RU2811847C1 - Sealing device - Google Patents

Sealing device Download PDF

Info

Publication number
RU2811847C1
RU2811847C1 RU2023110281A RU2023110281A RU2811847C1 RU 2811847 C1 RU2811847 C1 RU 2811847C1 RU 2023110281 A RU2023110281 A RU 2023110281A RU 2023110281 A RU2023110281 A RU 2023110281A RU 2811847 C1 RU2811847 C1 RU 2811847C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ring
sealing
rings
split
sealing element
Prior art date
Application number
RU2023110281A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мухтар Зуфарович Валитов
Original Assignee
Мухтар Зуфарович Валитов
Filing date
Publication date
Application filed by Мухтар Зуфарович Валитов filed Critical Мухтар Зуфарович Валитов
Application granted granted Critical
Publication of RU2811847C1 publication Critical patent/RU2811847C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: sealing device contains at least one sealing element and a protective ring installed in a core limited on one side by a collar, or a cage between two collars, while the interacting end surfaces of the ring and the collar are made conical, and the protective ring is made of a split non-metallic material with hardness exceeding the hardness of the material of the sealing element. On the other side of the sealing element, a thrust ring with a stop is installed, and the sealing device is equipped with an additional protective ring placed between the sealing element and the protective ring; in the middle part of the interacting end surfaces of the rings, mirror annular grooves are made to form a closed annular cavity in which the reciprocal a split spring ring made with the ability to constantly press the rings to the sealing surface. The joints of the split rings and the spring split ring can be located with equal angular distance between them.
EFFECT: improved sealing.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для уплотнения двух концентрично расположенных поверхностей, и может применяться в области машиностроения, в частности, для уплотнения поршней, плунжеров и штоков объемных машин, например, насосов, а также вращающихся валов.The invention relates to devices for sealing two concentrically located surfaces, and can be used in the field of mechanical engineering, in particular, for sealing pistons, plungers and rods of volumetric machines, for example, pumps, as well as rotating shafts.

Известен поршень, содержащий сердечник с цилиндрическим буртом, как минимум, одну сменную манжеты, установленную между буртом и упорным кольцом (см. патент на полезную модель №189595, F04B 53/14, F16J 1/01, опуб. 28.05.2019, бюл. №16).A piston is known containing a core with a cylindrical collar, at least one replaceable collar installed between the collar and the thrust ring (see patent for utility model No. 189595, F04B 53/14, F16J 1/01, pub. 05/28/2019, Bulletin No. 16).

Недостатком известного устройства является недостаточный ресурс работы вследствие вероятности защемления опорной части манжеты в зазор между буртом и уплотняемой поверхностью, что может привести к отрыву манжеты.The disadvantage of the known device is its insufficient service life due to the possibility of pinching the supporting part of the cuff into the gap between the collar and the sealing surface, which can lead to tearing off of the cuff.

Известен поршень, содержащий металлический сердечник с цилиндрическим буртом, как минимум, одну сменную резиновую манжеты, защитное кольцо, установленное между буртом и манжетой, при этом взаимодействующие между собой поверхности манжеты и кольца выполнены коническими (патент РФ №2050491, МПК F16J 1/00, опуб. 20.12.1995).A known piston contains a metal core with a cylindrical collar, at least one replaceable rubber cuff, a protective ring installed between the collar and the cuff, while the interacting surfaces of the cuff and ring are made conical (RF patent No. 2050491, IPC F16J 1/00, publ. 12/20/1995).

Оснащение поршня защитным кольцом из неметаллического материала снижает контактное давление в опорной части манжеты.Equipping the piston with a protective ring made of non-metallic material reduces the contact pressure in the supporting part of the cuff.

Недостатком известного устройства является недостаточный ресурс работы вследствие защемления опорной части манжеты в увеличивающийся зазор между защитным кольцом и уплотняемой поверхностью в процессе работы.The disadvantage of the known device is the insufficient service life due to pinching of the supporting part of the cuff into the increasing gap between the protective ring and the sealing surface during operation.

Известно уплотнительное устройство для уплотнения двух концентрично расположенных поверхностей, содержащее установленные в сердечнике или обойме между буртами, как минимум, один уплотнительный элемент и защитное кольцо, при этом взаимодействующие между собой торцевые поверхности кольца и бурта выполнены коническими, защитное кольцо выполнено разрезным из неметаллического материала с твердостью, превышающим твердость материала манжеты (см. кн.: Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т. 3, - м,: Машиностроение, 1978, с. 199-202), которое принято за прототип.A sealing device is known for sealing two concentrically located surfaces, containing at least one sealing element and a protective ring installed in a core or cage between the collars, while the interacting end surfaces of the ring and collar are made conical, the protective ring is made of a split non-metallic material with hardness exceeding the hardness of the cuff material (see book: Anuriev V.I. Handbook of mechanical engineering designer. Vol. 3, - m,: Mechanical Engineering, 1978, pp. 199-202), which is accepted as a prototype.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение ресурса уплотнительного устройства путем исключения защемления торцевой части уплотнительного элемента в зазор между защитным кольцом и уплотняемой поверхностью.The technical objective of the proposed invention is to increase the service life of the sealing device by eliminating pinching of the end part of the sealing element into the gap between the protective ring and the sealing surface.

Решение указанной задачи достигается тем, что в уплотнительном устройстве для герметизации двух концентрично расположенных цилиндрических поверхностей, содержащем установленные в сердечнике или обойме между буртами, как минимум, один уплотнительный элемент и защитное кольцо, при этом взаимодействующие между собой торцевые поверхности кольца и бурта выполнены коническими, защитное кольцо выполнено разрезным из неметаллического материала с твердостью, превышающим твердость материала манжеты, согласно техническому решению, оно снабжено дополнительным защитным кольцом, размещенным между уплотнительным элементом и защитным кольцом, в средней части взаимодействующих между собой торцевых поверхностях колец выполнены зеркальные кольцевые канавки с образованием замкнутой кольцевой полости, в которой размещено ответно выполненное разрезное пружинное кольцо с возможностью постоянного прижатия колец к уплотняемой поверхности.The solution to this problem is achieved by the fact that in a sealing device for sealing two concentrically located cylindrical surfaces, containing at least one sealing element and a protective ring installed in a core or cage between the collars, while the interacting end surfaces of the ring and collar are made conical, the protective ring is made of split non-metallic material with a hardness exceeding the hardness of the cuff material; according to the technical solution, it is equipped with an additional protective ring placed between the sealing element and the protective ring; in the middle part of the interacting end surfaces of the rings, mirror annular grooves are made to form a closed annular a cavity in which a reciprocal split spring ring is placed with the possibility of constantly pressing the rings to the sealing surface.

Стыки разрезных колец и пружинного разрезного кольца расположены с равным угловым расстоянием между собой.The joints of the split rings and the spring split ring are located with equal angular distances between them.

Уплотнительное устройство для герметизации двух концентрично расположенных поверхностей иллюстрируется чертежами:A sealing device for sealing two concentrically located surfaces is illustrated in the drawings:

на фиг. 1 изображен общий вид поршня, насаженного на шток;in fig. 1 shows a general view of the piston mounted on the rod;

на фиг. 2 - уплотнительное устройство плунжера или вращающегосяin fig. 2 - sealing device of the plunger or rotating

вала.shaft

Уплотнительное устройство, например, поршень, содержит насаженный на шток 1 сердечник 2 с буртом 3. На сердечник 2 последовательно насажены защитные кольца 4 и 5, уплотнительная манжета 6, упорное кольцо 7 и упор 8. Упор 8 выполнен, например, в виде разрезного пружинного кольца, установленного на кольцевой канавке сердечника 2.A sealing device, for example, a piston, contains a core 2 mounted on a rod 1 with a collar 3. Protective rings 4 and 5, a sealing collar 6, a thrust ring 7 and a stop 8 are successively mounted on the core 2. The stop 8 is made, for example, in the form of a split spring ring installed on the annular groove of the core 2.

Взаимодействующие между собой торцевые поверхности кольца 4 и бурта выполнены коническими. В средней части взаимодействующих между собой торцевых поверхностях колец 4 и 5 выполнены зеркально расположенные кольцевые углубления 9 и 10, например, в виде торовой поверхности с образованием замкнутой полости 11. Сечение полости 11 представляет собой окружность, и в ней размещено ответно выполненное разрезное пружинное кольцо 12 круглого сечения. Наружный диаметр пружинного кольца 12 в ненагруженном состоянии больше максимального диаметра полости 11 круглого сечения.The interacting end surfaces of the ring 4 and the collar are made conical. In the middle part of the interacting end surfaces of the rings 4 and 5, mirror-like annular recesses 9 and 10 are made, for example, in the form of a torus surface with the formation of a closed cavity 11. The cross-section of the cavity 11 is a circle, and a reciprocal split spring ring 12 is placed in it round section. The outer diameter of the spring ring 12 in the unloaded state is greater than the maximum diameter of the cavity 11 of circular cross-section.

Защитные кольца 4 и 5 выполнены из неметаллического материала, твердость которого больше твердости материала манжеты 6.Protective rings 4 and 5 are made of non-metallic material, the hardness of which is greater than the hardness of the material of the cuff 6.

Сердечник 1 установлен между упорами 13 и 14, выполненными, например, в виде бурта штока 1 и гайки.The core 1 is installed between stops 13 and 14, made, for example, in the form of a collar of the rod 1 and a nut.

Поршень со штоком 1 установлен в цилиндре 15, например, поршневого насоса (на фиг. не показан) с образованием рабочей полости 16.A piston with rod 1 is installed in a cylinder 15, for example, of a piston pump (not shown in the figure) to form a working cavity 16.

Сердечник 2 снабжен, например, уплотнительным элементом 17 для герметизации зазора между ним и штоком 1.The core 2 is equipped, for example, with a sealing element 17 to seal the gap between it and the rod 1.

Стыки разрезных колец 4, 5 и пружинного разрезного кольца 12 могут быть расположены с равным угловым расстоянием между собой.The joints of the split rings 4, 5 and the spring split ring 12 can be located with an equal angular distance between them.

Уплотнительное устройство плунжера или вала (на фиг. не показаны) содержит установленные последовательно на обойме 18 (фиг. 2) с цилиндрическим выступом 19 упорное кольцо 20, манжету 6, защитные кольца 5 и 4, нажимное кольцо 21 и упор 22, выполненный, например, в виде гайки.The sealing device of the plunger or shaft (not shown in Fig.) contains a thrust ring 20, a cuff 6, protective rings 5 and 4, a pressure ring 21 and a stop 22 mounted sequentially on a holder 18 (Fig. 2) with a cylindrical protrusion 19, made, for example, , in the form of a nut.

В средней части взаимодействующих между собой торцевых поверхностях колец 4 и 5 выполнены зеркально расположенные, например, кольцевые прямоугольные в сечении, канавки 23 и 24 с образованием замкнутой кольцевой полости 25. В полости 11 размещено ответно выполненное разрезное пружинное кольцо 26 прямоугольного сечения. Внутренний диаметр кольца 26 в ненагруженном состоянии меньше минимального диаметра полости 11.In the middle part of the interacting end surfaces of the rings 4 and 5 there are mirror-arranged, for example, circular, rectangular in cross-section, grooves 23 and 24 with the formation of a closed annular cavity 25. In the cavity 11 there is a reciprocal split spring ring 26 of rectangular cross-section. The inner diameter of the ring 26 in the unloaded state is less than the minimum diameter of the cavity 11.

Стыки разрезных колец 4, 5 и пружинного разрезного кольца 26 могут быть расположены с равным угловым расстоянием между собой.The joints of the split rings 4, 5 and the spring split ring 26 can be located with an equal angular distance between them.

Уплотнительное устройство, например, поршень, в составе объемного насоса, работает следующим образом.A sealing device, such as a piston, in a positive displacement pump works as follows.

При сборке поршня посадка разрезного пружинного кольца 12 в кольцевую канавку 9, и далее размещение кольца 12 в полости 11 при насадке кольца 5 вплотную к кольцу 4 обеспечивает небольшое радиальное перемещение колец 4 и 5. После размещения поршня со штоком 1 в цилиндре 15 кольца 4 и 5, как и передняя часть манжеты 6, плотно прилегают к уплотняемой поверхности цилиндра 15. Вследствие этого исключается вероятность защемления тыльной части манжеты 6 в зазор.When assembling the piston, fitting the split spring ring 12 into the annular groove 9, and then placing the ring 12 in the cavity 11 while fitting the ring 5 close to the ring 4 provides a slight radial movement of the rings 4 and 5. After placing the piston with rod 1 in the cylinder 15, rings 4 and 5, as well as the front part of the cuff 6, fit tightly to the sealing surface of the cylinder 15. As a result, the possibility of pinching the back part of the cuff 6 into the gap is eliminated.

В процессе эксплуатации происходит износ уплотняемой поверхности манжеты 6 и колец 4, 5. Постоянное прижатие колец 4 и 5 к поверхности цилиндра 15 под действием разрезного пружинного кольца 12 исключает образованием зазора между кольцами 4, 5 и цилиндром 15.During operation, wear occurs on the sealing surface of the cuff 6 and rings 4, 5. The constant pressing of rings 4 and 5 to the surface of the cylinder 15 under the action of the split spring ring 12 prevents the formation of a gap between the rings 4, 5 and the cylinder 15.

При расположении стыков защитных колец 4, 5 и пружинного кольца 12 с равным угловым расстоянием обеспечивается более равномерное распределение контактного давления между поверхностями колец 4,5 и уплотняемой поверхностью.When the joints of the protective rings 4, 5 and the spring ring 12 are located at equal angular distances, a more uniform distribution of contact pressure is ensured between the surfaces of the rings 4, 5 and the sealing surface.

Работа уплотнительного устройства для уплотнения плунжера, штока или вала (фиг. 2) осуществляется аналогичным образом.The operation of the sealing device for sealing the plunger, rod or shaft (Fig. 2) is carried out in a similar way.

Вследствие того, что внутренний диаметр кольца 26 в ненагруженном состоянии меньше минимального диаметра полости 25 прямоугольного сечения, при оснащении указанным устройством плунжера или вала (на фиг. не показаны), кольца 4 и 5 всегда прижаты к уплотняемой поверхности. Предотвращение зазора между поверхностями колец и уплотняемой поверхностью исключает вероятность защемления торцевой части манжеты 6 в зазор.Due to the fact that the inner diameter of the ring 26 in the unloaded state is less than the minimum diameter of the cavity 25 of rectangular cross-section, when equipped with the specified device of the plunger or shaft (not shown in the figure), rings 4 and 5 are always pressed against the sealing surface. Preventing a gap between the surfaces of the rings and the sealing surface eliminates the possibility of the end part of the cuff 6 being pinched into the gap.

Таким образом, предлагаемое уплотнительное устройство позволяет повысить ресурс работы вследствие исключения возможности защемления тыльной части манжеты в зазор.Thus, the proposed sealing device makes it possible to increase the service life by eliminating the possibility of pinching the back part of the cuff into the gap.

Claims (2)

1. Уплотнительное устройство для двух концентрично расположенных цилиндрических поверхностей, содержащее установленные в сердечнике, ограниченном с одной стороны буртом, или обойме между двумя буртами по меньшей мере один уплотнительный элемент и защитное кольцо, при этом взаимодействующие между собой торцевые поверхности кольца и бурта выполнены коническими, причем защитное кольцо выполнено разрезным из неметаллического материала с твердостью, превышающей твердость материала уплотнительного элемента, отличающееся тем, что с другой стороны уплотнительного элемента установлено упорное кольцо с упором, а уплотнительное устройство снабжено дополнительным защитным кольцом, размещенным между уплотнительным элементом и защитным кольцом, в средней части взаимодействующих между собой торцевых поверхностей колец выполнены зеркальные кольцевые канавки с образованием замкнутой кольцевой полости, в которой размещено ответно выполненное разрезное пружинное кольцо с возможностью постоянного прижатия колец к уплотняемой поверхности.1. A sealing device for two concentrically located cylindrical surfaces, containing at least one sealing element and a protective ring installed in a core limited on one side by a collar, or a cage between two collars, and the interacting end surfaces of the ring and collar are made conical, wherein the protective ring is made of a split non-metallic material with a hardness exceeding the hardness of the material of the sealing element, characterized in that on the other side of the sealing element a thrust ring with a stop is installed, and the sealing device is equipped with an additional protective ring placed between the sealing element and the protective ring, in the middle Parts of the interacting end surfaces of the rings are made of mirror annular grooves to form a closed annular cavity in which a reciprocal split spring ring is placed with the possibility of constantly pressing the rings to the sealing surface. 2. Уплотнительное устройство по п. 1, отличающееся тем, что стыки разрезных колец и пружинного разрезного кольца расположены с равным угловым расстоянием между ними.2. The sealing device according to claim 1, characterized in that the joints of the split rings and the spring split ring are located with an equal angular distance between them.
RU2023110281A 2023-04-20 Sealing device RU2811847C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2811847C1 true RU2811847C1 (en) 2024-01-18

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3582093A (en) * 1968-01-09 1971-06-01 Messier Fa Fluidtight sliding joint for a moving member,adapted for use at high working temperatures and pressures
RU2016298C1 (en) * 1992-09-29 1994-07-15 Кривенко Юрий Александрович Sectional piston
RU2050491C1 (en) * 1993-03-11 1995-12-20 Артемьев Николай Александрович Slush pump piston

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3582093A (en) * 1968-01-09 1971-06-01 Messier Fa Fluidtight sliding joint for a moving member,adapted for use at high working temperatures and pressures
RU2016298C1 (en) * 1992-09-29 1994-07-15 Кривенко Юрий Александрович Sectional piston
RU2050491C1 (en) * 1993-03-11 1995-12-20 Артемьев Николай Александрович Slush pump piston

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя, т.3, М., Машиностроение, 1978, с.199-205. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3994208A (en) Piston for high-pressure hydraulic machine
AU2014294907B2 (en) Sealing device for piston
US9206900B2 (en) Assembly for sealing a sliding interface
US5064359A (en) Annular support for a seal for a tilt piston
KR100254182B1 (en) An axial piston fluid translating unit with sealed barrel plate
RU2811847C1 (en) Sealing device
US4289322A (en) Gland pack for reciprocating machines operating at high pressure
JP2008164162A (en) High pressure sealing apparatus
US4161320A (en) Resilient packing
RU169276U1 (en) Sealing device for cylindrical pairs of hydropneumatic machines
US20030080512A1 (en) Very high-pressure cryogenic pump
US10202967B2 (en) High-pressure rotating sealing coupling with continuous expandable ring
US2815992A (en) Piston
US3947157A (en) Single cylinder pump
US3438638A (en) Metallic packing
MX2023008990A (en) Hard seal compact, positive displacement pump with reciprocating motion.
RU191263U1 (en) HYDROCYLINDER PISTON
RU68084U1 (en) MECHANICAL SEALING OF A PLUNGER PUMP
CN219366288U (en) Plunger sealing assembly of reciprocating pump
RU2265767C1 (en) Pressurizing device
EP4291783A1 (en) Piston pump
RU2265752C2 (en) Piston pump assembly plunger
RU188588U1 (en) Hydraulic pump piston
EP3184798A2 (en) High pressure pump
KR102219894B1 (en) Piston pump