УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ПОДВИЖНОГО СОЕДИНЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F16J9/28 

Изобретение относится к области машиностроения и может бытъ использовано в гидравлических и пневматических устройствах для уплотнения осей, штоков и поршней при возвратно-поступательном, вращательном и колебательном движении.

Известны уплотнительные кольца с разрезами различной формы. При этом между концами кольца имеется зазор, величина которого колеблется от десятых долей миллиметра (см. книгу А. В. Горяиновой, Г.К. Божкова, М.С.Тихонова "Фторопласты в машиностроении", М., 1971 г., стр. 203) до нескольких миллиметров (см. ГОСТ 14896-84 "Манжеты уплотнительные резиновые для гидравлических устройств", приложение 6, "Конструкция и размеры защитных колец" таблица 10, 11). Указанный зазор образует в уплотнительном кольце негерметичное место. Для уменьшения протечек среды через зазор, согласно патенту ФРГ N 4305784 A1, М. кл. F 16 J 9/14 за 1993 г., концы уплотнительного кольца выполнены в виде пары: пружина - паз, а противолежащий давлению радиальный зазор перекрыт облицовкой малой толщины, жестко соединенной с одним из концов кольца.

Известна конструкция уплотнительного узла подвижного соединения, содержащего выполненное из вязко-упругого полимерного материала уплотнительное кольцо с разрезом, образующим между его концами зазор и установленное в стационарную кольцевую канавку, являющееся контактным уплотнителем относительно подвижной цилиндрической поверхности: прижимное кольцо из эластомерного материала, установленное в стационарную кольцевую канавку соосно с уплотнительным кольцом и обеспечивающее его радиальное поджатие к подвижной цилиндрической поверхности, а также герметичность самой кольцевой канавки. Указанное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения (см. проспект фирмы Parker-Pradifa GmbH " Precision Seals for-Hydraulcs", стр. F 59, F 60, West Germany 3350/5/E, luli 1989). Недостатком прототипа является наличие утечек герметизируемой среды через зазор между концами уплотнительного кольца.

Целью настоящего изобретения является устранение утечек герметизируемой среды через зазор между концами уплотнительного кольца.

Поставленная цель достигается тем, что в известную конструкцию уплотнительного узла, содержащего выполненное из вязко-упругого полимерного материала уплотнительное кольцо с разрезом, образующим между его концами зазор и установленное в стационарную кольцевую канавку, являющееся контактным уплотнителем относительно подвижной цилиндрической поверхности: прижимное кольцо из эластомерного материала, установленное в стационарную кольцевую канавку соосно с уплотнительным кольцом и обеспечивающее его радиальное поджатие к подвижной цилиндрической поверхности, а также герметичность самой кольцевой канавки, дополнительно введен уплотнительный элемент из эластомерного материала, установленный в зазоре и сжатый между концами уплотнительного кольца и между подвижной поверхностъю и прижимным кольцом.

Зазор между концами уплотнителъного кольца выполнен вдоль его длины с переменным сечением, с образованием на одном конце кольца радиального паза, а уплотнительный элемент выполнен в виде резинового стержня, установленного в пазу с поджатием к поверхности паза и к поверхности другого конца уплотнительного кольца.

На концах уплотнителъного кольца имеются выступ и впадина, причем вершины выступов и ответные впадины имеют совпадающие острые углы.

Дополнительная установка уплотнительного элемента в зазор между концами уплотнительного кольца указанным выше образом герметизирует зазор и полностью устраняет протечки среды.

На фиг. 1 представлен общий вид уплотнительного узла подвижного соединения с уплотнительным элементом, выполненным в виде резинового стержня. Уплотнительный узел установлен на поршне гидравлического цилиндра. На фиг. 2. показан разрез уплотнительного узла плоскостью A-A, а на фиг. 3 - плоскостью B-B.

На фиг. 4 представлен общий вид уплотнительного узла в рабочем состоянии, когда в полость гидравлического цилиндра подано рабочее давление P, а поршень перемещается справа - налево по направлению, указанному стрелкой. На фиг. 5 показан разрез уплотнительного узла в рабочем состоянии плоскостью A-A, на фиг. 6 - плоскостью B-B.

Уплотнительный узел, показанный на фиг. 1, состоит из уплотнительного кольца 1 и прижимного кольца 2, установленных с6оосно внутри кольцевой канавки 3 на поршне 4. Уплотнительное кольцо 1 изготовлено из жесткого вязко-упругого материала на основе полиамида (политетрафторзтилена и др.), а прижимное кольцо 2 изготовлено из резины. Поршень 4 рассматривается в качестве стационарной детали, поскольку уплотнительный узел не совершает возвратно-поступательных движений относительно поршня 4. Прижимное резиновое кольцо 2 установлено в кольцевую канавку 3 с обеспечением радиального поджатия уплотнительного кольца 1 к подвижной цилиндрической поверхности 5 гидравлического цилиндра, а также с обеспечением герметичности кольцевой канавки 3.

Цилиндрическая поверхность 5 гидравлического цилиндра рассматривается в качестве подвижной детали, так как в рабочем состоянии уплотнительный узел совершает возвратно-поступательные движения относительно поверхности 5. Посколько уплотнительное кольцо 1. изготовлено из жесткого вязко-упругого полимерного материала, то для обеспечения возможности его установки в канавку 3 в кольце 1 имеется разрез, образующий между концами 6 и 7 кольца 1 зазор 8. В усматриваемом случае зазор 8 имеет форму буквы " z'", а при перемещении вдоль его длины по образующей уплотнительного кольца 1 сечение зазора 8 изменяется за счет того, что на конце 6 имеется радиальный паз 9. Уплотнительный элемент 10 имеет вид резинового стержня прямоугольного поперечного сечения и установлен в паз 9 таким образом, что противоположные боковые поверхности уплотнительного элемента 10 прижаты к поверхности 11 на дне паза 9 на конце 6 и к поверхности 12 на другом конце 7, а в радиальном направлении уплотнительный элемент 10 сжат между подвижной поверхностью 5 и прижимным кольцом 2(см. фиг. 2,3). На концах 6, 7 уплотнительного кольца 1 имеются выступ и впадина, причем вершины выступов и ответные впадины имеют совпадающие острые углы. Величина поджатия уплотнительного элемента 10 между описанными выше поверхностями выбирается в пределах (10 - 50)%.

Уплотнительный узел относится к машиностроению и содержит выполненное из жесткого полимерного материала уплотнительное кольцо с разрезом, образующим между его концами зазор, установленное в стационарную кольцевую канавку и являющееся контактным уплотнителем относительно подвижной цилиндрической поверхности. Прижимное резиновое кольцо установлено в стационарную кольцевую канавку соосно с уплотнительным кольцом и обеспечивает его радиальное поджатие к подвижной цилиндрической поверхности. Уплотнительный узел дополнительно содержит уплотнительный элемент из эластомерного материала, установленный в зазоре и сжатый между концами уплотнительного кольца и между подвижной поверхностью и прижимным эластомерным кольцом. Зазор при перемещении вдоль его длины имеет переменное сечение с образованием на одном конце кольца радиального паза, а уплотнительный элемент выполнен в виде резинового стержня, установленного в пазу с поджатием к поверхности паза и к поверхности другого конца уплотнительного кольца, на концах уплотнительного кольца имеются выступ и впадина, причем вершины выступов и ответные впадины имеют совпадающие острые углы. Изобретение повышает надежность уплотнения. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Уплотнительный узел подвижного соединения, включающий выполненное из вязкоупругого полимерного материала уплотнительное кольцо с разрезом, образующим между его концами зазор, установленное в стационарную кольцевую канавку и являющееся контактным уплотнителем относительно подвижной цилиндрической поверхности, прижимное кольцо из эластомерного материала, установленное в стационарную кольцевую канавку соосно с уплотнительным кольцом и обеспечивающее его радиальное поджатие к подвижной цилиндрической поверхности и герметичность кольцевой канавки, отличающийся тем, что дополнительно содержит уплотнительный элемент из эластомерного материала, установленный в зазоре и сжатый между концами уплотнительного кольца и между подвижной поверхностью и прижимным эластомерным кольцом. 2. Уплотнительный узел по п.1, отличающийся тем, что зазор при перемещении вдоль его длины имеет переменное сечение с образованием на одном конце уплотнительного кольца радиального паза, а уплотнительный элемент выполнен в виде резинового стержня, установленного в пазу с поджатием к поверхности паза и к поверхности другого конца уплотнительного кольца. 3. Уплотнительный узел по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на концах уплотнительного кольца имеются выступ и впадина, причем вершины выступов и ответные впадины имеют совпадающие острые углы.