочего давления в ци. линдре 11 для эвакуации жидкости из полостей всех ступеней уплотнения, без гидравлического удара, кажцую втулку можно снабдить обратным клапаном, т.е. шунтировать уплотнители.

Конструкция уплотнения позволяет также установить и зафиксировать пакет втулок в выточке цилиндра, при этом по плунжеру образовано уплотнение подвижного соединения, а между втулкой и цилиндром — неподвижное 20 уплотнение.

При высоких давлениях рабочей сре.,ы на все манжеты уплотнительного устройства действует равномерно распределенный перепад давления, кото- Я5 рый является оптимальным для данного материала уплотнителя, вследствие чего повышается долгозечность уплотнения, его износостойкость и надежность. 30

Противодавление в уплотняемых зазорах препятствует выдавливанию уплотнителя в уплотняемые зазоры,что также повышает долговечность уплотСтупенчатое эластомерное уплотнение, содержащее пакет соосно установленных втулок, расположенных между подвижными уплотняемыми поверхностями цилиндра высокого давления и плунжера, закрепленных сверху стопорным сланцем, каждая из которых снабжена двумя эластичными уплотФ нителями, установленными в канавках на наружной и внутренней цилиндрических поверхностях, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности уплотнения, опорные поверхности уплотнителей подвижного и неподвижного соединений расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси пакета втулок, выполненных с каналом подвода рабочей жидкости к уплотняемым зазорам, в котором установлен клапан разности давлений.