Уплотнительный узел и снабженный им клапан

 

Использование: для уплотнений. Сущность изобретения: кольцевой корпус с U-образным поперечным сечением выполнен с двумя размещенными на расстоянии друг от друга боковыми участками и соединяющим боковые участки средним участком с образованием углубления. В углублении размещены эластичное упругое внутреннее кольцо и взаимодействующее с ним наружное кольцо, расположенное между свободными концами боковых участков. Посредством корпуса, внутреннего и наружнего колец образовано манипулируемое как одно целое уплотнительное кольцо. Один боковой участок выполнен в виде кольцевого диска, зафиксированного внутри среднего участка по радиальному направлению на его свободном конце, противоположном другому боковому участку. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к уплотнениям, в частности к кольцевому уплотнительному узлу и снабженному им клапану.

Известен кольцевой уплотнительный узел для двух концентрично расположенных и установленных с возможностью относительного перемещения в аксиальном направлении частей, содержащий кольцевой корпус с U-образным поперечным сечением, выполненный с двумя размещенными на расстоянии друг от друга боковыми участками и соединяющим боковые участки средним участком с образованием углубления, в котором размещены эластичное упругое внутреннее кольцо и взаимодействующее с ним наружное кольцо, расположенное между свободными концами боковых участков, при этом посредством корпуса, внутреннего и наружного колец образовано манипулируемое как одно целое уплотнительное кольцо.

Известен также клапан, содержащий корпус с удлиненным гнездом, в котором концентрично с корпусом с возможностью аксиального перемещения относительно него установлен поршень, причем по окружности гнезда в него входят несколько каналов, при этом клапан содержит уплотнительные узлы, установленные на корпусе, служащие для уплотнения между корпусом и поршнем и содержащие кольцевой корпус с U-образным поперечным сечением, выполненный с двумя размещенными на расстоянии друг от друга боковыми участками и соединяющим боковые участки средним участком, закрепленным на корпусе клапана, при этом участки корпуса уплотнительного кольца образуют углубление, в котором размещены эластичное упругое внутреннее кольцо и наружное кольцо, расположенное между свободными концами боковых участков и взаимодействующее с внутренним кольцом и с поршнем клапана. В известном клапане уплотнительные узлы могут быть установлены в корпусе за счет прессовой посадки.

Недостаток известных уплотнительного узла и клапана заключается в том, что его монтаж связан с проблемами из-за того, что внутреннее и наружное кольца могут повреждаться, что при эксплуатации может приводить к негерметичностям.

Цель изобретения заключается в создании уплотнительного узла и клапана, в которых обеспечено герметичное уплотнение.

Для этого в предлагаемом уплотнительном узле для двух концентрично расположенных и установленных с возможностью относительного перемещения в аксиальном направлении частей, содержащем кольцевой корпус с U-образным поперечным сечением, выполненный с двумя размещенными на расстоянии друг от друга боковыми участками и соединяющим боковые участки средним участком с образованием углубления, в котором размещены эластичное упругое внутреннее кольцо и взаимодействующее с ним наружное кольцо, расположенное между свободными концами боковых участков, при этом посредством корпуса, внутреннего и наружного колец образовано манипулируемое как одно целое уплотнительное кольцо, по меньшей мере один из боковых участков корпуса выполнен в виде бокового диска, зафиксированного внутри среднего участка по радиальному направлению на его свободном конце, противоположном другому боковому участку.

Кроме того, в предлагаемом клапане, содержащем корпус с удлиненным гнездом, в котором концентрично с корпусом с возможностью аксиального перемещения относительно него установлен поршень, причем по окружности гнезда в него входят несколько каналов, при этом клапан содержит по меньшей мере один уплотнительный узел, установленный на корпусе путем прессовой посадки, служащий для уплотнения между корпусом и поршнем и содержащий кольцевой корпус с U-образным поперечным сечением, выполненный с двумя размещенными на расстоянии друг от друга боковыми участками и соединяющими боковые участки средним участком, закрепленным на корпусе клапана, при этом участки корпуса уплотнительного кольца образуют углубление, в котором размещены эластичное упругое внутреннее кольцо и наружное кольцо, расположенное между свободными концами боковых участков и взаимодействующее с внутренним кольцом и с поршнем клапана, по меньшей мере один из боковых участков корпуса уплотнительного узла выполнен в виде кольцевого диска, зафиксированного внутри среднего участка по радиальному направлению на его свободном конце, противоположном другому боковому участку.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез уплотнительного узла; на фиг. 2 клапан.

Уплотнительный узел содержит корпус 1, имеющий кольцевую форму и в основном U-образное поперечное сечение. Корпус 1 образует кольцевое углубление по всей окружности уплотнительного узла, боковыми стенками которого являются участки 2, 3, образующие свободные концы, и средний участок 4, образующий дно. При этом один из боковых участков, в данном случае участок 3, выполнен в виде бокового диска, зафиксированного внутри среднего участка 4 на его свободном конце, противоположном боковому участку 2, например, за счет прессовой посадки. Противоположная участку 4 сторона 5 корпуса 1 открыта. В образуемом корпусе 1 углублении размещено эластичное упругое внутреннее кольцо 6, опертое на дно 7 углубления, т.е. на средний участок 4. Смежно с ним со стороны 5 размещено концентричное, служащее в качестве уплотнительного элемента, наружное кольцо 8, находящееся в контакте, но не связанное с ним. Оба кольца 6, 8 держатся корпусом 1 и вместе с последним образуют манипулируемый как одно целое уплотнительной узел.

Уплотнительный узел можно закреплять на одной из любых частей, установленных с возможностью перемещения одна относительно другой и подлежащих уплотнению через корпус 1, держащий внутреннее 6 и наружное 8 кольца. В случае использования уплотнительного узла в клапане его целесообразно закреплять на корпусе клапана. При этом используют уплотнительный узел, у которого открытая сторона 5 углубления направлена радиально внутрь. В смонтированном состоянии корпус 1 может быть закреплен по крайней мере с одной стороны с помощью закрепляющего элемента. Однако, согласно предпочтительной форме выполнения, корпус 1 закрепляется с помощью прессовой посадки.

Наружное кольцо 8 взаимодействует с той из подвижных частей, на которой уплотнительный узел не закреплен, т.е. например, с поршнем клапана. Таким образом, наружное кольцо 8 служит уплотнительным элементом. Поэтому он предпочтительно состоит из полутвердой пластмассы, например тефлона или другого полимера, обладающих не только хорошими скользующими, но и уплотнительными свойствами. По сравнению с резиной данный материал имеет то преимущество, что предотвращается прилипание после перерыва эксплуатации, наблюдается лишь незначительное трение. Таким образом, благодаря небольшому износу можно достичь высокой скорости переключения и большой срок службы. Наружное кольцо 8 одновременно является контактным или направляющим кольцом, обеспечивающим центрованное положение, например, поршня клапана, в котором может применяться предлагаемый уплотнительный узел. Для выполнения уплотняющей функции наружное кольцо 8 предпочтительно выполнено с окружным радиальным выступом 9 в виде кольцевого диска, выполненным на его отвернутой от внутреннего кольца стороне и размещенным в аксиальном направлении в середине наружного кольца.

Наружное кольцо 8 установлено с возможностью свободного движения относительно корпуса 1 в радиальном направлении. Для этого оно выполнено с возможностью небольшой эластичной деформации в окружном направлении, благодаря чему в случае необходимости он может немного расширяться. Однако не обязательно требуется предварительное натяжение, так как внутреннее кольцо 6 образует пружинящее кольцо, опирающееся о корпус 1 с одной стороны и с другой стороны в радиальном направлении воздействующее на наружное кольцо 8. Пружинящие эластичные свойства внутреннего кольца 6 обеспечиваются, например, за счет его конструктивного выполнения и/или выбора материала, из которого оно выполнено. Оно может быть выполнено из материала, обладающего эластичными свойствами подобно резине. Кольца 6 и 8 выполнены в виде двух отдельных колец, находящихся в контакте в радиальном направлении без прочной связи.

Внутреннее кольцо 6 также образует уплотнительный элемент, обеспечивающий уплотнение наружного кольца 8 относительно корпуса 1, вследствие чего наружное кольцо 8 на обращенной к внутреннему кольцу 6 стороне не может омываться средой.

Внутреннее кольцо 6 также благодаря своему конструктивному выполнению эластично воздействует на наружное кольцо 8 по образцу пружины.

На фиг. 1 внутреннее кольцо 6 выполнено в виде обычного О-образного кольца, например, из резины, которое по крайней мере в смонтированном состоянии может иметь эллиптическое поперечное сечение.

Наружное кольцо 8 зафиксировано на корпусе 1 с исключением выпадения. Выпадение наружного кольца 8 предотвращается, например, тем, что оно установлено частично впотай так, что участки 2, 3 частично своими краевыми зонами 10 обхватывают его боковые зоны. Таким образом, наружное кольцо 8 благодаря своей кольцевой форме предохранено от выпадения. Кроме того, на свободных концах боковых участков 2, 3 выполнен радиальный упор для ограничения движения наружного кольца 8. Данный упор образован окружными плечами 11. Загнутые зоны 10 могут простираться или по всей окружности уплотнительного узла, или же кромка участков 2, 3 корпуса 1 может быть загнута лишь в отдельных местах, в результате получаются несколько загнутых зон 10 на расстоянии одна от другой. Между плечами 11 и краевыми зонами 10 образована канавка, в которую входят краевые в аксиальном направлении зоны наружного кольца 8. При этом ширина канавки немного превышает толщину краевых зон наружного кольца 8, благодаря чему обеспечивается гибкая фиксация.

Предлагаемый уплотнительный узел можно использовать в любом устройстве, в частности там, где требуется уплотнение частей, концентрично установленных одна в другой с возможностью взаимного перемещения.

Клапан (см. фиг. 2) содержит корпус 12 с удлиненным гнездом, в котором концентрично с корпусом 12 с возможностью аксиального перемещения относительно него установлен поршень 13.

Причем по окружности гнезда в него входят несколько каналов 14-17, при этом клапан содержит по меньшей мере один уплотнительный узел, установленный на корпусе 12 путем прессовой посадки, служащий для уплотнения между корпусом 12 и поршнем 13 и содержащий кольцевой корпус с U-образным поперечным сечением, выполненный с двумя размещенными на расстоянии друг от друга боковыми участками 2 и 3 и соединяющими боковые участки средним участком 4, закрепленным на корпусе 12 клапана, при этом участки корпуса 1 уплотнительного кольца образуют углубление, в котором размещены эластичное упругое внутреннее кольцо 6 и наружное кольцо 8, расположенное между свободными концами боковых участков и взаимодействующее с внутренним кольцом 6 и с поршнем 13 клапана. По меньшей мере один из боковых участков корпуса уплотнительного узла выполнен в виде кольцевого диска 9, зафиксированного внутри среднего участка по радиальному направлению на его свободном конце, противоположном другому боковому участку. Внутри поршня 13 может быть установлена пружина 18.

Формула изобретения

1. Уплотнительный узел для двух концентрично расположенных и установленных с возможностью относительного перемещения в аксиальном направлении частей, содержащий кольцевой корпус с U-образным поперечным сечением, выполненный с двумя размещенными на расстоянии друг от друга боковыми участками и соединяющими боковые участки средним участком с образованием углубления, в котором размещено эластичное упругое внутреннее кольцо и взаимодействующее с ним наружное кольцо, расположенное между свободными концами боковых участков, при этом посредством корпуса, внутреннего и наружного колец образовано манипулируемое как одно целое уплотнительное кольцо, отличающийся тем, что по меньшей мере один из боковых участков корпуса выполнен в виде кольцевого диска, зафиксированного внутри среднего участка по радиальному направлению на его свободном конце, противоположном другому боковому участку.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что внутреннее кольцо оперто о средний участок корпуса.

3. Узел по пп.1 и 2, отличающийся тем, что кольцевой диск зафиксирован на среднем участке по прессовой посадке.

4. Узел по пп. 1 3, отличающийся тем, что наружное кольцо выполнено с окружным радиальным выступом в виде ребра, выполненным на его отвернутой от внутреннего кольца стороне и размещенным в аксиальном направлении в середине наружного кольца.

5. Клапан, содержащий корпус с радиальными каналами и удлиненным гнездом, в котором аксиально с возможностью продольного перемещения установлен поршень с по меньшей мере одной впадиной и закреплен по прессовой посадке по меньшей мере один уплотнительный узел с U-образным в поперечном сечении кольцевым корпусом, выполненным с двумя размещенными на расстоянии друг от друга боковыми участками и соединяющими боковые участки средним участком с образованием углубления, в котором размещены эластичное упругое внутреннее кольцо и наружное кольцо, расположенное между свободными концами боковых участков и взаимодействующее с внутренним кольцом и поршнем, отличающийся тем, что по меньшей мере один из боковых участков корпуса уплотнительного узла выполнен в виде кольцевого диска, зафиксированного внутри среднего участка по радиальному направлению на его свободном конце, противоположном другому боковому участку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2