RU2153109C1

RU2153109C1 - Sealing unit of movable coupling

Info

Publication number: RU2153109C1
Application number: RU99102503A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Яковлев
Original assignee: Яковлев Леонид Антонович
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: sealing unit has sealing ring with cut forming clearance between its ends made from rigid polymer material, put into annular groove and presenting contact seal with regard to movable cylindrical surface. Pressing rubber ring is placed into stationary annular groove uniaxially with sealing ring ensuring its radial compression against movable cylindrical surface. Sealing unit additionally has sealing member produced from elastomer material put into clearance and compressed between ends of sealing ring and movable surface and pressing elastomer ring. Section of clearance varies along its length with formation of radial groove on one end of ring and sealing member is installed in groove with pressing against groove surface and surface of the other end of sealing ring. Protrusions and recesses are made in ends of sealing ring. Vertexes of protrusions and proper recesses have matching acute angles. EFFECT: enhanced reliability of sealing. 2 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может бытъ использовано в гидравлических и пневматических устройствах для уплотнения осей, штоков и поршней при возвратно-поступательном, вращательном и колебательном движении. The invention relates to mechanical engineering and can be used in hydraulic and pneumatic devices for sealing axles, rods and pistons in reciprocating, rotational and oscillatory motion.

Известны уплотнительные кольца с разрезами различной формы. При этом между концами кольца имеется зазор, величина которого колеблется от десятых долей миллиметра (см. книгу А. В. Горяиновой, Г.К. Божкова, М.С.Тихонова "Фторопласты в машиностроении", М., 1971 г., стр. 203) до нескольких миллиметров (см. ГОСТ 14896-84 "Манжеты уплотнительные резиновые для гидравлических устройств", приложение 6, "Конструкция и размеры защитных колец" таблица 10, 11). Указанный зазор образует в уплотнительном кольце негерметичное место. Для уменьшения протечек среды через зазор, согласно патенту ФРГ N 4305784 A1, М. кл. F 16 J 9/14 за 1993 г., концы уплотнительного кольца выполнены в виде пары: пружина - паз, а противолежащий давлению радиальный зазор перекрыт облицовкой малой толщины, жестко соединенной с одним из концов кольца. O-rings with cuts of various shapes are known. At the same time, there is a gap between the ends of the ring, the value of which varies from tenths of a millimeter (see the book “Fluoroplastics in Mechanical Engineering” by A.V. Goryainova, G.K. Bozhkov, M.S. Tikhonov, M., 1971, p. . 203) up to several millimeters (see GOST 14896-84 "Rubber sealing sleeves for hydraulic devices", Appendix 6, "Design and dimensions of the protective rings" table 10, 11). The specified gap forms an unpressurized place in the o-ring. To reduce leakage of the medium through the gap, according to the patent of Germany N 4305784 A1, M. cl. F 16 J 9/14 for 1993, the ends of the o-ring are made in the form of a pair: the spring is a groove, and the radial clearance opposite to the pressure is covered by a small-thickness cladding rigidly connected to one end of the ring.

Известна конструкция уплотнительного узла подвижного соединения, содержащего выполненное из вязко-упругого полимерного материала уплотнительное кольцо с разрезом, образующим между его концами зазор и установленное в стационарную кольцевую канавку, являющееся контактным уплотнителем относительно подвижной цилиндрической поверхности: прижимное кольцо из эластомерного материала, установленное в стационарную кольцевую канавку соосно с уплотнительным кольцом и обеспечивающее его радиальное поджатие к подвижной цилиндрической поверхности, а также герметичность самой кольцевой канавки. Указанное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения (см. проспект фирмы Parker-Pradifa GmbH " Precision Seals for-Hydraulcs", стр. F 59, F 60, West Germany 3350/5/E, luli 1989). Недостатком прототипа является наличие утечек герметизируемой среды через зазор между концами уплотнительного кольца. A known design of the sealing assembly of the movable joint comprising a sealing ring made of a visco-elastic polymer material with a cut forming a gap between its ends and installed in a stationary annular groove, which is a contact seal relative to a movable cylindrical surface: a clamping ring of elastomeric material installed in a stationary annular groove coaxially with the sealing ring and providing its radial compression against the movable cylindrical xnosti, as well as the tightness of the annular groove itself. The specified technical solution was taken as a prototype of the present invention (see Parker-Pradifa GmbH Precision Seals for-Hydraulcs prospectus, pages F 59, F 60, West Germany 3350/5 / E, luli 1989). The disadvantage of the prototype is the presence of leaks of the sealed medium through the gap between the ends of the sealing ring.

Целью настоящего изобретения является устранение утечек герметизируемой среды через зазор между концами уплотнительного кольца. The aim of the present invention is to eliminate leaks of the sealed medium through the gap between the ends of the o-ring.

Поставленная цель достигается тем, что в известную конструкцию уплотнительного узла, содержащего выполненное из вязко-упругого полимерного материала уплотнительное кольцо с разрезом, образующим между его концами зазор и установленное в стационарную кольцевую канавку, являющееся контактным уплотнителем относительно подвижной цилиндрической поверхности: прижимное кольцо из эластомерного материала, установленное в стационарную кольцевую канавку соосно с уплотнительным кольцом и обеспечивающее его радиальное поджатие к подвижной цилиндрической поверхности, а также герметичность самой кольцевой канавки, дополнительно введен уплотнительный элемент из эластомерного материала, установленный в зазоре и сжатый между концами уплотнительного кольца и между подвижной поверхностъю и прижимным кольцом. This goal is achieved by the fact that in the known design of the sealing assembly containing a sealing ring made of a visco-elastic polymer material with a cut forming a gap between its ends and installed in a stationary annular groove, which is a contact seal relative to a movable cylindrical surface: a clamping ring made of elastomeric material installed in a stationary annular groove coaxially with the sealing ring and providing its radial compression against the movable qi the cylindrical surface, as well as the tightness of the annular groove itself, an additional sealing element of elastomeric material is installed, installed in the gap and compressed between the ends of the sealing ring and between the movable surface and the pressure ring.

Зазор между концами уплотнителъного кольца выполнен вдоль его длины с переменным сечением, с образованием на одном конце кольца радиального паза, а уплотнительный элемент выполнен в виде резинового стержня, установленного в пазу с поджатием к поверхности паза и к поверхности другого конца уплотнительного кольца. The gap between the ends of the o-ring is made along its length with a variable cross-section, with the formation of a radial groove at one end of the ring, and the sealing element is made in the form of a rubber rod installed in the groove with compression to the groove surface and to the surface of the other end of the o-ring.

На концах уплотнителъного кольца имеются выступ и впадина, причем вершины выступов и ответные впадины имеют совпадающие острые углы. At the ends of the sealing ring there is a protrusion and a depression, and the vertices of the protrusions and the reciprocal depressions have coincident acute angles.

Дополнительная установка уплотнительного элемента в зазор между концами уплотнительного кольца указанным выше образом герметизирует зазор и полностью устраняет протечки среды. Additional installation of the sealing element in the gap between the ends of the sealing ring in the manner described above seals the gap and completely eliminates leakage of the medium.

На фиг. 1 представлен общий вид уплотнительного узла подвижного соединения с уплотнительным элементом, выполненным в виде резинового стержня. Уплотнительный узел установлен на поршне гидравлического цилиндра. На фиг. 2. показан разрез уплотнительного узла плоскостью A-A, а на фиг. 3 - плоскостью B-B. In FIG. 1 shows a General view of the sealing unit of the movable connection with a sealing element made in the form of a rubber rod. The sealing assembly is mounted on the piston of the hydraulic cylinder. In FIG. 2. shows a section of the sealing assembly with the plane A-A, and in FIG. 3 - plane B-B.

На фиг. 4 представлен общий вид уплотнительного узла в рабочем состоянии, когда в полость гидравлического цилиндра подано рабочее давление P, а поршень перемещается справа - налево по направлению, указанному стрелкой. На фиг. 5 показан разрез уплотнительного узла в рабочем состоянии плоскостью A-A, на фиг. 6 - плоскостью B-B. In FIG. Figure 4 shows a general view of the sealing assembly in working condition when the working pressure P is applied to the cavity of the hydraulic cylinder and the piston moves from right to left in the direction indicated by the arrow. In FIG. 5 shows a section through a sealing assembly in working condition by plane A-A, FIG. 6 - plane B-B.

Уплотнительный узел, показанный на фиг. 1, состоит из уплотнительного кольца 1 и прижимного кольца 2, установленных с6оосно внутри кольцевой канавки 3 на поршне 4. Уплотнительное кольцо 1 изготовлено из жесткого вязко-упругого материала на основе полиамида (политетрафторзтилена и др.), а прижимное кольцо 2 изготовлено из резины. Поршень 4 рассматривается в качестве стационарной детали, поскольку уплотнительный узел не совершает возвратно-поступательных движений относительно поршня 4. Прижимное резиновое кольцо 2 установлено в кольцевую канавку 3 с обеспечением радиального поджатия уплотнительного кольца 1 к подвижной цилиндрической поверхности 5 гидравлического цилиндра, а также с обеспечением герметичности кольцевой канавки 3. The sealing assembly shown in FIG. 1, consists of a sealing ring 1 and a clamping ring 2, mounted co-axially inside the annular groove 3 on the piston 4. The sealing ring 1 is made of a rigid viscoelastic material based on polyamide (polytetrafluoroethylene, etc.), and the clamping ring 2 is made of rubber. The piston 4 is considered as a stationary part, since the sealing assembly does not reciprocate with respect to the piston 4. The compression rubber ring 2 is installed in the annular groove 3 with the radial compression of the sealing ring 1 against the movable cylindrical surface 5 of the hydraulic cylinder, as well as ensuring tightness annular groove 3.

Цилиндрическая поверхность 5 гидравлического цилиндра рассматривается в качестве подвижной детали, так как в рабочем состоянии уплотнительный узел совершает возвратно-поступательные движения относительно поверхности 5. Посколько уплотнительное кольцо 1. изготовлено из жесткого вязко-упругого полимерного материала, то для обеспечения возможности его установки в канавку 3 в кольце 1 имеется разрез, образующий между концами 6 и 7 кольца 1 зазор 8. В усматриваемом случае зазор 8 имеет форму буквы " z'", а при перемещении вдоль его длины по образующей уплотнительного кольца 1 сечение зазора 8 изменяется за счет того, что на конце 6 имеется радиальный паз 9. Уплотнительный элемент 10 имеет вид резинового стержня прямоугольного поперечного сечения и установлен в паз 9 таким образом, что противоположные боковые поверхности уплотнительного элемента 10 прижаты к поверхности 11 на дне паза 9 на конце 6 и к поверхности 12 на другом конце 7, а в радиальном направлении уплотнительный элемент 10 сжат между подвижной поверхностью 5 и прижимным кольцом 2(см. фиг. 2,3). На концах 6, 7 уплотнительного кольца 1 имеются выступ и впадина, причем вершины выступов и ответные впадины имеют совпадающие острые углы. Величина поджатия уплотнительного элемента 10 между описанными выше поверхностями выбирается в пределах (10 - 50)%. The cylindrical surface 5 of the hydraulic cylinder is considered as a movable part, since in the working state the sealing assembly reciprocates relative to the surface 5. Since the sealing ring 1. is made of a rigid visco-elastic polymer material, then to enable its installation in the groove 3 in the ring 1 there is a section forming between the ends 6 and 7 of the ring 1 a gap 8. In the perceived case, the gap 8 has the shape of the letter “z”, and when moving along its length in the image of the sealing ring 1, the cross section of the gap 8 is changed due to the fact that there is a radial groove 9 at the end 6. The sealing element 10 has the form of a rubber rod of rectangular cross section and is installed in the groove 9 so that the opposite side surfaces of the sealing element 10 are pressed against the surface 11 at the bottom of the groove 9 at the end 6 and to the surface 12 at the other end 7, and in the radial direction, the sealing element 10 is compressed between the movable surface 5 and the pressure ring 2 (see FIG. 2,3). At the ends 6, 7 of the sealing ring 1 there is a protrusion and a depression, and the tops of the protrusions and the reciprocal depressions have coincident acute angles. The amount of preloading of the sealing element 10 between the surfaces described above is selected in the range of (10 - 50)%.

Claims

1. A sealing assembly of a movable joint, including a sealing ring made of a viscoelastic polymer material, with a cut forming a gap between its ends, mounted in a stationary annular groove and being a contact seal relative to the movable cylindrical surface, a pressure ring made of elastomeric material installed in a stationary ring groove coaxially with a sealing ring and ensuring its radial compression against a movable cylindrical surface and tightness an annular groove, characterized in that it further comprises a sealing element of elastomeric material mounted in the gap and compressed between the ends of the sealing ring and between the movable surface and the pressure elastomeric ring.

2. The sealing assembly according to claim 1, characterized in that the gap when moving along its length has a variable cross section with the formation of a radial groove at one end of the sealing ring, and the sealing element is made in the form of a rubber rod installed in the groove with compression against the surface of the groove and to the surface of the other end of the o-ring.

3. The sealing assembly according to claims 1 and 2, characterized in that at the ends of the sealing ring there is a protrusion and a depression, with the vertices of the protrusions and the reciprocal depressions having coincident acute angles.