САМОУСТАНАВЛИВАЮЩАЯСЯ МАНЖЕТА-СКРЕБОК Российский патент 1994 года по МПК F16J15/32 

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к средствам уплотнения штоков, когда в рабочем пространстве отсутствует избыточное давление, и может быть использовано в буровых насосах для уплотнения штока при выходе его из масляной ванны.

Известна манжета из упругоэластичного материала, используемая в уплотнении штока цилиндра в сочетании с самоустанавливающимися опорными кольцами, состоящая из L-образного тела и очистной губки, контактирующей с поверхностью штока [1].

Невысокие показатели надежности известного уплотнения штока цилиндра обусловлены недостаточной способностью манжеты компенсировать радиальные перемещения штока, являющиеся следствием угловой и радиальной несоосности штока и цилиндра реальной машины. Компенсирующая способность этой манжеты определяется гибкостью ее упругоэластичной губки и величиной натяга по диаметру штока. При потере натяга по диаметру штока вследствие интенсивного одностороннего износа упругоэластичной губки манжета утрачивает способность компенсировать незначительные радиальные смещения штока, что приводит к отказу уплотнительного устройства. Для повышения износостойкости манжеты применено опорное самоустанавливающееся противовыжимное кольцо. Отслеживая радиальные перемещения штока, кольцо плотно охватывает шток и защищает манжету от интенсивного одностороннего износа.

Известна манжета из упругоэластичного материала, используемая в известном устройстве для уплотнения штока насоса в сочетании с самоустанавливающейся съемной втулкой [2]. Манжета содержит счистную губку и вертикальную стенку, но она не имеет цилиндрического упорного элемента и не обладает способностью самоустанавливаться.

Известна манжета, принятая за прототип, из упругоэластичного материала, используемая в уплотнении штока [3]. Манжета имеет L-образное тело с двумя эластичными губками, кроме того, она имеет по торцу пазы для прохода уплотняемой среды.

Недостаток этой манжеты заключается в том, что вследствие высокой гибкости всех ее элементов радиальное биение штока отслеживается за счет упругой деформации элементов манжеты, в том числе рабочей кромки упругоэластичной губки. Таким образом, самоустановка известной манжеты осуществляется через деформацию ее элементов, следовательно, ее рабочая губка не разгружена от одностороннего контактного давления и не защищена от одностороннего износа.

Целью изобретения является повышение износостойкости манжеты при отслеживании радиального перемещения штока.

Для этого манжета-скребок, состоящая из горизонтальной полки с торцовыми пазами, соединенной с вертикальной стенкой, переходящей в упругую эластичную губку по внутреннему диаметру, выполнена -образной формы, толщина вертикальной стенки равна толщине горизонтальной полки, а внутреннее отверстие вертикальной стенки выполнено цилиндрическим. -образное сечение тела манжеты, где cтенка равна по толщине полке, придает манжете жесткость, устойчивость и равнопрочность. По внутреннему диаметру манжета выполнена с минимальным гарантированным зазором, обеспечивающим скольжение манжеты по штоку. Шток при перемещении из одного положения в противоположное получает непрерывно изменяющееся радиальное смещение, которое воспринимается и отслеживается жесткой стенкой манжеты, разгружая при этом упругоэластичную губку, что повышает износостойкость манжеты в целом.

На чертеже изображена самоустанавливающаяся манжета в сечении из однородного упругоэластичного материала.

В сечении манжета выполнена -образной и состоит из вертикальной стенки 1 в виде жесткого радиального элемента, горизонтальной стенки 2 в виде цилиндрического упорного элемента, счистной отогнутой внутрь эластичной губки 3, пазов 4 для прохода очищаемой среды, полости 5 для сбора счищаемой среды.

Радиальный элемент охватывает шток (не показан) с возможностью скольжения вдоль его оси и с возможностью восприятия радиальной нагрузки от движущегося штока.

Радиальная стенка 1 в виде радиального элемента имеет толщину "а", равную толщине с горизонтальной стенки в виде цилиндрического упорного элемента.

Манжета работает следующим образом.

При наличии угловой и радиальной несоосностей штока и сопрягаемых с ним деталей (не показаны) шток при перемещении из одного крайнего положения в противоположное получает непрерывно изменяющееся радиальное смещение, при этом одностороннее контактное давление, оказываемое штоком на манжету-скребок, воспринимается стенкой 1 манжеты, выполненной виде жесткого радиального элемента, тем самым разгружается счистная кромка от одностороннего контактного давления и, следовательно, от одностороннего износа с быстрой потерей натяга по диаметру штока, что приводит к отказу манжеты. Поскольку манжета охватывает шток с минимальным зазором, обеспечивающим возможность скольжения манжеты вдоль оси штока, то она воспринимает радиальное смещение, отслеживает его и самоустанавливается, не получая при этом перекосов и сильной деформации за счет того, что в сечении манжета жесткая, устойчивая и равнопрочная, так как а = с.

Манжета изготавливается известным способом с помощью пресс-формы из упругоэластичного материала, например полиуретана.

Использование: в буровых насосах для уплотнения штока при выходе его из масляной ванны. Сущность изобретения: горизонтальная полка с торцевыми пазами соединена с вертикальной стенкой, переходящей в упругую эластичную губку по внутреннему диаметру. Внутреннее отверстие вертикальной стенки выполнено цилиндрическим. Манжета-скребок выполнена ┴ -образной формы. Толщина вертикальной стенки равна толщине горизонтальной полки. 1 ил.

САМОУСТАНАВЛИВАЮЩАЯСЯ МАНЖЕТА-СКРЕБОК, состоящая из горизонтальной полки с торцевыми пазами, соединенной с вертикальной стенкой, переходящей в упругую эластичную губку по внутреннему диаметру, причем внутреннее отверстие вертикальной стенки выполнено цилиндрическим, отличающаяся тем, что она в сечении выполнена -образной, а толщина вертикальной стенки равна толщине горизонтальной полки.