УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ КОЛЬЦО Российский патент 2009 года по МПК F16J15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к уплотнительному кольцу с уплотнительной кромкой, которая герметично охватывает уплотняемый вал с радиальным предварительным натягом, причем профиль поверхности уплотнительной кромки выполнен в виде возвратного средства на стороне, обращенной к валу.

Уровень техники

Уплотнительные кольца такого типа известны из DE 19904862 С1. Благодаря наличию профиля поверхности на стороне уплотнительной кромки, обращенной к уплотняемому валу, это известное уплотнительное кольцо обеспечивает хорошую динамическую герметичность в отношении текучей среды, для работы с которой оно предназначено. Эта геометрия поверхности наиболее предпочтительна для поступления такой текучей среды, как смазочные масла, в герметизируемую камеру. Но профиль поверхности не подходит для работы с газообразной текучей средой. Для улучшения статической герметичности: на свободном конце уплотнительной кромки выполнен уплотнительный буртик, который охватывает уплотняемый вал. Этот уплотнительный буртик не позволяет просачиваться изолируемой среде в то время, когда она останавливается.

Сущность изобретения

Изобретение направлено на создание уплотнительного кольца, обеспечивающего повышенную герметичность в отношении газообразной текучей среды. Этот объект изобретения реализуется признаками независимого пункта 1 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения относятся к его предпочтительным вариантам осуществления.

Для достижения указанной цели: уплотнительная кромка на ее свободном конце имеет по меньшей мере окружающий выступ, который выступает над профилем поверхности. Соответственно, этот выступ образует наименьший диаметр уплотнительной кромки, когда та контактирует с уплотняемым валом. Этот выступ имеет небольшую поверхность. Например, этот выступ может оканчиваться заострением. В результате этой особенности его выполнения выступ прижимается к валу линейно. В связи с такой формой выступа поверхность контакта настолько мала, что какое-либо увеличение трения между уплотнительной кромкой и валом отсутствует. Но контактное давление настолько значительное, что уплотнительная кромка обеспечивает хорошую герметичность в отношении газообразной текучей среды. Уплотнительная кромка предпочтительно расположена таким образом, что она выступает в уплотняемую среду. Уплотнительную кромку также можно расположить в наружном направлении. Уплотнительную кромку можно выполнить из известных уплотняющих материалов, таких как природный каучук, эластомеры фтора или тефлон.

На свободном конце уплотнительной кромки можно предусмотреть кольцевой уплотнительный буртик. Этот уплотнительный буртик увеличивает давление контакта уплотнительной кромки на уплотняемом валу. Для создания необходимого давления контакта дополнительная цилиндрическая пружина не требуется. В области уплотнительного буртика профиль поверхности отсутствует, и он оканчивается перед уплотнительным буртиком.

Уплотнительный буртик выполнен с возможностью самостоятельного герметичного охватывания уплотняемого вала. Поэтому уплотнительный буртик создает статическую герметичность.

На уплотнительном буртике можно выполнить по меньшей мере один выступ. В результате этого улучшается статическая герметичность, и выступы расположены в той области уплотнительной кромки, в которой имеет место наибольшее давление контакта со стороны уплотнительной кромки на вал. По этой причине выступы обеспечивают хорошую герметичность по отношению к газообразной текучей среде, с меньшим трением.

Профиль поверхности можно выполнить за счет по меньшей мере одной спиральной канавки. Эти канавки особенно подходят для отталкивания жидкой среды обратно в уплотняемую камеру. Можно выполнить одну канавку или несколько.

На уплотнительном буртике можно выполнить два окружающих выступа. Дополнительный выступ в еще большей степени улучшает герметичность в отношении газообразной среды.

Расстояние выступов может быть в пределах 0,1-0,5 мм, причем выступы предпочтительно расположены центрально в уплотнительном буртике. В этой области давление контакта, создаваемое выступами, наибольшее. Выступы чередуются таким образом, что каждый выступ самостоятельно герметичен в отношении газов.

По меньшей мере один выступ может иметь треугольное сечение в поперечном сечении. За счет этой геометрии обеспечивается линейное давление контакта, оказываемое выступом на вал. В результате обеспечивается сильное давление поверхности, и поэтому хорошая герметичность, при низком трении.

По меньшей мере один выступ может иметь высоту, равную 0,01-0,5 мм. В этой области выступы достаточно высоки, чтобы создавать значительное давление поверхности, при этом не подвергая выступы чрезмерному износу. Выбор высоты и расстояния между выступами зависит от диаметра уплотняемого вала.

Краткое описание чертежей

Некоторые приводимые в качестве примера варианты осуществления уплотнительного кольца согласно изобретению изложены более подробно ниже, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых схематично показано:

Фиг.1 представляет собой уплотнительное кольцо согласно изобретению;

Фиг.2 подробно показывает свободный конец уплотнительной кромки уплотнительного кольца, показанной на Фиг.1;

Фиг.3 подробно показывает еще один вариант осуществления свободного конца уплотнительной кромки;

Фиг.4 подробно показывает еще один вариант осуществления свободного конца уплотнительной кромки.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

На Фиг.1 показано уплотнительное кольцо 1 с уплотнительной кромкой 2, которая герметично охватывает уплотняемый вал 3 с предварительным радиальным натягом. Уплотнительная кромка 2 посредством адгезива прикреплена к опорному кольцу 8, при этом статическое уплотнение 9 из эластомерного материала прикреплено к внешней периферии опорного кольца. Уплотнительная кромка 2 выполнена из одинакового материала заодно с пылезащитной кромкой 10. Уплотнительная кромка 2 направлена к уплотняемой камере 11, а пылезащитная кромка 10 направлена наружу 12. Уплотнительная кромка 2 создает свое контактное давление на валу 3 вследствие восстанавливающего усилия материала уплотнительной кромки 2, благодаря чему отсутствует необходимость в применении дополнительной цилиндрической пружины. Уплотнительная кромка 2 на стороне, обращенной к валу 3, имеет профиль 4 поверхности, выполненный в виде возвратного средства, при этом профиль 4 поверхности представляет собой спиральную канавку. На свободном конце 5 уплотнительной кромки выполнен кольцевой уплотнительный буртик 7. Уплотнительный буртик 7 замыкает профиль 4 поверхности в направлении уплотняемой камеры 11. Причем уплотнительный буртик 7 приподнят только для прохождения доставляемой среды через профиль 4 поверхности. Окружающий выступ 6 выполнен на уплотнительном буртике 7, который выступает за профиль 4 поверхности.

На Фиг.2 подробно показан свободный конец 5 уплотнительной кромки 2 уплотнительного кольца 1 согласно Фиг.1. Показано, что уплотнительный буртик 7 имеет два окружающих выступа 6. Расстояние между двумя выступами 6 в этом варианте осуществления равно 0,2 мм, а их высота равна 0,03 мм. Выступы 6 в этом варианте осуществления имеют треугольное сечение.

На Фиг.3 подробно показан свободный конец 5 согласно еще одному варианту осуществления уплотнительной кромки 3 для уплотнительного кольца 1, показанной на Фиг.1. В этом варианте осуществления выступ 6 выполнен у уплотнительного буртика 7 посредством шарнира 13. За счет этого выступ имеет гибкую опору и подвижен в радиальном направлении. Шарнир 13 действует как пружина.

На Фиг.4 подробно показан свободный конец 5 согласно еще одному варианту осуществления уплотнительной кромки 3 для уплотнительного кольца 1, показанного на чертеже Фиг.1. В этом варианте осуществления выступ 6 расположен у цилиндрического продолжения 14, прикрепленного на свободном конце уплотнительного буртика 7. Это продолжение обеспечивает выступу 6 возможность упругого радиального перемещения. Выступ 6 выполнен заодно с кромкой. В других вариантах осуществления выступ 6 может быть отдельным элементом, который можно упруго прикрепить либо на основной кромке, либо в другом месте уплотнения.

Изобретение относится к уплотнительной технике. Уплотнительное кольцо выполнено с уплотнительной кромкой, которая герметично охватывает уплотняемый вал с радиальным натягом, причем уплотнительная кромка на обращенной к валу поверхности имеет профиль поверхности, выполненный в виде возвратного средства устройства. Уплотнительная кромка на своем свободном конце имеет, по меньшей мере, один окружающий выступ, который выступает за профиль поверхности. Изобретение повышает надежность уплотнения. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Уплотнительное кольцо (1) с уплотнительной кромкой (2), которая герметично охватывает уплотняемый вал (3) с радиальным натягом, причем уплотнительная кромка (2) имеет профиль (4) поверхности, выполненный в виде возвратного средства, на стороне, обращенной к валу (3), отличающееся тем, что уплотнительная кромка (2) на своем свободном конце (5) имеет, по меньшей мере, один окружающий выступ (6), который выступает за профиль (4) поверхности.

2. Уплотнительное кольцо по п.1, отличающееся тем, что на свободном конце (5) уплотнительной кромки (2) выполнен кольцевой уплотнительный буртик (7).

3. Уплотнительное кольцо по п.2, отличающееся тем, что уплотнительный буртик (7) герметично охватывает уплотняемый вал (3), заключенный в нем.

4. Уплотнительное кольцо по п.2 или 3, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один выступ (6) выполнен на уплотнительном буртике (7).

5. Уплотнительное кольцо по п.1, отличающееся тем, что профиль (4) поверхности выполнен в виде, по меньшей мере, одной спиральной канавки.

6. Уплотнительное кольцо по п.1, отличающееся тем, что уплотнительный буртик (7) имеет два окружающих выступа (6).

7. Уплотнительное кольцо по п.6, отличающееся тем, что расстояние между выступами (6) составляет 0,1-1,5 мм.

8. Уплотнительное кольцо по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один выступ (6) имеет треугольное сечение в поперечном сечении.

9. Уплотнительное кольцо по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один выступ (6) имеет высоту в пределах 0,01-0,5 мм.