RU2363873C1 - Ovander's floating seal - Google Patents
Ovander's floating seal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2363873C1 RU2363873C1 RU2007147202/06A RU2007147202A RU2363873C1 RU 2363873 C1 RU2363873 C1 RU 2363873C1 RU 2007147202/06 A RU2007147202/06 A RU 2007147202/06A RU 2007147202 A RU2007147202 A RU 2007147202A RU 2363873 C1 RU2363873 C1 RU 2363873C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seal
- groove
- shaft
- rod
- piston
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для герметизации подвижных соединений валов, штоков и цилиндров в гидропневмосмазочных системах, паровых машинах и двигателях внутреннего сгорания.The invention relates to a sealing technique and can be used to seal moving joints of shafts, rods and cylinders in hydropneumatic lubrication systems, steam engines and internal combustion engines.
Известны « Устройства уплотнительные для радиальных соединений с возвратно-поступательным движением» ГОСТ 23823-79, содержащие упругий уплотнитель из высокоэластичного материала - резины, установленный в посадочной канавке одной из деталей гермосоединения (поршня или штоковой буксы) с натягами по дну этой канавки и по скользящей по нему поверхности другой детали гермосоединения (цилиндру или штоку). Их недостатками являются невысокие допустимые перепады давления герметизируемых сред (при отсутствии дополнительных защитных колец из более жестких материалов), большие силы трения, низкие допустимые скорости скольжения, часто недостаточный ресурс работы и высокая чувствительность к радиальным смещениям уплотняемых деталей, ослабляющим натяг уплотнителей. Эти недостатки связаны с необходимостью применения в этой конструкции большого сжатия уплотнителя по его поперечному сечению, которое допускают только высокоэластичные материалы, имеющие низкие прочность и износостойкость, а также высокий коэффициент трения.The well-known "Sealing devices for radial joints with reciprocating motion" GOST 23823-79, containing an elastic seal made of highly elastic material - rubber, installed in the landing groove of one of the parts of the hermetic joint (piston or stem axle box) with interference on the bottom of this groove and on the sliding on it the surface of another part of the hermetic joint (cylinder or rod). Their disadvantages are low permissible pressure drops of the pressurized media (in the absence of additional protective rings made of more rigid materials), high friction forces, low permissible sliding speeds, often insufficient working life and high sensitivity to radial displacements of the sealed parts, which weaken the tightness of the seals. These disadvantages are associated with the need to use in this design a large compression of the sealant over its cross section, which is allowed only by highly elastic materials having low strength and wear resistance, as well as a high coefficient of friction.
Известны принятые за прототип плавающие уплотнения, содержащие уплотнитель из упругого материала, размещенный с зазорами по дну посадочной канавки и ее торцам в одной из деталей гермосоединения (поршне, штоковой буксе или крышке вала) и натягом по скользящей по нему другой детали гермосоединения (цилиндру, штоку или валу). При этом благодаря зазору по дну канавки уплотнитель может радиально смещаться (плавать) внутри канавки вслед за радиальными смещениями скользящей детали. Уплотнитель выполняется из резины (см. книгу «УПЛОТНЕНИЯ» Под редакцией В.К.Житомирского, М., Машиностроение 1964 г., стр.180, рис.9) или из металла (см. книгу «Теория поршневого кольца» Б.Я. Гинцбурга М., Машиностроение 1979 г. стр.246, рис.140). В такой конструкции за счет перехода от сжатия кольцевого уплотнителя по его поперечному сечению в радиальном направлении к его сжатию или растяжению по диаметру стало возможным применение для него более жестких материалов - пластмасс и металлов, обладающих повышенной прочностью, износостойкостью и антифрикционностью. Поэтому такие уплотнения работоспособны при высоких скоростях скольжения и перепадах давления, имеют увеличенный ресурс работы и минимальные силы трения и нагрев от этих сил. Наличие зазора между уплотнителем и дном канавки делает уплотнение не чувствительным к радиальным смещениям уплотняемых деталей. Уход от сжатия уплотнителя по сечению к его сжатию по диаметру снижает силы трения даже при выполнении уплотнителя из резины (см. вышеуказанную книгу «УПЛОТНЕНИЯ» стр.180).Known for the prototype are floating seals containing a gasket of elastic material, placed with gaps along the bottom of the landing groove and its ends in one of the parts of the hermetic joint (piston, rod end or shaft cover) and an interference fit on the other part of the hermetic joint (cylinder, rod or shaft). Due to the gap along the bottom of the groove, the sealant can radially shift (float) inside the groove following the radial displacements of the sliding part. The sealant is made of rubber (see the book “SEALS” Edited by V.K.Zhitomirsky, M., Mechanical Engineering 1964, p. 180, Fig. 9) or metal (see the book “Theory of a Piston Ring” B.Ya. Gunzburg M., Mechanical Engineering 1979, p. 246, fig. 140). In this design, due to the transition from compression of the annular seal in its radial cross-section to compression or extension in diameter, it became possible to use more rigid materials for it - plastics and metals with increased strength, wear resistance and antifriction. Therefore, such seals are operational at high sliding speeds and pressure drops, have an increased service life and minimal friction forces and heating from these forces. The presence of a gap between the seal and the bottom of the groove makes the seal insensitive to radial displacements of the parts being sealed. Avoiding compression of the seal over the cross section to its compression along the diameter reduces the friction forces even when making the seal from rubber (see the above book “SEALS” p. 180).
Недостатки прототипа - повышенные утечки, возникающие при низких перепадах давления герметизируемой среды, при реверсах направления скольжения уплотнителя и при реверсах перепада давления. Эти недостатки вызваны отсутствием в уплотнителе собственных сил поджима к торцам посадочной канавки. Силы поджима уплотнителя к торцам канавки возникают только под воздействием на уплотнитель сил трения или сил от перепада давления. При малости этих сил или их реверсе уплотнитель теряет герметичный контакт с торцем канавки и уплотнение дает повышенную утечку.The disadvantages of the prototype are increased leaks that occur at low pressure drops of the pressurized medium, with reversal of the direction of sliding of the sealant and with reverse pressure drop. These shortcomings are caused by the lack in the seal of its own pressing forces to the ends of the landing groove. The forces of pressing the seal to the ends of the grooves occur only under the influence of the friction forces or forces from the pressure drop on the seal. If these forces are small or reverse, the seal loses tight contact with the end of the groove and the seal gives increased leakage.
Цель изобретения - исключение утечек в уплотнении при малых перепадах давления, их реверсах и реверсах направления скольжения уплотнителя.The purpose of the invention is the elimination of leaks in the seal at small pressure drops, their reverses and reverses the direction of sliding of the seal.
Поставленная цель достигается тем, что в плавающем уплотнении, содержащем уплотнитель из упруго материала, размещенный с зазором по дну посадочной канавки в одной из деталей гермосоединения (поршне, штоковой буксе или крышке вала) и натягом по скользящей по нему другой детали гермосоединения (цилиндру, штоку или валу) согласно изобретению уплотнитель выполнен в виде тарельчатой пружины, высота которой в свободном состоянии больше ширины посадочной канавки.This goal is achieved by the fact that in a floating seal containing a seal made of elastic material, placed with a gap along the bottom of the landing groove in one of the parts of the hermetic joint (piston, rod end or shaft cover) and an interference fit on the other part of the hermetic joint (cylinder, rod or shaft) according to the invention, the seal is made in the form of a disk spring, the height of which in the free state is greater than the width of the landing groove.
Заявленная конструкция за счет применения уплотнителя в виде тарельчатой пружины, имеющей нормируемые натяги по поверхности скользящей детали гермосоединения (цилиндра, штока или вала) и по торцам посадочной канавки в другой детали (поршне, штоковой буксе или крышке вала), обеспечивает их герметичное соединение на всех режимах эксплуатации, включая низкие перепады давления и их реверсы, а также реверсы направления скольжения, т.к. сохраняет уплотнителю герметичный контакт с хотя бы одним из торцев посадочной канавки.The claimed design through the use of a seal in the form of a Belleville spring having normalized interference on the surface of the sliding part of the hermetic joint (cylinder, rod or shaft) and along the ends of the landing groove in another part (piston, rod end or shaft cover), ensures their tight connection at all operating conditions, including low pressure drops and their reverses, as well as reversals of the sliding direction, as keeps the seal tight contact with at least one of the ends of the landing groove.
На чертеже представлена конструкция плавающего уплотнения с уплотнителем в виде тарельчатой пружины 1, состоящей из двух тарелок. Число тарелок может назначаться в зависимости от требований к габаритам, силам трения и надежности уплотнения от одной до десяти. Пружина установлена в посадочную канавку 2 поршня 3, штоковой буксы или крышки вала с зазором 4 по дну 5 этой канавки и натягом 6 по скользящему по ней цилиндру 6, штоку или валу. Высота S пружины в свободном состоянии, изображенном на чертеже пунктиром, больше ширины L посадочной канавки, поэтому в посадочной канавке она находится в сжатом состоянии. Упругим материалом тарельчатой пружины могут быть как высокоэластичные резины, так и жесткие пластмассы и металлы. В случае применения жестких материалов, не выдерживающих монтажных деформаций при установке пружин в неразъемные канавки, посадочная канавка может выполняться разъемной со съемной деталью 7, образующей торец канавки.The drawing shows the design of a floating seal with a seal in the form of a Belleville
Уплотнение работает следующим образом. Сжатая в осевом направлении тарельчатая пружина за счет сил упругости герметично прилегает к торцам посадочной канавки, а ее натяг по цилиндру, штоку или валу обеспечивает герметичный контакт и по этим деталям. Благодаря этому обе герметизируемые детали оказываются герметично соединены между собой. При воздействии высоких перепадов давления один из торцев пружины может быть отжат от торца канавки, однако ее второй торец сохранит герметичное соединение пружины с деталью, где расположена канавка, а проникшее в зазор у дна канавки давление герметизируемой среды дополнительно прижмет пружину в зонах ее контактов, обеспечив эффект самоуплотнения. При использовании для пружины материалов с низкими коэффициентами трения обеспечивается малое влияние сил трения на ее торцах на контактные давления по скользящей детали, поэтому радиальные смещения герметизируемых деталей, ведущие к проскальзыванию торцов пружины по торцам канавки, не снижают герметичности уплотнения. В случае работы уплотнения по вращающемуся валу механизм его действия отличается лишь возможностью проворота уплотнителя в канавке при его вращении вместе с валом. Однако такой проворот не снижает герметичности и ресурса уплотнения, если торцы канавки имеют необходимое качество обработки.Sealing works as follows. Due to the elastic forces, the belleville spring compressed in the axial direction is hermetically adjacent to the ends of the landing groove, and its tightness along the cylinder, rod or shaft ensures tight contact with these parts as well. Due to this, both the sealed parts are tightly interconnected. Under the influence of high pressure drops, one of the ends of the spring can be squeezed from the end of the groove, however, its second end will maintain a tight connection between the spring and the part where the groove is located, and the pressure of the medium to be sealed into the gap at the bottom of the groove will additionally compress the spring in its contact areas, ensuring self-sealing effect. When materials with low friction coefficients are used for the spring, the small effect of the friction forces at its ends on the contact pressures along the sliding part is ensured; therefore, the radial displacements of the parts to be sealed, leading to the spring ends slipping along the groove ends, do not reduce the seal tightness. In the case of a seal operating on a rotating shaft, its mechanism of action differs only in the ability to rotate the seal in the groove when it rotates together with the shaft. However, such a rotation does not reduce the tightness and resource of the seal, if the ends of the grooves have the required processing quality.
Технический результат предлагаемого уплотнения по сравнению с базовым уплотнением, за который принят прототип, заключается в сохранении высокой герметичности на всех режимах работы, включая низкие перепады давления и их реверсы, а также реверсы направления скольжения.The technical result of the proposed seal compared to the base seal, for which the prototype is adopted, is to maintain high tightness in all operating modes, including low pressure drops and their reverses, as well as sliding direction reversals.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007147202/06A RU2363873C1 (en) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Ovander's floating seal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007147202/06A RU2363873C1 (en) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Ovander's floating seal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2363873C1 true RU2363873C1 (en) | 2009-08-10 |
Family
ID=41049631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007147202/06A RU2363873C1 (en) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Ovander's floating seal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2363873C1 (en) |
-
2007
- 2007-12-21 RU RU2007147202/06A patent/RU2363873C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
2 л. * |
ЖИТОМИРСКИЙ В.К. Уплотнения. - М.: Машиностроение, 1964, с.180, рис.9. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4306728A (en) | Sliding surface packing | |
EP0046774B1 (en) | Stuffing box packing system | |
AU768977B2 (en) | Dual seal assembly | |
CN101438085B (en) | Mechanical seal with thermally stable mating ring | |
US7052020B2 (en) | Hydrodynamic rotary seal | |
CN106286840B (en) | A kind of axial lip shape seal device of rotary shaft | |
US2647810A (en) | Sealing assembly | |
CN109681637A (en) | A kind of daul-side dry round gas seal for screw vacuum dry pump | |
RU2363873C1 (en) | Ovander's floating seal | |
RU143449U1 (en) | COMPRESSOR HIGH PRESSURE SEALING DEVICE | |
CN205503989U (en) | Hydro -cylinder compensation formula sliding seal structure | |
CN205330867U (en) | Shaft seal device and have device's axial flow turbine | |
EP3627014B1 (en) | Mechanical seal | |
RU161427U1 (en) | MOBILE SEAL OF MOBILE CONNECTIVE CONNECTION | |
CN111043163A (en) | Bearing sealing structure for magnetic transmission | |
RU227335U1 (en) | Valve stem seal | |
RU2308626C2 (en) | Sealing ring for movable and fixed joints | |
RU39372U1 (en) | PISTON | |
EP2761212A1 (en) | Multi-lobed annular seal for pneumatic and hydraulic applications and sealing unit equipped with such seal | |
RU191456U1 (en) | Mechanical seal for the plunger of a borehole sucker rod pump | |
CN217002475U (en) | Combined sealing structure suitable for compact space | |
WO2020250578A1 (en) | Sealing device | |
CN209540038U (en) | The compound auxiliary seal ring of mechanical seal | |
CN101737316A (en) | Piston with compound piston ring | |
EP2300740B1 (en) | Sealing arrangement for cylindrical surfaces and a seal to be used in such sealing arrangements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131222 |