RU2331004C2

RU2331004C2 - Sealing movable and fixed joints

Info

Publication number: RU2331004C2
Application number: RU2005108617/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Андреевич Томшин (RU); Николай Андреевич Томшин; Михаил Андреевич Томшин (RU); Михаил Андреевич Томшин
Original assignee: Николай Андреевич Томшин; Михаил Андреевич Томшин
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2008-08-10
Also published as: RU2005108617A

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: invention relates to devices for sealing various units and details of movable and fixed joints, including gases or liquids under pressure. The sealing of movable and fixed joints consists of a sealing element, a pair to be sealed and pressing elements. The sealing element cross-section section is an oval which greater axis, in a free condition, is inclined relative to the pair being sealed, while the pressing elements surfaces made oval with greater inclined to the same direction the oval greater axis is inclined at the angle exceeding the inclination of the latter.

EFFECT: higher durability and reliability of sealing.

3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для уплотнения различных узлов и деталей подвижных и неподвижных соединений, в том числе находящихся под давлением газов или жидкостей, и может найти применение в газо- и гидроаппаратуре, трубопроводной арматуре, машинах и аппаратах, работающих под давлением.The invention relates to devices for sealing various nodes and parts of movable and fixed joints, including pressurized gases or liquids, and can find application in gas and hydraulic equipment, pipe fittings, machines and apparatuses operating under pressure.

Известны уплотнительные устройства, например шевронные многорядные уплотнения для гидравлических устройств, в которых шток или плунжер уплотняется набором шевронных манжет через опорное и нажимное кольца и втулки (см. В.И.Анурьев. Справочник конструктора-машиностроителя, т.3, изд. 7, «Машиностроение», Москва, 1992, с.227-282, рис.36).Known sealing devices, for example, chevron multi-row seals for hydraulic devices, in which the rod or plunger is sealed with a set of chevron cuffs through the support and pressure rings and bushings (see V.I. Anuryev. Handbook of a mechanical engineer, vol. 3, ed. 7, "Engineering", Moscow, 1992, p.227-282, Fig. 36).

Недостатком этих уплотнений является сложность конструкции манжет, трудоемкость их монтажа и демонтажа, а также необходимость постоянного контроля за их работой, так как они не обладают способностью самоуплотнения от давления уплотняемой среды.The disadvantage of these seals is the complexity of the design of the cuffs, the complexity of their installation and dismantling, as well as the need for constant monitoring of their work, since they do not have the ability to self-seal against the pressure of the medium being sealed.

За прототип взято уплотнение шпинделей вентилей, имеющих винтовое, то есть возвратно-поступательное и вращательное движение, и состоящих из крышки, шпинделя, набивки, нажимной втулки и накидной гайки (см. В.И.Анурьев. Справочник конструктора-машиностроителя, т.3, изд.7, «Машиностроение», Москва, 1992, стр.316, рис.51). Недостатком этих устройств, как и предыдущих, также является сложность набивки, ее монтажа и демонтажа, а также необходимость постоянного контроля за работой уплотнения.The prototype is taken to seal the valve spindles having a helical, that is, reciprocating and rotational movement, and consisting of a cover, spindle, packing, pressure sleeve and union nut (see V.I. Anuryev. Manual of a mechanical engineer, vol. 3 , ed. 7, "Engineering", Moscow, 1992, p. 316, Fig. 51). The disadvantage of these devices, as well as the previous ones, is also the complexity of packing, its installation and dismantling, as well as the need for constant monitoring of the operation of the seal.

Техническим результатом изобретения является упрощение уплотняющего элемента, повышение надежности работы уплотнения, упрощение монтажа и демонтажа уплотняющего элемента.The technical result of the invention is the simplification of the sealing element, increasing the reliability of the seal, simplifying the installation and dismantling of the sealing element.

Этот результат достигается за счет того, что уплотнение состоит из уплотняемой пары, уплотняющего элемента и нажимных элементов.This result is achieved due to the fact that the seal consists of a pair to be sealed, a sealing element and pressure elements.

Новизна заключается в том, что уплотняющий элемент выполнен в поперечном сечении в форме овала, большая ось которого в свободном состоянии наклонена по отношению к оси уплотняемой пары, а нажимные поверхности нажимных элементов выполнены овальными, большие оси которых наклонены в ту же сторону, что и большая ось овала, под углом, превышающим угол наклона последней.The novelty lies in the fact that the sealing element is made in the cross section in the form of an oval, the major axis of which in the free state is inclined with respect to the axis of the pair being sealed, and the pressing surfaces of the pressing elements are oval, the major axes of which are inclined in the same direction as the major the axis of the oval, at an angle exceeding the angle of inclination of the latter.

На фиг.1 прилагаемых чертежей изображено уплотнение в сборе в рабочем положении.Figure 1 of the accompanying drawings shows the seal assembly in the operating position.

На фиг.2 - уплотняющий элемент в свободном состоянии.Figure 2 - sealing element in a free state.

На фиг.3 - уплотнение в сборе перед затяжкой накидной гайки.Figure 3 - seal assembly before tightening the union nut.

Предлагаемое уплотнение (фиг.1) состоит из уплотняемой пары, т.е. корпуса (цилиндра, крышки) 1 и штока (поршня, шпинделя) 3, нажимной втулки 2, накидной гайки 4 и уплотняющего элемента 5.The proposed seal (figure 1) consists of a pair of sealed, i.e. case (cylinder, cover) 1 and rod (piston, spindle) 3, pressure sleeve 2, union nut 4 and sealing element 5.

Уплотняющий элемент 5 выполнен из упругого эластичного материала, типа резины, и имеет в поперечном сечении форму овала (фиг.2), большая ось 6 которого в свободном состоянии наклонена под углом α к оси уплотнения вершиной 7 навстречу давлению «Р» уплотняемой среды. Нажимная поверхность 8 корпуса 1 и нажимная поверхность 9 нажимной втулки 2 также выполнены в форме овалов, большие оси 10 которых наклонены в ту же сторону под углом к оси уплотнения, превышающим угол α на 10° и более.The sealing element 5 is made of an elastic elastic material, such as rubber, and has an oval cross-section (FIG. 2), the major axis 6 of which in the free state is inclined at an angle α to the axis of the seal with a vertex 7 towards the pressure “P” of the medium being sealed. The pressure surface 8 of the housing 1 and the pressure surface 9 of the pressure sleeve 2 are also made in the form of ovals, large axes 10 of which are inclined in the same direction at an angle to the axis of the seal, exceeding the angle α by 10 ° or more.

Вместо выполненной за одно целое овальной нажимной поверхности 8 в корпусе может быть установлена втулка с соответствующим профилем поверхности.Instead of a single oval pressure surface 8, a sleeve with a corresponding surface profile can be installed in the housing.

Вместо накидной гайки могут быть другие варианты крепления, например фланец, затягиваемый гайками и пр.Instead of a union nut, there may be other mounting options, for example a flange tightened by nuts, etc.

Сборка уплотнения.Seal assembly.

В корпусе 1 (фиг.3) устанавливается свободно уплотняющий элемент 5 меньшим диаметром к овальной нажимной поверхности 8. Сверху устанавливается нажимная втулка 2, которая затягивается накидной гайкой 4 (фиг.1). При этом овальные нажимные поверхности 8 и 9 сближаются, нажимают на овал уплотняющего элемента 5 и поворачивают его в сторону увеличения угла α большой оси 6 овала до тех пор, пока уплотняющий элемент не упрется своими поверхностями в шток 3 и корпус 1. После чего уплотнение станет герметичным. При износе уплотняющего элемента достаточно подтянуть накидную гайку 4 и за счет дальнейшего поворота овала уплотняющего элемента герметичность уплотнения восстановится.In the housing 1 (FIG. 3), a freely sealing element 5 is installed with a smaller diameter to the oval pressure surface 8. A push sleeve 2 is installed on top, which is tightened with a union nut 4 (FIG. 1). In this case, the oval pressing surfaces 8 and 9 are brought together, pressed on the oval of the sealing element 5 and rotate it in the direction of increasing the angle α of the major axis 6 of the oval until the sealing element rests against its surfaces in the rod 3 and body 1. After that, the seal becomes airtight. When the sealing element is worn, it is enough to tighten the union nut 4 and due to the further rotation of the oval of the sealing element, the sealing tightness will be restored.

Работа уплотнения.Seal work.

При работе уплотнения на уплотняющий элемент воздействует давление «Р» уплотняемой среды через зазор между штоком и корпусом, которое создает силу, направленную на дальнейший поворот овала уплотняющего элемента, увеличивая степень герметизации уплотнения. Таким образом осуществляется самоуплотнение. При снятии давления эффект самоуплотнения автоматически исчезает.When the seal is operating, the sealing element is affected by the pressure “P” of the medium being sealed through the gap between the stem and the body, which creates a force directed to further rotation of the oval of the sealing element, increasing the degree of sealing of the seal. Thus, self-sealing is carried out. When pressure is removed, the self-sealing effect automatically disappears.

При демонтаже уплотнения вывинчивается накидная гайка 4, осевое давление на нажимную втулку 2 и на уплотняющий элемент 5 снимается, овал поворачивается обратно в свободное состояние. При этом наружный диаметр уплотняющего элемента уменьшается, а внутренний - увеличивается, и он свободно извлекается из посадочного отверстия корпуса 1.When dismantling the seal, the union nut 4 is unscrewed, the axial pressure on the pressure sleeve 2 and on the sealing element 5 is removed, the oval is rotated back to the free state. In this case, the outer diameter of the sealing element decreases, and the inner diameter increases, and it is freely removed from the landing hole of the housing 1.

Предлагаемое уплотнение (фиг.1) может быть применено для уплотнения цилиндров, шпинделей, вентилей, штоков, поршней и прочих аналогичных устройств. Предлагаемое уплотнение было испытано на стенде для гидравлического испытания крупногабаритных емкостей и показало высокую надежность в работе. Затраты на монтаж и демонтаж снизились в несколько раз.The proposed seal (figure 1) can be used to seal cylinders, spindles, valves, rods, pistons and other similar devices. The proposed seal was tested on a bench for hydraulic testing of large tanks and showed high reliability. Installation and dismantling costs decreased several times.

В целом предлагаемое изобретение универсально и может быть использовано в самых разнообразных технических устройствах, где необходимо предотвратить утечку газа или жидкости.In general, the present invention is universal and can be used in a wide variety of technical devices where it is necessary to prevent leakage of gas or liquid.

Claims

A seal of movable and fixed joints, consisting of a sealing element, a sealing pair and pressure elements, characterized in that the sealing element is made in cross section in the form of an oval, the major axis of which is in a free state, inclined with respect to the axis of the sealing pair, and the pressure surfaces of the pressure elements made oval, the major axes of which are inclined in the same direction as the major axis of the oval, at an angle exceeding the angle of inclination of the latter.