Уплотнительное устройство штока гидроагрегата с металлической самоуплотняющейся манжетой Советский патент 1985 года по МПК F16J15/08 

Изобретение относится к гидравлическому машиностроению, конкретнее к уплотнениям подвижных соединений штоков гидроагрегатов.

Цель изобретения - повышение ресурса работы устройства путем обеспечения радиальных перемеш.ений манжеты при радиальных биениях штока для уменьшения напряжений в усе, контактируюш.ем со штоком.

На чертеже представлена конструкция уплотнительного устройства, разрез.

Устройство состоит из неподвижного корпуса 1 с посадочным местом 2, в которое с зазором idi установлена манжета 3, поджатая упругим элементом 4, закрепленным в корпусе 1 посредством гайки 5, и подвижного штока (или ползуна) 6. Манжета 3 состоит из упругого уса 7 с уплотнительной поверхностью 8, обжимающего с необходимым натягом шток 6, и составного основания, включающего в себя металлическую часть 9 с равнорасположенными на внешней поверхности прорезями и вставку из антифрикционного материала 10. На вставке 10 предусмотрены кольцевой бурт 11 с уплотнительной поверхностью 12 и равнорасположенные по окружности с обоих торцов опорные выступы 13 и 14, обеспечивающие равенство давлений в полостях б и 6j. При этом выступание бурта 11 относительно торца вставки 10 несколько больше, чем выступание выступа 13. Вставка 10 герметично соединена с металлической частью основания 9, например, посредством пайки, приклейки и т. п. Упругий ус 7 снабжен кольцевым буртом 15, ограничивающим его деформацию Между основанием манжеты 3 и штоком 6 предусмотрен зазор аг- Шток 6 установлен в корпус 1 с зазорами aj и 34.

Устройство работает следующим образом.

На уплотнительных поверхностях 8 и 12 манжеты 3 предварительным отжатием упругого уса 7 и поджатием кольцевого бурта 11, выступающего несколько больше над торцом вставки 10, чем выступ 13 упругим элементом 4 создается требуемая величина контактного давления для обеспечения герметичности устройства при пневмоиспытаниях гидроагрегата в цеховых условиях

(например, гелием при пониженных давлениях 10 кгс/см).

При эксплуатации устройства контактное давление на уплотнительных поверхностях возрастает из-за эффекта самоуплотнения, обеспечиваемого упругим усом 7, и дополнительного поджатия бурта 11 равнодействующей силой от действия давления на кольцевую площадку, организованную разностью диаметров уплотнительных по верхностей 8 и 12.

При повышении давления среды до требуемого значения происходит срабатывание устройства, т. е. происходит перемещение штока б относительно уплотнительной

5 поверхности 8, на которую для уменьшения коэффициента трения нанесен слой антифрикционного покрытия, например фторопласта, меди, серебра и т. п.

При перемещении щтока 6 заклинивание его в корпусе 1 исключено благодаря наличию зазоров Cj и а В то же время наличие этих зазоров создает возможность радиальных биений (перемещений) щтока 6, например, от сил давления или гидравлических усилий в случае вращения внутри

5 штока 6 вала с динамическим биением (для случая использования устройства в стояночном уплотнении насоса). При радиальных перемещениях штока 6 выбирается зазор а между ним и основанием манжеты 3 и происходит перемещение с радиальным направлением манжеты 3 относительно корпуса 1 и упругого элемента 4.

Выполнение вставки 10 основания манжеты 3 из антифрикционного материала, например из меднографита, бронзографита, графита, пирографита и т. п., обеспечивает минимальный коэффициент трения между сопрягаемыми поверхностями вставки 10, с одной стороны, и корпуса 1 и упругого элемента 4, с другой. Кроме того для уменьшения усилия сдвига манжеты 3 в радиальQ ном направлении сопрягаемые поверхности опорных выступов 13 и 14 выполнены минимальными. Все это обеспечивает минимально необходимую величину усилия, необходимого для перемещения манжеты 3 в радиальном направлении, что, в свою очередь

5 позволяет уменьщить напряжения в упругом усе, а следовательно, увеличить ресурс работы устройства.

УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ШТОКА ГИДРОАГРЕГАТА С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ САМОУПЛОТНЯЮЩЕЙСЯ МАНЖЕТОЙ, включающее корпус с посадочным местом, аксиально подвижный шток, установленный с зазором относительно корпуса, и манжету, состоящую из основания и упругого уса, контактирующего. со штоком, отличающееся тем, что, с целью повышения ресурса работы устройства путем обеспечения радиальных перемещений манжеты при радиальных биениях штока, манжета установлена в посадочное место с радиальным зазором относительно корпуса и выполнена с составным основанием, наружная часть которого соединена герметично с остальной частью манжеты, выполнена из антифрикционного материала и снабжена на торце, взаимодействующем с посадочным местом, концентрично расположенными кольцевым уплотнительным буртом и опорными выступами, последние из которых расположены на большем диаметре, при этом в корпусе установлен упругий элемент, контактирующий с наружной частью основания манжеты и поджимаюший пос§ леднюю к торцу посадочного места. 2 5