RU39372U1

RU39372U1 - PISTON

Info

Publication number: RU39372U1
Application number: RU2004110848/22U
Authority: RU
Inventors: С.Н. Калинин
Original assignee: Калинин Сергей Николаевич
Priority date: 2004-04-12
Filing date: 2004-04-12
Publication date: 2004-07-27

Abstract

Поршень, содержащий на боковой поверхности одну или несколько канавок с размещенным в них уплотнительным кольцом, причем канавки выполнены, например, прямоугольного сечения, а уплотнительное кольцо имеет ответные канавки на внутренней поверхности, смещенные относительно канавок на поршне на ширину канавки на поршне, при этом уплотнительное кольцо выполнено сплошным и соединено с поршнем таким образом, что уплотнительное кольцо и поршень образуют неразъемное соединение, причем поверхность кольца, контактирующая с поверхностью цилиндра, выполнена цилиндрической, отличающийся тем, что глубина канавок на кольце не равна глубине канавок на поршне, а кольцо на поршне установлено с радиальными зазорами.A piston containing on the side surface one or more grooves with an o-ring placed in them, the grooves being, for example, of rectangular cross-section, and the o-ring having mating grooves on the inner surface offset from the grooves on the piston by the width of the grooves on the piston, while the ring is solid and connected to the piston in such a way that the sealing ring and the piston form an integral connection, and the surface of the ring in contact with the surface of the cylinder a, made cylindrical, characterized in that the depth of the grooves on the ring is not equal to the depth of the grooves on the piston, and the ring on the piston is installed with radial clearances.

Description

Полезная модель относится к области уплотнительной техники и может быть использована для создания надежного уплотнения кинематических пар поршень-цилиндр, где имеется перепад давлений, в частности в двигателях и насосах.The invention relates to the field of sealing technology and can be used to create reliable sealing of kinematic pairs of piston-cylinder, where there is a pressure differential, in particular in engines and pumps.

Задача создания надежного уплотнения между поршнем и цилиндром в современном машиностроении решается различными путями. Известно, например, уплотнение поршневой машины, содержащее цилиндр, поршень с двумя кольцевыми компрессионными элементами, размещенными один под другим в одной канавке поршня, на дне которой выполнена выточка, причем в последней установлен по меньшей мере один пластинчатый промежуточный элемент, в котором пластинчатый промежуточный элемент выполнен с наружной рабочей поверхностью, контактирующей со стенкой цилиндра (патент RU №203123, кл. F 02 F 5/00, F 16 J 9/00, опубл. 20.03. 95 г., бюл. №8).The task of creating a reliable seal between the piston and the cylinder in modern engineering is solved in various ways. It is known, for example, to seal a piston machine comprising a cylinder, a piston with two annular compression elements placed one below the other in one piston groove at the bottom of which a recess is made, at least one plate-like intermediate element is installed in the latter, in which the plate-like intermediate element made with an outer working surface in contact with the cylinder wall (patent RU No. 203123, class F 02 F 5/00, F 16 J 9/00, publ. 20.03. 95 g., bull. No. 8).

Недостатком данного уплотнения является то, что использование относительно тонкого пластинчатого промежуточного элемента, контактирующего со стенкой цилиндра, позволяет повысить эффективность уплотнения по замкам компрессионных кольцевых элементов и по закольцевому пространству, но не решает задачу повышения эффективности уплотнения между цилиндром и поршнем вследствие быстрого износа тонкого пластинчатого элемента.The disadvantage of this seal is that the use of a relatively thin lamellar intermediate element in contact with the cylinder wall allows to increase the efficiency of the seal on the locks of the compression ring elements and the annulus, but does not solve the problem of increasing the efficiency of the seal between the cylinder and the piston due to the rapid wear of the thin plate element .

Известно также уплотнение цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, содержащее уплотнительный элемент, выполненный в виде многовитковой пружины прямоугольного сечения из антифрикционного материала, размещенный в канавке поршня с предварительным натягом, причем канавка поршня в поперечном сечении выполнена по форме ласточкина хвоста, наружные поверхности крайних, свободных витков It is also known to seal a cylinder-piston group of an internal combustion engine, containing a sealing element made in the form of a multi-coil spring of rectangular cross section made of antifriction material, placed in the piston groove with a preload, the piston groove in cross section made in the shape of a dovetail, the outer surfaces of the extreme, free turns

пружины выполнены коническими и сопряжены с соответствующими боковыми поверхностями канавки поршня, при этом сопрягаемые конические поверхности уплотнительного элемента и канавки поршня выполнены эквидистантными (патент RU №2076227, кл. F 02 F 5/00, F 16 J 9/04, опубл. 27.03.97, бюл. №9).the springs are conical and mated with the corresponding lateral surfaces of the piston groove, while the mating conical surfaces of the sealing element and the piston groove are made equidistant (patent RU No. 2076227, class F 02 F 5/00, F 16 J 9/04, publ. 27.03. 97, bull. No. 9).

Недостатком известного уплотнения является сложность его изготовления.A disadvantage of the known seal is the complexity of its manufacture.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является поршневое уплотнение, содержащее размещенный в цилиндре поршень с кольцевой проточкой на боковой поверхности, в которой установлено не менее двух поршневых колец, при этом поршневое уплотнение снабжено дополнительными кольцами и гибкими прокладками, дополнительные кольца выполнены меньшего наружного диаметра, чем поршневые кольца, и установлены между последними с образованием кольцевой канавки, в которой без зазора относительно цилиндра и с зазором относительно дополнительного кольца установлена гибкая прокладка, причем поршневые кольца и дополнительные кольца установлены в проточке поршня герметично, а на торцевых поверхностях поршневых колец, обращенных к гибкой прокладке, выполнены лабиринтные канавки (патент РФ №2052696, кл. F 16 J 9/00, опубл. 20.01.96 г., бюл. №2).Closest to the claimed utility model is a piston seal containing a piston located in the cylinder with an annular groove on the side surface, in which at least two piston rings are installed, while the piston seal is provided with additional rings and flexible gaskets, additional rings are made of a smaller outer diameter than piston rings, and are installed between the latter with the formation of an annular groove in which without a gap relative to the cylinder and with a gap relative to the additional a flexible gasket is installed on the rings, and the piston rings and additional rings are installed tightly in the piston groove, and labyrinth grooves are made on the end surfaces of the piston rings facing the flexible gasket (RF patent No. 2052696, class F 16 J 9/00, published on 20.01 .96, bull. No. 2).

Недостатком данного поршневого уплотнения является его сложность. Кроме того, наличие двух гибких прокладок снижает надежность и долговечность уплотнения вследствие возможности износа торцевых поверхностей указанных прокладок в процессе работы, что приведет к появлению шума.The disadvantage of this piston seal is its complexity. In addition, the presence of two flexible gaskets reduces the reliability and durability of the seal due to the possibility of wear on the end surfaces of these gaskets during operation, which will lead to noise.

Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и повышение надежности и долговечности поршневого уплотнения.The objective of the utility model is to eliminate these drawbacks and increase the reliability and durability of the piston seal.

Поставленная задача решается в предлагаемой полезной модели за счет того, что поршень, содержащий на боковой поверхности одну или The problem is solved in the proposed utility model due to the fact that the piston containing on the side surface one or

несколько канавок с размещенным в них уплотнительным кольцом, причем канавки выполнены, например, прямоугольного сечения, а уплотнительное кольцо имеет ответные канавки на внутренней поверхности, смещенные относительно канавок на поршне на ширину канавки на поршне, при этом уплотнительное кольцо выполнено сплошным и соединено с поршнем таким образом, что уплотнительное кольцо и поршень образуют неразъемное соединение, причем поверхность кольца, контактирующая с поверхностью цилиндра, выполнена цилиндрической, при этом глубина канавок на кольце не равна глубине канавок на поршне, а кольцо на поршне установлено с радиальными зазорами.several grooves with a sealing ring disposed in them, the grooves being, for example, of rectangular cross-section, and the sealing ring having mating grooves on the inner surface offset from the grooves on the piston by the width of the grooves on the piston, the sealing ring being solid and connected to the piston by so that the sealing ring and piston form an integral connection, and the surface of the ring in contact with the surface of the cylinder is cylindrical, with the depth of the ditch k on the ring is not equal to the depth of the grooves on the piston, and the ring on the piston is installed with radial clearances.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен поршень в разрезе с двумя радиальными зазорами, на фиг.2 - вариант поршня с одним расположением зазора, на фиг.3 -поршень с другим расположением зазора.The proposed utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a piston in section with two radial clearances, in Fig. 2 is a variant of the piston with one clearance arrangement, in Fig. 3 is a piston with a different clearance arrangement.

Поршень 1 снабжен двумя или несколькими кольцевыми канавками 2, которые могут иметь различный профиль, например, прямоугольный. В канавках 2 на боковой поверхности поршня закреплено уплотнительное кольцо 3, на внутренней стороне которого выполнены ответные канавки, которые повторяют форму соответствующих канавок и смещены относительно канавок 2 на ширину последних. Глубина канавок на кольце на равна глубине канавок на поршне, благодаря чему между кольцом и поршнем всегда имеется радиальный зазор. Наружная поверхность уплотнительного кольца 3 выполнена цилиндрической и взаимодействует с внутренней поверхностью цилиндра (на чертеже не показан). Выполнение на торцевой поверхности поршня нескольких канавок прямоугольного сечения позволяет увеличить поверхность контакта и прочность соединения между поршнем и уплотнительным кольцом, а выполнение соединения кольца 3 с поршнем 1 герметичным и неразъемным позволяет увеличить механическую прочность конструкции, ее долговечность и устранить возможность образования The piston 1 is provided with two or more annular grooves 2, which may have a different profile, for example, rectangular. In the grooves 2, on the side surface of the piston, a sealing ring 3 is fixed, on the inside of which reciprocal grooves are made, which repeat the shape of the corresponding grooves and are offset from the grooves 2 by the width of the latter. The depth of the grooves on the ring is equal to the depth of the grooves on the piston, so that there is always a radial clearance between the ring and the piston. The outer surface of the sealing ring 3 is cylindrical and interacts with the inner surface of the cylinder (not shown in the drawing). The execution on the end surface of the piston of several grooves of rectangular cross section allows to increase the contact surface and the strength of the connection between the piston and the sealing ring, and the connection of the ring 3 with the piston 1 sealed and integral allows to increase the mechanical strength of the structure, its durability and eliminate the possibility of formation

люфта в соединении кольца с поршнем и появления шума. Уплотнительное кольцо выполняется, например, заливкой или наваркой. Между внутренней поверхностью канавок 2 и выступами на уплотнительном кольце 3 выполнены радиальные зазоры 4, а между наружной поверхностью канавок и внутренней поверхностью канавок на кольце 3 выполнены радиальные зазоры 5. Зазоры 4 и 5 могут быть, например, равными. Поршень может иметь как два радиальных зазора 4 и 5, так и один зазор, например 4 (фиг.2) или 5 (фиг.3).play in the connection of the ring with the piston and the appearance of noise. The sealing ring is, for example, filled or welded. Radial gaps 4 are made between the inner surface of the grooves 2 and the protrusions on the sealing ring 3, and radial gaps 5 are made between the outer surface of the grooves and the inner surface of the grooves on the ring 3. The gaps 4 and 5 can, for example, be equal. The piston can have both two radial clearance 4 and 5, and one clearance, for example 4 (figure 2) or 5 (figure 3).

Уплотнительное кольцо выполнено сплошным из материала с низким коэффициентом трения и установлено на поршне с использованием наварки или заливки таким образом, что поршень и кольцо образуют неразъемное соединение. В случае износа уплотнительного кольца производится замена поршня с установленным на нем кольцом. В процессе работы поршня происходит неравномерный износ внутренней поверхности цилиндра, например, может появиться эллипсность. Благодаря наличию радиальных зазоров 4 и 5 уплотнительное кольцо 3, выполненное из материала, обладающего определенной эластичностью, может смещаться на величину зазора в ту или иную сторону (деформироваться) и за счет указанной деформации кольцо 3 принимает форму внутренней поверхности цилиндра и происходит самоуплотнение между кольцом 3 и внутренней поверхностью цилиндра в тех местах, где износ поверхности цилиндра может привести к нарушению герметичности уплотнения.The sealing ring is made of solid material with a low coefficient of friction and mounted on the piston using welding or pouring so that the piston and ring form an integral connection. In case of wear of the sealing ring, the piston is replaced with the ring mounted on it. During piston operation, uneven wear of the inner surface of the cylinder occurs, for example, ellipse may appear. Due to the presence of radial gaps 4 and 5, the sealing ring 3, made of a material with a certain elasticity, can be shifted by the size of the gap in one direction or another (deform) and due to this deformation, the ring 3 takes the form of the inner surface of the cylinder and self-sealing between the ring 3 and the inner surface of the cylinder in those places where the wear of the surface of the cylinder can lead to a violation of the tightness of the seal.

Предлагаемое поршневое уплотнение обеспечивает снижение шума от работы цилиндропоршневой группы, повышает надежность и долговечность уплотнения, облегчает ремонт и обеспечивает самоуплотнение пары цилиндр-поршень в местах износа поверхности цилиндра.The proposed piston seal provides noise reduction from the operation of the piston-cylinder group, increases the reliability and durability of the seal, facilitates repair and provides self-sealing of the cylinder-piston pair in places of wear of the cylinder surface.

Claims

A piston containing on the side surface one or more grooves with an o-ring placed in them, the grooves being, for example, of rectangular cross-section, and the o-ring having mating grooves on the inner surface offset from the grooves on the piston by the width of the grooves on the piston, while the ring is solid and connected to the piston in such a way that the sealing ring and the piston form an integral connection, and the surface of the ring in contact with the surface of the cylinder a, made cylindrical, characterized in that the depth of the grooves on the ring is not equal to the depth of the grooves on the piston, and the ring on the piston is installed with radial clearances.