RU2120575C1

RU2120575C1 - Sealing ring

Info

Publication number: RU2120575C1
Application number: RU95101205A
Authority: RU
Inventors: В.М. Баев; А.С. Батанов; В.П. Горин; В.П. Кархалев
Original assignee: Государственное производственное предприятие "Завод им.Масленникова"
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1995-01-26
Publication date: 1998-10-20
Also published as: RU95101205A

Abstract

FIELD: sealing-up movable and fixed joints in water supply fittings, as well as in hydraulic, fuel, lubricant and pneumatic devices. SUBSTANCE: cross section of ring has form of figure obtained through rounding- off opposite corners of rectangle whose height is equal to diameter of cross section of round ring of the same standard size. Width is equal to 0.89 of this diameter and rounding radius is equal to half height of rectangle. EFFECT: enhanced reliability of sealing. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области санитарной техники и может быть использовано для герметизации подвижных и неподвижных соединений в водоразборной арматуре, например в водоразборных кранах, смесителях, клапанах, а также в гидравлических, топливных, смазочных и пневматических устройствах других отраслей техники. The invention relates to the field of sanitary engineering and can be used to seal movable and fixed joints in water fittings, for example in water taps, mixers, valves, as well as in hydraulic, fuel, lubricating and pneumatic devices of other industries.

Известно уплотнительное кольцо для кранов (патент ФРГ N 3827469, кл. F 16 K 11/02, 1988). A sealing ring for cranes is known (German patent N 3827469, class F 16 K 11/02, 1988).

Кольцо предназначено для кранов с керамическими запорными элементами и служит для герметизации стыка между седлом клапана, корпусом крана и керамическим диском, при этом оно имеет жесткий ограничитель деформации, не позволяющий превышать допустимое усилие прижатия керамических дисков и регулирует усилие их прижатия в зависимости от давления в системе. Кольцо расположено в запорной части крана и не может выполнять функцию уплотнения подвижного соединения шпинделя крана с корпусом (вал-отверстие). The ring is designed for valves with ceramic locking elements and serves to seal the joint between the valve seat, valve body and ceramic disc, while it has a rigid deformation limiter that does not allow exceeding the allowable compressive force of the ceramic discs and regulates the force of their pressing depending on the pressure in the system . The ring is located in the locking part of the crane and cannot perform the function of sealing the movable connection of the spindle of the crane with the housing (shaft-hole).

Наиболее близкими к предлагаемому являются кольца резиновые уплотнительные круглого сечения для гидравлических и пневматических устройств (Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. -М.: Машиностроение, 1982, том 3, с. 174-178, табл. 6), широко используемые в санитарно-технической арматуре и других отраслях техники. Closest to the proposed are rubber sealing rings of circular cross-section for hydraulic and pneumatic devices (Anuryev V.I. Handbook of a mechanical engineer. -M .: Mechanical Engineering, 1982, Volume 3, pp. 174-178, Table 6), widely used in sanitary fittings and other industries.

Существенными недостатками известного технического решения являются:
- недостаточный технический ресурс работы уплотнения и невысокая эффективность герметизации из-за малой поверхности контакта колец с уплотняемыми поверхностями вала и отверстия;
- нетехнологичность в изготовлении, т.к. разъем пресс-формы осуществляется по криволинейной поверхности; стыковка полуматриц требует трудоемкой, индивидуальной пригонки, тем самым ограничивается количество гнезд в пресс-форме и соответственно количество одновременно формуемых колец;
- облой материала при формовании колец образуется также на криволинейной поверхности и при его удалении нарушаются форма и размеры контактных поверхностей, что снижает надежность герметизации.Significant disadvantages of the known technical solutions are:
- insufficient technical life of the seal and low sealing efficiency due to the small contact surface of the rings with the sealing surfaces of the shaft and the hole;
- low manufacturing technology, because the mold connector is carried out on a curved surface; docking of half-matrices requires a laborious, individual fit, thereby limiting the number of nests in the mold and, accordingly, the number of simultaneously formed rings;
- a material layer during ring formation is also formed on a curved surface and when it is removed, the shape and dimensions of the contact surfaces are violated, which reduces the reliability of the seal.

Задача изобретения:
- повышение надежности и долговечности уплотнения;
- обеспечение взаимозаменяемости с уплотнением кольцами круглого сечения того же типоразмера;
- снижение трудоемкости изготовления.The objective of the invention:
- improving the reliability and durability of the seal;
- ensuring interchangeability with sealing rings of circular cross section of the same size;
- reducing the complexity of manufacturing.

Поставленная задача достигается тем, что поперечное сечение уплотнительного кольца выполнено в виде фигуры, образованной путем скругления противоположных углов прямоугольника, у которого высота H равна диаметру поперечного сечения d круглого кольца того же типоразмера, а ширина b составляет 0,89 этого же диаметра, при этом радиус скруглений r равен половине высоты прямоугольника H, т.е. d/2. The problem is achieved in that the cross section of the sealing ring is made in the form of a figure formed by rounding the opposite corners of a rectangle, whose height H is equal to the diameter of the cross section d of the round ring of the same size and width b is 0.89 of the same diameter, the radius of fillet r is equal to half the height of the rectangle H, i.e. d / 2.

В связи с тем что строго регламентируются размеры посадочных мест под стандартные кольца, равенство площади сечения и радиуса сопряжения предлагаемого уплотнительного кольца соответствующим параметрам стандартного кольца обеспечивает полную взаимозаменяемость предлагаемых колец со стандартными и позволяет применять их и для модернизации уплотнений в ранее выпущенных изделиях с целью увеличения их надежности и долговечности. Due to the fact that the sizes of seats for standard rings are strictly regulated, the equality of the cross-sectional area and the radius of conjugation of the proposed sealing ring to the corresponding parameters of the standard ring ensures the complete interchangeability of the proposed rings with the standard ones and allows them to be used to upgrade seals in previously manufactured products in order to increase their reliability and durability.

Такое конструктивное решение позволяет увеличить поверхность контакта уплотнительного кольца с валом и отверстием за счет образования прямолинейных участков и, таким образом, повысить надежность герметизации и долговечность уплотнения. Such a constructive solution allows to increase the contact surface of the sealing ring with the shaft and the hole due to the formation of straight sections and, thus, increase the reliability of the seal and the durability of the seal.

Указанные соотношения между параметрами поперечного сечения предлагаемого и круглого сечения колец позволяет сохранить равенство площади S их сечений, что в свою очередь дает возможность разместить их в посадочных местах круглых колец того же типоразмера. The indicated relations between the parameters of the cross section of the proposed and circular sections of the rings allows us to maintain the equality of the area S of their sections, which in turn makes it possible to place them in the seats of the round rings of the same size.

Таким образом, обеспечивается полная взаимозаменяемость предлагаемого кольца и круглого кольца того же типоразмера и возникает возможность применения предлагаемого кольца взамен изношенного круглого для модернизации уплотнений в ранее выпущенных изделиях с целью увеличения их надежности и долговечности. Thus, full interchangeability of the proposed ring and a round ring of the same size is ensured, and it becomes possible to use the proposed ring instead of a worn round one to upgrade seals in previously manufactured products in order to increase their reliability and durability.

Поскольку высоты сечений H и d должны быть одинаковы для колец одного и того же типоразмера, то выравнивание площадей осуществляется за счет изменения ширины кольца b, которая находится из следующих известных геометрических соотношений. Since the heights of the cross sections H and d must be the same for rings of the same size, the alignment of the areas is carried out by changing the width of the ring b, which is found from the following known geometric relationships.

Площадь круга (сечение круглого кольца) составляет

Площадь сечения предлагаемого кольца складывается из площадей двух секторов, равных четверти круга каждый и двух прямоугольников со сторонами r и b-r или, что то же самое, d/2 и (b-d/2)

Приравнивая правые части (1) и (2) и произведя преобразования, находим b = 1,78r = 0,89d (т.е. r = d/2).The area of a circle (section of a round ring) is

The cross-sectional area of the proposed ring consists of the areas of two sectors equal to a quarter of the circle each and two rectangles with sides r and br or, what is the same, d / 2 and (bd / 2)

Equating the right-hand sides of (1) and (2) and performing the transformations, we find b = 1.78r = 0.89d (i.e., r = d / 2).

Предлагаемая форма поперечного сечения уплотнительного кольца позволяет значительно повысить производительность труда, загрузку оборудования и резко снизить энергозатраты на изготовление колец при их высоком качестве. Это объясняется тем, что количество гнезд в пресс-форме и соответственно количество одновременно формуемых колец в десятки раз увеличивается по сравнению с пресс-формой для изготовления круглых колец, т.к. разъем пресс-формы осуществляется по стыку цилиндрической и торцевой поверхностей кольца, тем самым значительно облегчается стыковка полуматриц. Облой при формовании предлагаемых колец образуется также на стыковке цилиндрической и торцевой поверхности кольца и удаляется на вырубном штампе с количеством одновременно зачищаемых колец, равным количеству гнезд в пресс-форме. При удалении облоя форма и размеры контактных поверхностей не нарушаются, тем самым повышается надежность герметизации и долговечность изделия. The proposed cross-sectional shape of the sealing ring can significantly increase productivity, load equipment and dramatically reduce energy costs for the manufacture of rings with their high quality. This is due to the fact that the number of nests in the mold and, accordingly, the number of simultaneously molded rings is increased tenfold in comparison with the mold for the manufacture of round rings, because the mold connector is carried out at the junction of the cylindrical and end surfaces of the ring, thereby greatly facilitating the coupling of the semi-matrices. A mold during molding of the proposed rings is also formed at the junction of the cylindrical and end surface of the ring and is removed on the die cutting die with the number of simultaneously stripped rings equal to the number of nests in the mold. When removing the flash, the shape and dimensions of the contact surfaces are not violated, thereby increasing the reliability of sealing and durability of the product.

На фиг. 1 изображено уплотнительное кольцо в поперечном сечении; на фиг. 2 изображена верхняя часть вентильной головки смесителя с уплотнительными кольцами. In FIG. 1 shows a sealing ring in cross section; in FIG. 2 shows the upper part of the valve head of the mixer with o-rings.

Кольцо в поперечном сечении (фиг. 1) представляет собой фигуру с площадью S, ограниченную взаимно перпендикулярными прямолинейными участками 2, 3 и 4, 5 и сопрягающими их дугами 6, 7 окружности радиуса r. The ring in cross section (Fig. 1) is a figure with area S, bounded by mutually perpendicular rectilinear sections 2, 3 and 4, 5 and their arcs 6, 7 of a circle of radius r.

Прямолинейные участки 3, 5 образуют цилиндрические поверхности кольца, обеспечивающие герметизацию радиального уплотнения между валом и отверстием. The straight sections 3, 5 form the cylindrical surface of the ring, providing a sealing of the radial seal between the shaft and the hole.

Прямолинейные участки 2, 4 образуют боковые поверхности кольца, обеспечивающие герметизацию торцевого уплотнения между двумя торцевыми поверхностями. The straight sections 2, 4 form the side surfaces of the ring, providing sealing of the mechanical seal between the two end surfaces.

Криволинейные участки 6, 7 образуют сферические поверхности кольца, облегчающие монтаж колец, и обеспечивают взаимозаменяемость предлагаемых колец круглыми кольцами в части монтажа их в посадочные места стандартных уплотнений. Curved sections 6, 7 form the spherical surface of the ring, facilitating the installation of rings, and provide interchangeability of the proposed rings with round rings in terms of mounting them in the seats of standard seals.

Расположение предлагаемых колец 1 между корпусом 8 и шпинделем 9 в вентильной головке изображено на фиг. 3. The location of the proposed rings 1 between the housing 8 and the spindle 9 in the valve head is shown in FIG. 3.

Резиновые кольца с предлагаемой конфигурацией поперечного сечения успешно прошли испытания в составе вентильных головок смесителей и показали надежность герметизации и технический ресурс уплотнения в несколько раз выше, чем круглые кольца. Rubber rings with the proposed cross-sectional configuration have successfully passed tests as part of the valve heads of the mixers and have shown the sealing reliability and technical service life of the seal several times higher than round rings.

Claims

O-ring for sealing movable and fixed joints, such as spindles, rods, water fittings, with an inner diameter equal to the diameter of the O-ring of the appropriate size, characterized in that the cross section of the ring is made in the form of a figure formed by rounding the opposite corners of a rectangle, in which the height is equal to the diameter of the cross section of a round ring of the same size, the width is 0.89 of this diameter, and the radius of rounding is equal to half the height the rectangle.