Щелевое уплотнение Советский патент 1985 года по МПК F16J15/54 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано при уплотнении подвижных соединений гидравлических и пневматических устройств.

- Цель изобретения - повышение экономичности путем снижения требований к качеству уплотняемой поверхности.

На фиг. 1 показана схема гидроцилиндра с щелевыми уплотнениями; на фиг. 2 схема деформанди концентратора колебаний и пьезокерамического кольца.

Уплотнение состоит из уплотняемых от перетечек рабочей жидкости 1 корпуса 2 гидроцилиндра, штока 3 и поршня 4 .

В расточках 5 и 6 поршня 4 и корпуса 2 без зазора относительно уплотняемых поверхностей корпуса 2 и штока 3 с возможностью радиальной деформации установлены кольцеобразные концентраторы колебаний 7 и 8, выполненные П-образного профиля с уменьшающимися по направлению к уплотняемой поверхности боковыми сторонами 9 и 10. Концентраторы 7 и 8 изготовлены из материала с высоким модулем упругости например титана или стали.

Внутри концентратора 7 и 8 без зазора установлены пьезокерамические кольца 11 и 12 с радиальной поляризацией.

Полости 13 и 14, образованные внутренними поверхностями концентраторов 7 и 8, заполнены жидкостью, вязкость которой выше вязкости уплотняемой зкидкости 1 .

При возбуждении в пьезокерамических кольцах 11 и 12 высокочастотных колебаний с помощью переменного элект рического поля в результате обратного пьезозффекта происходит деформация пьезокерамических колец с частотой пе-. ременного доля в радиальном направ- лении. Деформация колец 1 1 и 12 приво-iдит к радиальной деформации колЪцёобразньк концентраторов 7 и 8. Благодаря переменной толщине боковьк сторон концентраторов 7 и 8 происходит увеличение амплитуды колебаний в местах контакта концентраторов 7 и 8 с уплотняемыми поверхностями корпуса 2 и штока 3. Деформирующиеся концентраторы периодически раскрьюают уплотняемый щелевой зазор. В эти моменты поршень 4 со штоком 3 становится свободно плавающим. Поскольку щелевые зазоры раскрываются с высокой частотой, то и моменты защемления поршня 4 и штока 3 кратковременны, и поршень 4 со штоком 3 будут перемещаться с малыми силами трения. Частоту колебаний концентраторов 7 и 8 выбирают выше собственной частоты колебаний уплотняемой рабочей жидкости.

Поэтому рабочая жидкость 1 не будет чувствовать колебаний концентраторов 7 и 8 и не будет успевать вытекать в периодически открывающиеся щелевые зазоры. Поскольку полости 13 и 14 концентраторов 7 и 8 заполнены вязкой жидкостью, собственная частота колебаний которой значительно ниже частоты колебаний пьезокерамических колец 11 и 12 и концентраторов 7 и 8, то указанная жидкость не будет чувствовать их деформации, а увеличение длины пьезокерамических колец 11 и 12 приведет к сжатию жидкости во внутренних полостях концентраторов. Вязкость этой жидкости выбирают такой, чтобы она не могла вытекать из-за возможных погрешностей выполнения беззазо рного соединения концентраторов 7 или 8 с уплотняемой поверхностью корпуса 2 или штока 3.

В результате вытекания рабочей жидкости 1 будет препятствовать щелевое уплотнение, воспринимаемое рабочей жидкостью 1 как отсутствие зазора и полость высокого давления, что и обеспечивает надежное уплотнение.

1. ЩЕЛЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее уплотняемые поверхности, уплотнительный элемент в виде пьезокерамического кольца с радиальной поляризагщей, уплотняемую среду, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения требований к качеству уплотняемых поверхностей, уплотнение снабжено кольцеобразным концентратором. колебаний, который установлен на одной из уплотняемых поверхностей без зазора относительно другой уплотняемой поверхности с возможностью радиального перемещения, причем концентратор вьтолнеи П-образного сечения с толщиной .боковых сторон, уменьшающейся ntf направлению к уплотняемой поверхности, а пьезокерамическое кольцо установлено концентрично концентратору, одной цилиндрической стороной контактируя с последним, а другая цилиндрическая сторона расположена со ;тороны уплотняемой поверх - ш ности. 2. Уплотнение по п. 1, отлиСЯ чающееся тем, что, с целью повышения герметичности, полость между внутренней поверхностью концентратора и уплотняемой поверхностью заполнена жидкостью, вязкость которой вьше вязкости уплотняемой среды. ч Од N) ||