ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ АГРЕГАТ ДЛЯ СОЗДАНИЯ И ПЕРЕДАЧИ СИЛ ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F15B15/14 

Изобретение относится к цилиндро-поршневым агрегатам для создания и передачи сил давления на выполненные с возможностью прямолинейного перемещения установочные элементы с одним, установленным в открытом с одной стороны стаканообразном поршне с возможностью качания поперечно направлению сжатия толкателем.

В известном варианте выполнения такого рода цилиндро-поршневых агрегатов для нагружения давлением встроенных опорных частей валков прокатного стана толкатель своей выпуклой нижней торцовой поверхностью стоит на расположенной в донной части стаканообразного поршня полусфере. При этом возможный угол отклонения качания толкателя посредством внутренней стенки стаканообразного поршня, в который он вставлен с легким зазором, и одного размещенного на кромке стаканообразного поршня, кольцевого уплотнения узко ограничен с тем, чтобы толкатель после окончания передачи давления на исполнительные элементы снова возвращался в первоначальное центрированное положение внутри стаканообразного поршня и при начале нового нагружающего движения не находился в наклонном положении [1]
Оказалось, что этот вариант выполнения поршневого цилиндра не пригоден для приема больших отклонений поперечного движения исполнительных элементов, как они могут вызываться, например, вследствие отклоняющихся при продолжительной эксплуатации направляющих скольжения исполнительных элементов, и что уже при лишь легком увеличении маятниковых отклонений кольцевые уплотнения сдавливаются сверх своего предела упругости и вследствие этого получают повреждения.

В основе изобретения лежит задача усовершенствования такого рода цилиндро-поршневых агрегатов, в которых возможны большие маятниковые отклонения толкателя, без повреждения уплотнения и в которых толкатель после окончания передачи давления возвращается в свое центрированное положение.

На фиг.1-4 изображен цилиндро-поршневой агрегат в различных рабочих положениях, осевой разрез; на фиг.5 цилиндро-поршневой агрегат в другой проекции.

Цилиндро-поршневой агрегат содержит толкатель 1, своим выпуклым нижним торцом 1а стоящий на полусфере 2а, которая является частью плавающего опорного элемента 2. Плавающий опорный элемент 2 проведен в стаканообразном поршне 3, который состоит из поршневой части 3а и стаканообразной насадки 3б. Поршневая часть 3а стаканообразного поршня 3 проведена в цилиндре 4, который ниже поршневой части 3а содержит отверстие 4а для подачи рабочей среды и закрыт поршневой крышкой 5. На обращенной от полусферы 2а торцовой стороне опорный элемент 2 имеет направляющий штифт 6, который обвивается пакетом 7 оружия, расположенным в донной выемке 3с поршневой части 3а. Направляющий штифт 6 служит лишь для центрирования тарельчатых пружин. В верхней зоне стаканообразной насадки 3а поршня 3 в последний вставлено конусное кольцо 8, посредством стопорного кольца 9 зафиксированное аксиально против смещения. Толкатель 1 содержит шейковидную кольцевую вырезку 1в с конусной поверхностью 1с, которая в представленном положении толкателя 1 лежит на конусной поверхности конусного кольца 8. Толкатель 1 в этом положении находится в своем исходном положении по отношению к исполнительному элементу 14, а его слегка выпуклый торец 1а находится на расстоянии от его плоской упорной поверхности 14а. Толкатель 1 под давлением пружинного пакета 7 через конусные поверхности кольца 8 удерживается в центральном положении и аксиально фиксируется.

Цилиндро-поршневой агрегат работает следующим образом. Стаканообразный поршень 3 при подаче рабочего средства через отверстие 4а перемещается в направлении, указанном стрелкой А, вверх и при этом увлекает толкатель 1, и последний элемент 2 не изменяет свое относительное положение к стаканообразному поршню 3.

С попаданием выпуклого торца 1а толкателя 1 на упорную поверхность 14а исполнительного элемента 14 толкатель 2 вдвигается, как показано в левой части фиг. 3, против действия пружинного пакета 7 в направлении стрелки В вместе с опорным элементом 2 в стаканообразный поршень 3, до тех пор пока опорный элемент 2 не ляжет на дно стаканообразного поршня 3. При этом конусная поверхность 1с шейкообразного кольцевого выреза 1в отделяется от конусной поверхности конусного кольца 8 и тем самым поднимает установку толкателя 1 в его центральное положение согласно фиг.1. Толкатель 1 может в этом свободном положении перемещаться дальше в направлении стрелки А к упорной поверхности 14а установочного элемента 14, причем его относительное положение к стаканообразному поршню 3 больше не изменяется (см. фиг.3, положение справа).

Если во время передачи силы давления на исполнительный элемент 9 согласно обоим представлениям на фиг.3 получаются поперечные перемещения исполнительного элемента 14, тогда толкатель 1 может, как представлено на фиг.4, совершать такие движения посредством качания в полусфере 3а опорного элемента 2 внутри указанного штрихпунктирными линиями угла свободно подвижно в стаканообразном поршне 3. После окончания передачи давления реверсированием нагрузки поршневой части 3а рабочим средством через кольцевую камеру 4б цилиндра стаканообразный поршень 3 перемещается против направления стрелки А снова в представленное на фиг.1 положение, причем толкатель 1 под действием пакета 7 пружин вжимается снова в центральное положение, определенное конусной поверхностью 1с и конусным кольцом 8.

При варианте выполнения согласно фиг.5 в области открывания стаканообразной насадки 3б стаканообразного поршня 3 расположена состоящая из двух частей втулка 10 с уплотнительным кольцом поверх конусного кольца 8. Эта втулка 10 состоит из одного нижнего кольца 10а с пазом, которое лежит на конусном кольце 8 на вставленном над последним стопорным кольцом 15, и из одного проведенного в его пазу уплотняющего кольца 10б. Между двумя кольцами 10а и 10б в паз вставлено упругое промежуточное кольцо 11. Верхнюю часть толкателя 1 обхватывает сопряженное уплотняющее кольцо 12, которое образуется тоже из двух, отделенных друг от друга одним эластичным промежуточным кольцом 13, колец 12а и 12б. Диаметр этого сопряженного уплотняющего кольца 12 значительно больше диаметра уплотняющего кольца 10б втулки 10. В представленном справа на чертеже исходном положении толкателя 1, при котором последний конусной поверхностью кольцевого среза 1б прилегает к уплотняющему кольцу 8, нижнее кольцо 12б сопряженного уплотняющего кольца 12 нижней, плоской радиальной тарелочной поверхностью лежит на верхнем кольцевом торце уплотнительного кольца 10б втулки 10 и тем самым закрывает верхнее отверстие стаканообразного поршня 3. Таким образом стаканообразный поршень в каждом положении толкателя 1 защищен от проникновения загрязнения.

Сущность изобретения: в открытый с одной стороны стаканообразный поршень с возможностью маятникового перемещения наклонно к направлению сжатия установлен толкатель, одним концом выступающий из поршня. Толкатель уплотнен кольцевыми уплотнительными элементами относительно внутренней стенки поршня и взаимодействует с установочным элементом. Другим концом, выполненным полусферическим, толкатель взаимодействует с полусферическим гнездом размещенного во внутренней полости поршня опорного элемента. Элемент установлен с возможностью перемещения относительно поршня и подпружинен относительно него. Пружина размещена между дном поршня и опорным элементом. Кольцевые уплотнительные элементы выполнены в виде взаимодействующих конических поверхностей на внутренней стенке поршня и наружной поверхности толкателя. 5 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ АГРЕГАТ ДЛЯ СОЗДАНИЯ И ПЕРЕДАЧИ СИЛ ДАВЛЕНИЯ на выполненные с возможностью прямолинейного перемещения установочные элементы, содержащий открытый с одной стороны стаканообразный поршень, в который с возможностью маятникового перемещения наклонно к направлению сжатия установлен толкатель, одним концом выступающий из поршня, уплотненный кольцевыми уплотнительными элементами относительно внутренней стенки стаканообразного поршня и взаимодействующий с установочным элементом, а другим концом, выполненным полусферическим, взаимодействующий с полусферическим гнездом размещенного во внутренней полости стаканообразного поршня опорного элемента, отличающийся тем, что опорный элемент установлен с возможностью перемещения относительно стаканообразного поршня и подпружинен относительно последнего при помощи пружины, размещенной между дном стаканообразного поршня и опорным элементом, а кольцевые уплотнительные элементы выполнены в виде взаимодействующих конических поверхностей на внутренней стенке стаканообразного поршня и наружной поверхности толкателя. 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что толкатель выполнен с проточкой, коническая переходная поверхность которой образует уплотнительный элемент с ответной конической поверхностью кольца, установленного на внутренней поверхности стаканообразного поршня. 3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что опорный элемент снабжен установленным на его торце направляющим штифтом, размещенным с возможностью осевого перемещения в глухой расточке на дне стаканообразного поршня, а пружина установлена коаксиально штифту. 4. Агрегат по пп.1 3, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными уплотнительными узлами, выполненными в виде охватывающих выступающий конец толкателя колец и установленных в полости стаканообразного поршня втулок, причем дополнительные уплотнительные узлы установлены с возможностью взаимодействия друг с другом в конце хода толкателя. 5. Агрегат по п.4, отличающийся тем, что каждый из дополнительных уплотнительных узлов выполнен в виде пары колец, между которыми установлено упругое промежуточное кольцо. 6. Агрегат по пп.4 и 5, отличающийся тем, что дополнительный уплотнительный узел, размещенный в полости стаканообразного поршня за основным уплотнительным элементом, установлен с образованием радиального уплотнения, верхний дополнительный уплотнительный узел установлен с образованием его упругим кольцом торцевого уплотнения, а диаметр его колец превышает наружный диаметр стаканообразного поршня.