Уплотнение поршня в контейнеревысокого давления

 

Союз советских

Соцнаинстнчес них

Рес ублнк

О П И С А Н И Е (801,9 52

ИЗОЬРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.10.78 (21) 2676689/25-27 (51) М К и

3 с присоединением заявки РЙ

В 213 5/04

Гесудврстееннвй камнтет (23) Приоритет ао делам наабретеннй н открытнй

Опубликовано 07.02.81. бюллетень pQ 5

Дата опубликования описания 07.02.81 (53) УДК 621.777. .07 (088.8) (72) Авторы изобретения

В, Г. Сынков и С. Г, Сынков

i 1

3 не rr,r, Донецкий физико-технический институт АН Украинской Т:СР (71) Заявитель (54) УПЛОТНЕНИЕ ПОРШНЯ В КОНТЕЙНЕРЕ

ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к гидроэкструзии изделий.

Известно уплотнение поршня в контейнере высокого давления, содержащее последовательно размещенные по оси сопрягающееся с поршнем по конической поверхности копьио и кольцо, сопрягающе еся с поршнем по цилиндрической поверхности (1).

Известное уплотнение поршня для работы на маловяэких жидкостях, содержит клиновое и прессовое кольиа из бериллисвой бронзы, установленные с зазором относительно стенок внутренней полости контейнера не более 0,01 мм. Для обеспечения начального уплотнения маловяэких жидкостей используемых для гидрОэкструзии, зазор заполняется густой смазкой типа ВАПР-Т, .при этом жидкость не должна растворять смазку, используемую для начального уплотнения.

Недостатками известного уплотнения являются его низкая надежность при ра2 боте с маловязкими .жйдкостями малая долговечность и дефииитность колец из бериллиевой бронзы.

Белью изобретения является повышение долговечности и надежности уплотне

5 ния при работе с маловязкими жидкостями.

Поставленная цепь достигается тем, что наружная поверхность кольца, сопрягающегося с поршнем по цилиндрической

10 поверхности, выполнена со скосами под углом 10-20 к оси поршня и цилиндрическим уплотнительным поясом между скосами, длина которого составляет 5-10%

15 от диаметра поршня, при этом оба кольца выполнены из высокопрочного материала, а высота копьиа сопрягающегося с поршнем по конической поверхности составляет 10-2C% от диаметра поршня.

На фиг, 1 изображен поршень с пред20 лагаемым уплотнением, на фиг. 2 — узел фиг. 1.

Поршень 1 с клиновым кольцом 2, иилиндрическим кольцом 3 и гайкой 4 раз» мещен в рабочей полости контейнера 5 .

Клиновое кольцо 2 сопряжено с поршнем и контейнером по скользящей посадке; а цилиндрическое кольцо 3 — с контейнером по прессовой посадке, а с поршнем — по сколь- 5 зятей посадке. Длина клинового кольца 4 мм, длина цилиндрического KOTlhIIB 9мм, длина цилиндрического участка этого кольца о

2 ллм, угол конусности 10 . Оба кольца изготовлены из стали 45 и термообработаны на твердость 45-50 HRC. Поршень

1 сопряжен с контейнером 5 по скользящей посадке.

Уплотнение поршня 1 в контейнер 5 еще до соприкосновения поршня с рабочей жидкостью эа счет сопряжения цилиндрического кольца 3 и контейнера 5 с натягом возникает осевая сила, которая благодаря установке колец 2 и 3 на поране 1 по скользящей посадке смещает оба кольца в сторону конического скоса на поршне 1. За счет этого смещения кольцо 2, упруго расширяясь на коническом скосе поршня 1, перекрыв ает первонача пьщ1й зазор между кольцом 2 и контейнером 5. В результате этого еще до соприкосновения с рабочей жидкостью поршень имеет два уплотнительных пояска А и В, образованных кольцами 2 и 3 разделенных полостью 6 дополнительного гидросопротивзо пения (полостью мятия), образованной ловерхность1О контейнера, скосом 7 кольиа 3 и торцом клинового кольца 2.

Лабораторные испытания, проведенные с кольцами различных размеров показали, 35 что упругое перекрытие зазора между кольцом 2 и контейнером 5 происходит, если длина клинового кольца составляет

10-20 Д диаметра поршня, а длина д цилиндрического пояска кольца 3-5-10%

40 диаметра поршня. При выходе за предель1 этих соотношений B меньшу1о сторону затрудняется изготовление клинового кольца из-за резкого снижения его жесткости, B уменьшение длины уп ЛОГНИТ1ЭЛЬНОГО ПОЯСКа Б КОЛЬ1!Н з НИЖЕ

> 45 рекомендуемой снижает надежность уппотненич маловязких жидкостей и долговечность кольца. При выходе за пределы рекомендуемых длин кольца 2 и уплотнительного пояска В на кольце 3 в бопь- 50 шую сторону резко возрастает цилиндрическая жесткость клинового кольца, в результате чего упругое перекрытие зазора между кольцом и контейнером происходит при осевом усилии, в несколько раз превышающем усилие проталкивания кольца 3 до соприкосновения его с рабочей ж>1дкостью. В этом случае в нижнем диапазоне рабочих давлений уплотнение осуществляет только прессовое кольцо, 1 что существенно ухудшает надежность уп— лотнения маловязких жидкостей. Угол скосов кольца 3 ограничивается с одной стороны объемом полости 6 мятия, а с другой стороны - необходимостью обеспечения плавного перехода от уппотнительного пояска, сопрягаемаго с контейнером по прессовой посадке к скосам 7. Материалы колец подобраны экспериментально из условия их максимальной долговечности и отсутствия повреждений рабочего канала контейнера.

Описываемое уплотнение можно использовать при сжатии смесей глицерина с этил енгликол ем, к е роси ново-масляных и бензиново-масляных смесей. долговечность такого уплотнения по крайней мере на порядок превышает долговечность известных уппотнен1лй. Себестоимость стальных уплотнений в несколько раз ниже, чем себестоимость колеи из бериллиевой бронзы.

Формул а изобретения

1. Уплотнение поршня в контейнере высокого давления, содержащее последовательно размещенные по оси: сопрягаю1цееся с поршнем по крн1лческой поверхности кольцо, а также кольцо, сопрягающееся с поршнем по цилиндрической поверхности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности и наде>кности уплотнения при работе с маловязкими жидкостями, наружная поверхность кольца, сопрягающегося с поршнем по цилиндрической поверхности, выполнена со скосами под углом 10-2С к оси поршня и цилиндрическим уппотнительным пояском между скосами, длина которого составляет 5-10% от диаметра поршня, при этом оба кольца выполнены иэ высокопрочного материала, а высота кольца, сопрягающегося с поршнем по конической поверхности составляет 10-20 % от диаметра поршня, 2. Уплотнение по п. 1, о т л и ч а юm е е с я тем, что оба кольца выполнены из стали с твердостью 45-50 !!AC .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Корнеев П. И. и другие. Обработ ка давлением тугопчавких металлов и сплавов. M., Металлургия," 197.1, с. 409.

801952

Состави тель P. Радькава

Техред Е. Гаврилешко Корректор С. Щомак

Редактор И. Гохфельд

Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 10466/11 Тираж 751

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Рау-л.ская наб., д. 4/5