Манжетное уплотнение



Манжетное уплотнение
Манжетное уплотнение

 

F16J15/00 - Поршни; тронковые поршни; плунжеры (мехи F16J 3/06; поршневые кольца и канавки для них F16J 9/00; вращающиеся поршни, например для двигателей типа "Ванкель" F01C; для двигателей внутреннего сгорания, т.е. специально сконструированные для высоких температур или видоизмененные для направления, зажигания или иного воздействия на заряд рабочей смеси F02F; поршни, предназначенные для гидравлических двигателей объемного вытеснения F03C 1/28; для насосов F04B; поплавки F16K 33/00)

Владельцы патента RU 2502907:

Закрытое акционерное общество "УНИХИМТЕК" (ЗАО "УНИХИМТЕК") (RU)

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к узлам уплотнения механизмов для герметизации кольцевого зазора между цилиндром и поршнем в устройствах, работающих в условиях возвратно-поступательного движения. Манжетное уплотнение выполнено в виде кольца, имеющего V-образное поперечное сечение. Указанное кольцо сформировано из фольги, содержащей слой терморасширенного графита (ТРГ) с равномерно распределенным по его ширине по меньшей мере одним расправленным углеродным жгутом, посредством ее спиральной навивки с последующей подпрессовкой в направлении оси кольца. Описанное выше манжетное уплотнение за счет того, что оно имеет широкий температурный диапазон применения (до 650°С на воздухе, до 3000°С - в инертной атмосфере), а также благодаря стойкости к «вымыванию» ТРГ, армированного расправленным углеродным жгутом, позволяет повысить герметичность подвижных соединений в условиях эксплуатации при высоких рабочих температурах (выше 200°С) и надежность. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности, к узлам уплотнения механизмов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для герметизации кольцевого зазора между корпусом и поршнем (плунжером, штоком) в гидравлических, пневматических и других устройствах, работающих в условиях возвратно-поступательного движения.

Известно манжетное уплотнение V-образного поперечного сечения (см. RU 2176756, F16J 15/32, 10.12.2001), которое предназначено для герметизации кольцевого зазора в подвижных соединениях с возвратно-поступательным движением. Недостатком конструкции указанного манжетного уплотнения является то, что оно выполнено из волокнистого материала, пропитанного эластичным связующим, при этом в качестве волокнистого материала взят трикотажный материал, выполненный из крученой комбинированной пряжи, содержащей комплексную политетрафторэтиленовую нить в сочетании с хлопчатобумажной, углеродной, стеклянной или синтетической комплексной нитью, имеющей 1-6 сложений. Сам по себе политетрафторэтилен очень устойчив и инертен в обычных условиях, однако при нагревании свыше 200°C он начинает разлагаться с образованием токсичных продуктов, что приводит к повышенному износу при высоких рабочих температурах, определяющему герметизирующую способность уплотнения, и снижению ресурса силового цилиндра.

Задачей изобретения является повышение герметичности подвижных соединений в условиях эксплуатации при высоких рабочих температурах (выше 200°C), надежности, износостойкости и эрозионной стойкости, а также увеличение срока службы манжетного уплотнения.

Технический результат достигается тем, что манжетное уплотнение, выполненное в виде кольца, имеющего V-образное поперечное сечение, сформировано из фольги, содержащей слой терморасширенного графита с равномерно распределенным по его ширине по меньшей мере одним расправленным углеродным жгутом, посредством ее спиральной навивки с последующей подпрессовкой в направлении оси кольца.

Преимущества выполнения манжетных уплотнений из терморасширенного графита (ТРГ) заключаются в том, что теплопроводность ТРГ 100-150 Вт/м·К значительно выше теплопроводности политетрафторэтилена, которая не превышает 2,4 Вт/м·К, что обеспечивает эффективный отвод тепла из зоны трения и позволяет эксплуатировать силовые цилиндры без перегрева в широком диапазоне температур (до 650°C на воздухе, до 3000°C - в инертной атмосфере). ТРГ обладает низким коэффициентом трения по стали: <0,12 по сухой поверхности и <0,03 при наличии жидкостной пленки. Это свойство практически исключает износ манжетных уплотнений и увеличивает ресурс деталей. При этом ТРГ обладает низкой коррозийной активностью. Манжетные уплотнения из ТРГ практически непроницаемы для жидкостей и газов и являются универсальными, так как обладают высокой химической стойкостью практически ко всем средам за исключением сильных окислителей.

При этом, чтобы в процессе эксплуатации манжетных уплотнений при больших давлениях рабочей среды избежать «вымывания» эластичного материала манжетного уплотнения - терморасширенного графита, манжетное уплотнение формируют из фольги, содержащей слой терморасширенного графита с равномерно распределенным по его ширине по меньшей мере одним расправленным углеродным жгутом, посредством ее спиральной навивки с последующей подпрессовкой в направлении оси кольца.

Также манжетное уплотнение может быть сформировано из фольги, которая снабжена дополнительным слоем терморасширенного графита, при этом по меньшей мере один расправленный углеродный жгут содержит клеевое покрытие и расположен между первым и дополнительным слоями терморасширенного графита. Клеевое покрытие нанесено на углеродный жгут для улучшения адгезии расправленных углеродных жгутов к терморасширенному графиту. Это позволяет более надежно закрепить армирующие волокна углеродного жгута и избежать их сдвига при спиральной навивке армированной графитовой фольги. При этом с целью упрощения навивки такой армированной графитовой фольги при изготовлении манжетного уплотнения слой расправленных углеродных жгутов с липким клеевым покрытием располагают между двумя (первым и дополнительным) слоями терморасширенного графита.

Вышеизложенные особенности и преимущества изобретения будут понятны из последующего описания предпочтительного примера осуществления манжетного уплотнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых для представления одинаковых элементов используются одинаковые позиции.

На фиг.1 изображена схема силового цилиндра с манжетным уплотнением в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.2 - выносной элемент А фиг.1, отображающий в увеличенном масштабе чередующиеся слои терморасширенного графита и армирующего расправленного углеродного жгута, образующего гофры после подпрессовки в осевом направлении.

Манжетное уплотнение 1 выполнено в виде кольца, имеющего V-образное поперечное сечение. Рабочими частями манжетного уплотнения 1 являются внешняя 2 и внутренняя 3 губки.

Для выполнения манжетного уплотнения 1 использована армированная графитовая фольга, содержащая слой 4 терморасширенного графита и армирующие элементы 5, выполненные в виде по меньшей мере одного расправленного (так называемого площеного) углеродного жгута, волокна которого равномерно распределены по ширине слоя 4 терморасширенного графита. Расправленный (площеный) углеродный жгут - жгут из непрерывных углеродных волокон, которые расправлены до плоского состояния и расположены в плоскости, по существу, параллельно друг другу. Расправленный (англ. - spread) углеродный жгут может быть получен различными способами, например, в жидкой среде (например, WO 02/31242, D02J 1/18, 2002), посредством изогнутых направляющих (например, US 3874030, D01D 11/02, 1975), акустических вибраций (например, US 5042122, D01D 11/02, 1991), электростатических сил, чесанием (например, WO 99/55943, D02J 1/18, 1999), посредством валков со специальной насечкой (US 7305739, D01G 37/00, 2007), а также посредством раздува углеродного жгута (например, US 3798095, B32B 31/16, 1974; US 6836939, D01D 11/02, 2005). Армирующие элементы 5 в виде по меньшей мере одного расправленного углеродного жгута придают армированной графитовой фольге дополнительную механическую прочность, стойкость к вибрационным нагрузкам, при этом, образуя достаточно тонкий армирующий слой, обеспечивают армированной графитовой фольге гибкость.

В зависимости от ширины полотна графитовой фольги для армирования может быть использован один расправленный жгут или более.

Для улучшения адгезии углеродных волокон к терморасширенному графиту армирующие элементы 5 (по меньшей мере один расправленный углеродный жгут) могут содержать клеевое покрытие, которое позволяет более надежно закрепить армирующие элементы 5 на слое 4 терморасширенного графита и избежать их сдвига при совместном обжатии. Клеевое покрытие может быть нанесено на углеродный жгут как до его расправления, так и после. При этом армирующие элементы 5 с нанесенным на них клеевым покрытием могут быть расположены между двумя (первым и дополнительным) слоями 4 терморасширенного графита, что позволяет избежать налипания клеевого покрытия при изготовлении манжетного уплотнения 1 и тем самым упростить его изготовление.

Манжетное уплотнение 1 сформировано посредством спиральной навивки полосы из описанной выше гибкой армированной графитовой фольги с образованием слоистой структуры с последующей подпрессовкой в направлении оси навивки. При этом при навивке используют полосу армированной графитовой фольги переменной ширины с целью образования на одном из торцов навивки круговой выемки 6, благодаря которой при последующей подпрессовке навивки в осевом направлении готовое манжетное уплотнение 1 будет иметь V-образное поперечное сечение.

При подпрессовке навитой полосы слои армированной графитовой фольги сжимаются, при этом равномерно распределенные по ширине фольги волокна по меньшей мере одного расправленного углеродного жгута, представляющие собой тонкий слой армирующих элементов 5, образуют гофры в направлении оси кольца (см. фиг 2), препятствующие «вымыванию» терморасширенного графита.

При сборке силового цилиндра 7 манжетное уплотнение 1 монтируют на штоке 8 (плунжере, поршне), поджимают гайкой 9 с круговым выступом 10, который размещают в выемке 6 манжетного уплотнения 1, и затем шток 8 (плунжер, поршень) силового цилиндра 7 вместе с манжетным уплотнением 1 размещают в корпусе 11 силового цилиндра. При этом внешняя губка 2 манжетного уплотнения 1 поджимается к внутренней поверхности корпуса 11, тем самым обеспечивая герметичность соединения.

При этом описанное выше манжетное уплотнение за счет того, что оно имеет широкий температурный диапазон применения (до 650°C на воздухе, до 3000°C - в инертной атмосфере), а также благодаря стойкости к «вымыванию» ТРГ, армированного расправленным углеродным жгутом, позволяет повысить герметичность подвижных соединений в условиях эксплуатации при высоких рабочих температурах (выше 200°C), надежность, износостойкость и эрозионную стойкость, а также увеличить срок службы манжетного уплотнения.

Описанные выше примеры осуществления следует во всех аспектах рассматривать лишь как иллюстративные и не обуславливающие никаких ограничений. Следовательно, могут быть использованы другие примеры осуществления настоящего изобретения и примеры внедрения, которые не выходят за пределы описанных здесь существенных признаков.

1. Манжетное уплотнение, выполненное в виде кольца, имеющего V-образное поперечное сечение и сформированное из фольги, содержащей слой терморасширенного графита с равномерно распределенным по его ширине по меньшей мере одним расправленным углеродным жгутом, посредством ее спиральной навивки с последующей подпрессовкой в направлении оси кольца.

2. Манжетное уплотнение по п.1, которое сформировано из фольги, снабженной дополнительным слоем терморасширенного графита, при этом по меньшей мере один расправленный углеродный жгут содержит клеевое покрытие и расположен между первым и дополнительным слоями терморасширенного графита.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к уплотнительной технике. Способ изготовления неподвижных разъемных неподвижных соединений гидравлических систем машин и оборудования различного назначения включает нанесение металлических или фторопластовых покрытий на соединяемые детали и их последующую термическую обработку.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для герметизации различных упругоэластичных тонкостенных камер, оболочек и т.п., работающих под действием давления рабочей среды.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для сборки гидропневмоагрегатов с уплотнительными кольцами радиального сжатия. .

Изобретение относится к уплотнительному устройству и его применению, причем уплотнительное устройство содержит уплотнительное кольцо и фильтрующее кольцо из фильтрующего нетканого материала, установленное по соседству с уплотнительным кольцом со стороны, обращенной к герметизируемому пространству, с аксиальным зазором.

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности. .

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к технологии изготовления плоских прокладок. .

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения поджимных штоков. .

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к уплотнению роторов. Уплотнение с активным электромагнитным регулированием зазора содержит установленный на роторе диск, размещенный в корпусе кольцевой электромагнит с обмоткой и, по меньшей мере, двумя полюсами, подпружиненный относительно корпуса в осевом направлении и образующий с диском пару уплотнения с осевым рабочим зазором, и подключенную к обмотке электромагнита систему активного электромагнитного регулирования зазора. Диск выполнен из немагнитного материала с кольцевым пазом, в котором коаксиально размещены, по меньшей мере, два кольцевых постоянных магнита, намагниченных в осевом направлении с чередующейся полярностью, первые торцы которых замкнуты кольцевой магнитной перемычкой, а вторые торцы обращены к рабочему зазору пары уплотнения, каждый полюс кольцевого электромагнита с соответствующим ему торцом кольцевого постоянного магнита расположены на одинаковом расстоянии от оси ротора, а система активного электромагнитного регулирования зазора подключена к обмотке кольцевого электромагнита с возможностью возникновения отталкивающей силы в паре уплотнения при подаче тока. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для обеспечения герметичности неподвижных разъемных соединений, в частности, эксплуатируемых в агрессивных средах. В неподвижном соединении, включающем вал и втулку, при сборке формируют винтовой канал, образуемый сопрягаемыми поверхностями деталей, который заполняют магнитореологическим композитом, состоящим из магнитной жидкости и сорбента, взаимодействующего с молекулами герметизируемой среды. Помещают соединение в неоднородное магнитное поле, вектор магнитной индукции которого устанавливают по касательной к виткам канала; при этом втулка содержит резервную полость, П-образный паз и отводящий канал, выходящие в межвитковое пространство. Технический результат заключается в повышении герметичности и долговечности неподвижных разъемных соединений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу изготовления эластичного пластинчатого уплотнения. Способ заключается в том, что собирают множество эластичных пластин и множество разделительных прокладок в сварочном приспособлении, таким образом формируя лепестковый пакет, имеющий передний и задний концы и кривизну, приваривают стороны лепесткового пакета к крюковым пластинам. После этого удаляют участок крюковых пластин и накладывают радиально проходящую пластину на листовой пакет. Изобретение повышает надежность уплотнения. 9 з.п. ф-лы, 15 ил.

Группа изобретений относится к уплотнительной технике. Щеточное уплотнение роторов выполнено в виде прижимной щеки и последовательно состыкованных с ней элементов - кольцевой проволочной щетки и опорной щеки. Устройство снабжено технологическим кольцом. Прижимная щека выполнена с торцевым выступом в качестве стыковочного элемента. При изготовлении по сторонам оправки размещают опорные щеки, наматывают проволоку, затем проволочную намотку обжимают прижимными щеками, обрезают проволочную намотку, а затем сваривают состыкованные элементы и производят окончательную механическую обработку. На наружные цилиндрические поверхности состыкованных элементов накладывают металлическую полосу, соединяют концы аргонодуговой сваркой в технологическое кольцо, а сварку состыкованных элементов осуществляют электронным лучом через технологическое кольцо. Устройство для изготовления щеточного уплотнения роторов содержит оправку в виде колец, скрепленных по окружности винтами. Устройство снабжено центрирующими обоймами со ступицами, а оправка размещена на упомянутых ступицах. Между кольцами оправки установлено среднее кольцо, а винтовое крепление крайних колец осуществлено посредством среднего кольца. Изобретение позволяет повысить надежность щеточного уплотнения. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике. Самоуплотняющееся бесфланцевое соединение содержит две неподвижные между собой детали, выполненные одна в виде корпуса, другая в виде крышки с кольцевым упором, разрезное кольцо, кольцевую грундбуксу Т-образного сечения, сальниковую набивку и поджимные шпильки. Кольцевая грундбукса Т-образного сечения, кольцеразрезные соединительные элементы и кольцевая грундбукса F-образного сечения с упорами разной высоты установлены в зазоре для закладки и выемки разрезного кольца, а кольцевая грундбукса Т-образного сечения установлена с возможностью перемещения под действием уплотняемого давления и поджима сальниковых набивок, которые самоуплотняют бесфланцевое соединение независимо от разрезного кольца. Изобретение позволяет повысить надежность соединения. 1 ил.

Изобретение относится к конструкциям, предназначенным для герметизации соединения составных частей устройств, предпочтительнее стыка основания и крышки контейнера для транспортирования космических аппаратов. Узел содержит основание, крышку и уплотнитель, расположенный между ними по периметру плоскости стыка крышки с основанием. Уплотнитель состоит из основного монолитного уплотнителя и дополнительного полого уплотнителя. Каждый из уплотнителей установлен в свой паз. Дополнительный уплотнитель в ненагруженном состоянии имеет размер от плоскости стыка основания больший по сравнению с основным уплотнителем на величину не менее величины сжатия основного уплотнителя под заданной для него нагрузкой. Изобретение обеспечивает повышение уровня герметизации и простоту изготовления узла. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к процессу изготовления сотовой ленты, применяемой в газотурбинных двигателях, и касается способа изготовления сотового уплотнения. Осуществляют непрерывную подачу ленты неограниченной длины, выполняют надрезы в шахматном порядке с шагом, равным высоте соты. Длина надреза равна половине периметра соты. Гофрируют ленту таким образом, что форма гофры соответствует форме половины соты. Затем гофрированную ленту складывают по надрезам и калибруют по высоте. После подачи ленты неограниченной длины надрезы, изготовленные в шахматном порядке, выполняют поперечными по всей длине ленты, при этом перемычка, образованная между надрезами, имеет длину стороны соты. Выполняют сжатие кромок ленты с обеих сторон с углом конусности 10-20°. Последующее гофрирование делают продольным по всей ширине ленты, затем поперечно складывают продольно гофрированную ленту по выполненным надрезам, далее после калибровки по высоте сотовую ленту с обеих сторон сваривают по соприкасающимся граням сот. Изобретение обеспечивает повышение прочностных характеристик сотового уплотнения. 3 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Уплотнение расположено между краем отверстия в корпусе транспортного средства и присоединенной дверью. Дверь шарнирно соединена с корпусом транспортного средства вдоль первой заданной секции края отверстия. Уплотнение содержит фиксирующий профиль, с которым соединяется трубчатый уплотнительный профиль, стенку уплотнительного профиля. Стенка уплотнительного профиля содержит одну продольную канавку и образует целостный пленочный шарнир, который является продольным. Уплотнительный профиль содержит одну наружную канавку вдоль участка уплотнения, предназначенного для соединения с первой заданной секцией края отверстия. Наружная канавка выполнена с возможностью уменьшения сопротивления уплотнительного профиля сжатию в направлении зацепления при закрытии между отверстием и дверью. Достигается уменьшение сопротивления сжатию уплотнительного профиля. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение касается системы герметизации с компенсацией давления для вала вращения или перемещения машины, предназначенной для герметизации отсека. Система содержит первую среду, размещенную вокруг вала, и включает, по меньшей мере, кольцевое уплотнение, предназначенное для изоляции упомянутого отсека. Уплотнение размещено радиально вокруг вала и удерживается держателем уплотнения. Система герметизации содержит: устройство усиления давления, соединенное с держателем уплотнения, содержащее цилиндрическую трубу и поршень, снабженный двумя головками различных диаметров и предназначенный для разделения цилиндрической трубы на две изолированных камеры различных диаметров, соответствующих диаметрам поршневых головок. Камера меньшего диаметра соединена с держателем уплотнений и взаимодействует с первой средой, а камера большего диаметра заполнена, по меньшей мере, частично, второй средой; а устройство рекуперации среды, соединенное с камерой большего диаметра, заполнено газом и предназначено для сбора части второй среды из упомянутой камеры в процессе перемещения поршня для обеспечения того, чтобы давление на уровне первой среды, находящейся в контакте с упомянутым уплотнением, превышало наружное давление, приложенное к упомянутому уплотнению. Изобретение повышает надежность системы герметизации. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение касается уплотнения вала, которое включает в себя более одного уплотнительного модуля, по меньшей мере один подвод жидкости и один отвод жидкости, снабженной главным уплотнением, на которое приходится наибольшая часть разности давлений. Второе главное уплотнение выполнено в виде радиального двойного уплотнения, которое образовано двумя газовыми уплотнениями, каждое из которых включает в себя вращающуюся уплотнительную поверхность и неподвижную уплотнительную поверхность, и эти пары уплотнительных поверхностей соответственно расположены напротив друг друга в одной плоскости уплотнения, при этом обе плоскости уплотнения распространяются по существу радиально относительно вала. Изобретение повышает надежность устройства. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх