САМОСМАЗЫВАЮЩЕЕСЯ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2024 года по МПК F16J15/18 

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к конструкциям противооткатных устройств (ПОУ) артиллерийских орудий. Уплотнительное устройство является конструкцией, обеспечивающей герметизацию рабочей жидкости в гидравлических устройствах.

Известно уплотнительное устройство для уплотнения штоков импульсных гидравлических аккумуляторов, работающих при высоких давлениях рабочей жидкости. Уплотнительное устройство содержит пакет уплотнительных колец с профилем в виде усеченного конуса. Установлено нажимное кольцо с внутренней полостью с возможностью сообщения последней с рабочим объемом импульсного гидравлического аккумулятора. (Патент RU №2153111, МПК F16J 15/18, опубл. 20.07.2000 г.).

Недостатками известной конструкции отсутствие компенсации износа и смазки трущихся подвижных частей устройства.

Известное уплотнительное устройство содержит два блока уплотнительных колец, выполненных по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса. Уплотнительные кольца выполнены неразрезными из эластомерного материала, а между блоками уплотнительных колец установлены пружины с возможностью обеспечения равномерного их поджатая. Основания внутренних конусных уплотнительных колец направлены в сторону высокого давления, а сами кольца установлены с возможностью перемещения для компенсации их износа. (Патент RU №2248484, МПК F16J 15/18, опубл. 20.03.2005 г.).

Недостатками известной конструкции являются сравнительно высокая стоимость и низкая технологичность изготовления эластомерных уплотнительных колец, отсутствие смазочного элемента, уплотнительное устройство не имеет приспособления для предотвращения попадания пыли и грязи в гидравлическое устройство через шток.

Известно уплотнительное устройство с авто компенсацией износа, которое содержит уплотнительный блок из двух наружных и одного внутреннего направляющих колец из фторопласта, выполненных по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса, на которые установлены уплотнительные полиуретановые кольца, а со стороны рабочей жидкости и перед нажимной шайбой установлены два блока тарельчатых пружин с упорными кольцами с возможностью обеспечения их равномерного поджатая, при этом между направляющими кольцами расположено резиновое кольцо с графитовой смазкой, а нажимная шайба выполнена с полиуретановым грязесъемником. (Патент RU №2680780, МПК F16J 15/56, опубл. 26.10.2018 г.).

Клин с малым углом подъема наружных и внутренних колец не обеспечивает быстрое расцепление колец, может быть заклинивание в процессе работы. Это приведет к интенсивному износу полиуретановых колец, имеющих малый запас на износ. Конструкция резинового кольца с графитовой смазкой взаимодействует только с внутренней поверхностью корпуса уплотнительного устройства и не находится в контакте с уплотняемой поверхностью штока. Кольца из фторопласта не рассчитаны на высокое давление и фрикционный разогрев, что обусловливает их большую остаточную деформацию.

Известно также уплотнительное устройство с автокомпенсацией износа, принятое за прототип, содержит направляющую втулку из полимерного материала и два блока уплотнительных колец, выполненных по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса. Уплотнительные кольца выполнены из полиуретана, а со стороны рабочей жидкости и между блоками уплотнительных колец установлены тарельчатые пружины для обеспечения равномерного поджатая уплотнительных колец. Основания внутренних конусных уплотнительных колец направлены в сторону, противоположную высокому давлению, а сами кольца установлены с возможностью перемещения под воздействием давления рабочей жидкости для надежного ее запирания во время работы. (Патент RU №2294473, МПК F16J 15/56, опубл. 27.02.2007 г.).

Недостаток устройства - сложная конструкция. Клин с малым углом подъема наружных и внутренних колец не обеспечивает быстрое расцепление колец, может быть заклинивание в процессе работы. Это приведет к интенсивному износу полиуретановых колец, имеющих малый запас на износ.

Технический результат достигается тем, что в уплотнительном устройстве, содержащем нажимное и упорные кольца, гидрозапор жидкости обеспечивается работой двух блоков уплотняющих полиуретановых колец с клиновидным профилем в сечении. В состав каждого уплотнительного блока входят наружное, внутреннее опорные кольца треугольного сечения и клинообразное в сечении нажимное кольцо, подпружиненные блоком колец с внутренней тарельчатой пружиной, которая другой стороной упирается в блок двух колец из твердосмазывающего материала, заключенных в дугообразных кольцах из тонкой пружинной стали, между которыми вставлена перегородка. Уплотнительное устройство поджато регулирующей гайкой с войлочным пылезащитным кольцом.

При выстреле импульсное возрастание давления жидкости передается на нажимное кольцо, блок уплотняющих полиуретановых колец, в результате чего нажимное полиуретановое кольцо клиновидного поперечного сечения прижимает наружное и внутреннее опорные полиуретановые кольца соответственно к внутренней поверхности корпуса уплотнительного устройства и уплотняемой поверхностью штока. Скольжение штока по поверхностям поджатых смазывающих колец снижает силу трения и фрикционный разогрев рабочих поверхностей. В зависимости от давления жидкости деформация пружинных колец вызывает соответствующее плавное прижатие опорных полиуретановых колец к уплотняемым поверхностям, обеспечивая требуемую герметизацию и возвратное движение колец.

Изобретение поясняется чертежом фиг. 1, на котором изображено самосмазывающееся уплотнительное устройство.

Самосмазывающееся уплотнительное устройство содержащее уплотнительный пакет, состоящий из двух блоков уплотняющих полиуретановых колец, нажимного 1 и упорного 13 колец, регулирующей гайки 15 с войлочным пылезащитным кольцом 14, отличающееся тем, что в состав каждого блока уплотняющих полиуретановых колец входят внутренне кольцо с двухсторонним боковым конусом 3, 11, опирающееся с одной стороны на два наружных кольца с внутренним конусом 2, 12, обжимающих его сверху и снизу, а с другой стороны поджатое кольцами тарельчатых пружин 4, 10, опирающихся на кольца 6 и 8, сопряженных с кольцеобразными наполнителями 16, 18 с твёрдосмазывающим материалом 17, выполненные из тонкой пружинной стали с перегородкой 7.

Работает самосмазывающееся уплотнительное устройство следующим образом. При выстреле импульсное возрастание давления жидкости передаётся на нажимное кольцо 1, блок уплотняющих полиуретановых колец 2, 3 и 11, 12, в результате чего нажимное полиуретановое кольцо 3 клиновидного поперечного сечения прижимает наружное и внутреннее 2 опорные полиуретановые кольца соответственно к внутренней поверхности корпуса уплотнительного устройства и уплотняемой поверхностью штока. Скольжение штока по поверхностям поджатых смазывающих колец 17 снижает силу трения и фрикционный разогрев рабочих поверхностей. В зависимости от давления жидкости деформация пружинных колец 5, 9 вызывает соответствующее плавное прижатие опорных полиуретановых колец к уплотняемым поверхностям, обеспечивая требуемую герметизацию и возвратное движение колец.

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к конструкциям противооткатных устройств артиллерийских орудий. Уплотнительное устройство является конструкцией, обеспечивающей герметизацию рабочей жидкости в гидравлических устройствах. Самосмазывающееся уплотнительное устройство содержит уплотнительный пакет, состоящий из двух блоков уплотняющих полиуретановых колец, нажимного и упорного колец, регулирующей гайки с войлочным пылезащитным кольцом. В состав каждого блока уплотняющих полиуретановых колец входят внутреннее кольцо с двухсторонним боковым конусом, опирающееся с одной стороны на два наружных кольца с внутренним конусом, обжимающих его сверху и снизу, а с другой стороны поджатое кольцами тарельчатых пружин, опирающихся на кольца, сопряженных с кольцеобразными наполнителями с твердосмазывающим материалом, выполненные из тонкой пружинной стали с перегородкой. Использование в качестве уплотнительного блока полиуретановых неразрезных колец, клиновидного типа равномерно поджатых пружинами, позволит повысить надежность работы уплотнительного устройства за счет поддержания необходимого контактного давления при различных условиях эксплуатации. Смазывание скользящих поверхностей штока твердой смазкой позволит значительно увеличить ресурс гидравлических устройств, устраняя тем самым утечки рабочей жидкости в процессе работы. Кроме того, использование термостойких полиуретановых уплотнительных элементов повышает термомеханические и эксплуатационные свойства уплотнения. 1 ил.

Самосмазывающееся уплотнительное устройство, содержащее уплотнительный пакет, состоящий из двух блоков уплотняющих полиуретановых колец, нажимного и упорного колец, регулирующей гайки с войлочным пылезащитным кольцом, отличающееся тем, что в состав каждого блока уплотняющих полиуретановых колец входят внутреннее кольцо с двухсторонним боковым конусом, опирающееся с одной стороны на два наружных кольца с внутренним конусом, обжимающих его сверху и снизу, а с другой стороны поджатое кольцами тарельчатых пружин, опирающихся на кольца, сопряженных с кольцеобразными наполнителями с твердосмазывающим материалом, выполненные из тонкой пружинной стали с перегородкой.