SU1569480A1 - Ступенчатое эластомерное уплотнение - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и позвол ет повысить долговечность и надежность уплотнени  путем равномерного нагружени  ступеней уплотнени . Устройство содержит пакет соосно установленных втулок 1, расположенных между уплотн емыми поверхност ми цилиндра 11 высокого давлени  и плунжера 3. На наружной и внутренней поверхност х втулок 1 выполнены канавки, в которых соответственно установлены уплотнители 5 и 6. Сверху втулки закреплены стопорным фланцем 4. Дл  устранени  повышенного износа опорные поверхности уплотнителей 5 и 6 расположены в одной плоскости, перпендикул рной оси пакета втулок 1. Между уплотнител ми 5 и 6 в каждой втулке 1 выполнен канал 7 подвода рабочей жидкости к уплотн емым зазорам с установленным в нем клапаном 9 разности давлений. Пружина 10 клапана 9 оттарирована на перепад давлени , соответствующего номинальному давлению эксплуатации уплотнител  без антиэкструзионных колец. Само давление жидкости преп тствует выдавливанию в зазор эластичных уплотнителей, выполн   функцию антиэкструзионных колец. При этом число ступеней равно отношению рабочего давлени  в цилиндре 11 к перепаду давлени  на клапане 9. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в силовых гидроцилиндрах, работающих при высоком давлении, например в уникальном прессовом оборудовании. Делью изобретени   вл етс  повышение долговечности и надежности уплотнени  путем равномерного распределени  рабочего давлени  и предотвращени  выдавливани  манжеты в уплотн емые зазоры в зоне трени .

На чертеже изображено эластомер- коё уплотнение, общий вид в сече- кии.

Уплотнение состоит из двух или более опорно-направл ющих втулок 1 и 2. Верхн   втулка 1 с уплотнител ми образует внутреннюю ступень уплотнени  , нижн   втулка 2 - наружную . Втулки установлены одна на другую в выемке плунжера 3 и прижаты сверху стопорным фланцем 4. В подвижном соединении плунжер - цилиндр уплотнител ми  вл ютс  манжеты 5, ус™ тановленные на наружной выточке втулки 1 и 2, и резиновые кольца 6 круглого сечени , уплотн ющие неподвижное соединение втулок 1 и 2 к плунжера 3, установленные во внутренней канавке втулок 1 и 2„ Дл  подвода рабочей жидкости в уплотн емый зазор между степен ми уплотнени  втулки 1 и 2 имеют каналы 7 и 8. В канале 7 установлен клапан 9 разности давлени , снабженный пружиной 10, оттариро- ваНной на перепад давлени , равный половине номинального рабочего давлени  в цилиндре 11, так как число ступеней уплотнени  в данном случае равно двум, т.е. усилие тарировани  пружины создает перепад давлени , равный рабочему давлению з цилиндре, деленному на число ступеней уплотнени . Стопорный фланец 4, а также втулка 1 снабжены скругленными кольцевыми выступами 12, выполн ющими функцию манжетодержателей0 Опорные поверхности 13 и 14 манжеты 5 и уплотнительного кольца 6 расположены в одной плоскости, перпендикул рной к оси пакета,, Это позвол ет уравновесить силы гидравлического давлени , воздействующие на цилиндрические поверхности втулки, т„е. устранить ее раст жение под действием давлени  жидкости в зазоре по плунжеру 3.

Уплотнение работает следующим образом .

6

5

0

45

50

55

При возрастании давлени  в цилиндре 11 соответственно возрастает нагрузка на обоих уплотнител х внутренней ступени уплотнени  и втулке 1. По достижении давлени  в цилиндре 11, равного половине от номинального , клапан 9 разности давлени  внутренней ступени откроетс , и произойдет заполнение жидкостью и соответствующий рост давлени  в рабочей полости наружной ступени и втулке 2. После этого под действием пружины 10 клапан 9 закроетс  и произойдет окончательный набор давлени  в цилиндре 11 до требуемой величины. Клапан наружной ступени, настроенный также как и первый, остаетс  при этом закрытым, поэтому на уплотнител х обеих ступеней образуетс  одинаковый перепад давлени , равный половине от номинального давлени  в цилиндре 11.

При наличии утечки жидкости по уплотнител м внутренней ступени произойдет незначительный рост давлени  в наружной ступени и ее клапан сбросит перетечку в сливную полость цилиндра 11, после чего равновесие восстановитс . То же самое произойдет при возможных скачках давлени  з цилиндре 11„ ко в этом случае клапаны 9 обеих ступеней срабатывают как предохранительные. Если рабочее давление в цилиндре 11 меньше половины от номинального, клапан внутренней ступени не откроетс  и ее уплотнитель примет на себ  всю нагрузку. В случае, если рабочее давление в цилиндре меньше номинального и больше его половины, уплотнитель внутренней ступени работает с недогрузкой, а уплотнитель наружной ступени нагружен нормально, т.е. испытываетс  перепад давлени , при котором не происходит выдавливание его материала в зазор.

Таким образом, предлагаемое уплотнение позвол ет при больших значени х рабочих давлений в цилиндре выбрать оптимальное число ступеней уплотнени , такое, чтобы перепад давлени  на уплотнении не превышал ан- тиэкструзионной стойкости материала уплотнител  подвижного соединени , т.е. давление жидкости наружной сту- - пени преп тствует выдавливанию в зазор эластичных уплотнителей внутренней ступени,, поддерживает их, выполн   функцию антиэкструзионных колец, а клапан 9 разности давлений настроен на срабатывание при давлении , равном перепаду давлени  на одной ступени в многоступенчатом уплот1 нении.

При сбросе рабочего давлени  в цилиндре 11 дл  эвакуации жидкости из полостей всех ступеней уплотнени , без гидравлического удара, каждую втулку можно снабдить обратным клапаном , т.е. шунтировать уплотнители.

Конструкци  уплотнени  позвол ет также установить и зафиксировать пакет втулок в выточке цилиндра, при этом по плунжеру образовано уплотнение подвижного соединени , а между втулкой и цилиндром - неподвижное уплотнение.

При высоких давлени х рабочей сре ,ы на все манжеты уплотнит ел ьно го устройства действует равномерно распределенный перепад давлени , который  вл етс  оптимальным дл  данного материала уплотнител , вследствие чего повышаетс  долговечность уплотнени , его износостойкость и надежность .

Противодавление в уплотн емых зазорах преп тствует выдавливанию уплотнител  в уплотн емые зазоры,что также повышает долговечность уплот

694806

нительного узла и контактирующих с ним поверхностей устройства. Рабоча  жидкость под давлением подходит к уплотнител м с обеих сторон по уплотн емым зазорам и выполн ет функции смазочной жидкости в зоне трени , что также повышает долговечность уплотнителей, и контактирующих с ними поверхностей.

5

10

5

0

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ступенчатое эластомерное уплотнение , содержащее пакет соосно установленных втулок, расположенных между подвижными уплотн емыми поверхност ми цилиндра высокого давлени  и плунжера, закрепленных сверху стопорным -фланцем, кажда  из которых снабжена двум  эластичными уплотнител ми , установленными в канавках на наружной и внутренней цилиндрических поверхност х, отличающеес  тем, что, с целью повы- шени  надежности и долговечности уплотнени , опорные поверхности уплотнителей подвижного и неподвижного соединений расположены в одной плоскости, перпендикул рной оси пакета втулок, выполненных с каналом подвода рабочей жидкости к уплотн емым зазорам,в котором установлен клапан разности давлений.

   Редактор Н.Рогулич

   Составитель Ю.Кибиткин

   Техред М.Дидык Корректор С.Шевкун

   Заказ 1433

   Тираж 567

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Подписное