ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 1997 года по МПК F16J15/16 F16J15/36 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для уплотнения подвижных соединений, на которые воздействуют вода и агрессивные среды при их санитарной обработке.

Известно торцевое уплотнение штока поршня по патенту ФРГ N PS 3.207.081 МКИ F 16 J 15/15, 15/56, 9/00, которое имеет уплотняющий башмак, выполненный из плотного эластичного материала, плоская сторона которого прижата к уплотняемой детали усилием деформированного уплотнительного кольца, которое расположено между днищем кольцевой канавки и башмаком.

Широко известно также использование в подвижных соединениях уплотнения резино-фторопластовые, в которых используется П-образная манжета из фторопласта Ф-4 и резиновое кольцо круглого сечения (см. Е.И.Абрамов и др. Элементы гидропривода. Киев, Техника, 1977).

Такое уплотнение значительно снижает коэффициент трения и применяется в подвижных соединениях преимущественно поршня в цилиндре, т.е. при возвратно-поступательном движении.

Применение указанного уплотнения в торцевых подвижных соединениях снижает его надежность, т. к. взаимное смещение в виде сдвига слоев резинового кольца вдоль образующей снижает надежность уплотнения.

Изобретение направлено на увеличение ресурса и повышение надежности торцевого уплотнения подвижного соединения, использование резино-фторопластового уплотнения для торцевого подвижного соединения, уменьшения коэффициента трения в торцевом уплотнении, а также на упрощение санитарной обработки стыка.

Сущность решения поставленной задачи, согласно изобретению, заключается в том, что в торцевом уплотнении для подвижного соединения, содержащем резиновое кольцо круглого сечения и манжету из фторопласта, которые установлены между подвижными уплотнительными деталями, манжета выполнена в сечении U-образной формы, боковые параллельные стенки которой перекрывают кольца и прижаты им к торцевым стенкам уплотняемых деталей, а соединяющая их средняя часть манжеты выполнена упругой в виде наружной части тора и охватывает кольцо снаружи, при этом на концах боковых стенок манжеты образованы торцевые кольцевые выступы жесткости, пропущенные в заходные фаски уплотняемых деталей.

Существенными отличиями предложенного устройства являются:
а) новая форма выполнения манжеты, которая имеет в сечении U-образную форму, при этом средняя часть ее выполнена в виде упругой наружной части тора, а на боковых стенках манжеты образованы торцевые кольцевые выступы жесткости;
б) новая форма выполнения связей между элементами, которая выражена в том, что боковые параллельные стенки манжеты прижаты к торцевым стенкам уплотняемых деталей уплотнительным кольцом, а торцевые кольцевые выступы жесткости манжеты пропущены в заходные фаски уплотняемых деталей;
в) другое соотношение размеров, которое выражено тем, что боковые параллельные стенки манжеты перекрывают кольцо.

Все указанные отличительные признаки предложенного устройства отсутствуют в устройствах аналога и прототипа, взаимосвязаны друг с другом и с признаками констатирующей части.

Каждый из них влияет на достигаемый технический результат, т.е. находится в причинно-следственной связи с указанным результатом.

Предложенное торцевое уплотнение показано на чертеже в разрезе.

Торцевое уплотнение содержит неподвижный корпус 1, в котором установлен вращающийся вал 2, приводимый в движение маховиком 3, соединенным с валом элементами нецилиндрической формы и штифтом 4. Между уплотняемыми деталями 1 и 3 установлено с деформацией резиновое уплотнительное кольцо 5, охваченное U-образной манжетой 6.

Манжета снабжена торцевыми кольцевыми выступами жесткости, которыми она центрируется в заходных фасках уплотняемых деталей и сцеплена с ними. Усилием деформированного кольца боковые параллельные стенки манжеты прижимаются к уплотняемым деталям.

Работает устройство следующим образом.

При вращении маховика 3 вместе с валом 2, за счет малого коэффициента трения между фторопластовыми стенками манжеты и уплотняемыми деталями, изготовленными с малой шероховатостью, манжета будет либо проворачиваться с маховиком, либо стоять с корпусом, либо проворачиваться вместе с маховиком с меньшей скоростью. Кольцо же в манжете будет стоять неподвижно и выполнять функцию лишь силового элемента, поджимая стенки манжеты к уплотняемым деталям и компенсируя неточность изготовления зазора между уплотняемыми деталями и износ элементов уплотнения.

Такое уплотнение наиболее эффективно работает от наружного давления или при вакууме внутри соединения, но может работать и при избыточном внутреннем давлении. В этом случае торцевые выступы на боковых стенках манжеты обеспечивают сцепление манжеты с уплотняемыми деталями при радиальном воздействии на нее давления. При больших избыточных давлениях целесообразно использование дополнительной П-образной манжеты, упомянутой в прототипе, которую как распорку размещают между стенками U-образной манжеты и между валом и кольцом, обеспечивая жесткую связь манжеты с деталями.

Предложенное уплотнение, кроме указанного, уменьшает усилие вращения маховика, упрощает санитарную обработку соединения, а также улучшает свойства устройства.

Использование: машиностроение, уплотнение подвижных соединений, на которые воздействуют вода и агрессивные среды при их санитарной обработке. Сущность изобретения: уплотнение содержит упругий элемент и резиновое кольцо, установленные между уплотняемыми деталями. Упругий элемент выполнен в сечении U-образной формы, боковые параллельные стенки которой перекрывают резиновое кольцо и предназначены для поджатия с помощью упомянутого кольца к торцевым стенкам уплотняемых деталей. Соединяющая боковые стенки средняя часть выполнена в виде наружной части тора, охватывающей упомянутое кольцо снаружи. На концах боковых стенок выполнены кольцевые выступы, предназначенные для взаимодействия с заходными фасками на упомянутых деталях. 1 ил.

Торцевое уплотнение подвижного соединения, содержащее упругий элемент и резиновое кольцо, установленные между уплотняемыми деталями, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен в сечении U-образной формы, боковые параллельные стенки которой перекрывают резиновое кольцо и предназначены для прижатия с помощью упомянутого кольца к торцевым стенкам уплотняемых деталей, а соединяющая упомянутые боковые стенки средняя часть выполнена в виде наружной части тора, охватывающей упомянутое кольцо снаружи, при этом на концах упомянутых боковых стенок выполнены кольцевые выступы, предназначенные для взаимодействия с заходными фасками на упомянутых деталях.