Щелевое уплотнительное устройство Советский патент 1987 года по МПК F16J15/54 

изобретение относится к уплотни- тельной технике, в частности к устройствам для герметизации соединений возвратно-поступательного или вращательного движения.

Цель изобретения - повьппение герметичности при неосесимметричном .нагружении за счет обеспечения пропорциональности интенсивности образующейся в зазоре бегущей волны противодавления величине уплотняемого зазора.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Щелевое уплотнительное устройство содержит подвижную 1 и неподвижную 2 уплотняемые детали, датчики 3 величины зазора 4 и линию 5 обратной связи. В неподвижной уплотняемой детали 2 установлена упругая оболочка 6 с посаженными на нее с натягом многосегментными пьезокерамическими кольцами 7, которые попеременно подключаются к источнику 8 питания так, что вектор распространения волновой деформации направлен против направления утечки герметизируемой жидкости в зазоре 4. Датчики 3 величины зазора 4 через линию 5 обратной связи подключены к устройству 9 регулирования напряжения питания сегмен- тов пьезокерамических колец 7, соответствующих по направлению датчикам 3.

Щелевое уплотнительное устройство работает следующим образом.

Герметизируемая Жидкость под воздействием высокого давления проникает через зазор 4 между поверхностью подвижной уплотняемой детали 1 и упругой цилиндрической оболочкой 6. Величина утечки при этом зависит от Толщины и длины зазора, диаметра уп- лотнительного соединения, свойств и давления герметизируемой жидкости. При осесиммтеричном нагружении толщина зазора 4 одинакова по всему периметру. Датчики 3 вырабатывают сигналы, пропорциональные толщине зазора 4, которые через устройство 9 регулирования напряжения питания подаются на источник 8 питания. Напряжение питания из выхода последнего попеременно подключается к многосегментным пьезокерамическим кольцам 7, посаженньш с гитягом на упругую цилийдрическую оболочку 6, которыа

5

0

5

0

5

0

5

0

5

поочередно деформируются так, что вектор распространения волновой деформации направлен против направ- ления утечки герметизируемой жидкости.

При этом на все сегменты каждого пьезокерамического кольца 7 подается одинаковое напряжение питания, и в блоке пьезокерамических колец 7 возникает осесимметричная деформация типа бегущей волны, направление которой противоположно направлению утечки. Эта волновая деформация через упругую цилиндрическую оболочку 6 передается жидкости в зазоре 4, где при этом возникают нагнетающие силы с направлением, противоположным направлению утечки, препятствующие протеканию герметизируемой жидкости через зазор 4 и ограничивающие величину утечки.

При воздействии на уплотнительное соединение неосесимметричных нагрузок уплотняемые детали 1 и 2 перемещаются одна относительно другой, и величина зазора 4 по периметру становится неодинаковой, что приводит к резкому увеличению утечки герметизируемой жидкости.

Датчики 3 вырабатывают сигналы, пропорциональные толщине зазора 4, которые через устройство 9 регулирования напряжения питания и источник 8 питания изменяют амплитуду напряжения питания отдельных сегментов пьезокерамических колец 7. При этом на каждый сегмент расположенных по о кружности пьезокерамических колец 7 попеременно подается напряжения питания, пропорциональное величине зазора 4 в соответствующем по направлению радиальном сечении. Тем самым в каждом сечении по периметру зазора 4 создается волновая деформация, вектор распространения которой направлен против направления утечки герметизируемой жидкости, а амплитуда деформации пропорциональна толщине зазора 4,Этим достигается увеличение нагнетающих сил, препятствующих утечке герметизируемой жидкости, в зонах периметра, в которых толщина зазора увеличена, и существенное повьшение герметичности при неосесимметричном нагружении уплотнительного .;соедине- ния. Кроме/того, щелевое уплотнительное устройство предлагаемой конструкции позволяет повысить герметичность

уплотнительных соединений с зазором неравномерной по периметру толщины, образовавшимся в результате погрешностей изготовления или износа уплотнительных поверхностей.

Формула изобретения

Щелевое уплотнительное устройство содержащее расположенный между неподвижной и подвижной уплотняемыми деталями генератор волновой деформации с набором пьезокерамических колец, попеременно подключаемых к источнику питания, датчики величины

зазора и линию обратной связи, о т л и чающееся тем,-что, с целью повышения герметичности при неосесим- метричном нагружении, генератор волновой деформации выполнен в виде установленной в неподвижной уплотняемой детали и охватывающей поверхность подвижной уплотняемой детали упругой оболочки, на которой установлены с натягом вьшолненные многосегментными пьезокерамические кольца, при этом устройство снабжено средством регулирования напряжения питания сегментов, соединенным линией обратной связи с датчиками величины зазора.

Редактор И.Горная

Составитель Г.Щуренко

Техред И.Попович Корректор,А.Тяско

Заказ 7624/39 Тираж 811Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Й/г.2

Изобретение относится к уплот- нительной технике. Цель изобретения - повьппение герметичности при неосе- симметричном нагружении за счет обеспечения пропорциональности интенсивности бегущей волны противодавления величине уплотняемого зазора. Щелевое уплотнительное устройство содержит подвижную и неподвижную уплотняемые детали 1 и 2, генератор волновой деформации в виде установленной в неподвижной уплотняемой детали и охватывающей поверхность подвижной уплотняемой детали упругой оболочки 6, на которой с натягом установлены многосегментные пьезо- кераьшческие кольца 7, попеременно подключаемые к источнику питания 8, средство регулирования напряжения питания сегментов, которое соединено линией обратной связи с датчикам 3 величины зазора. В уплотняемом зазоре создается бегущая волна радиальной деформации, направленная против направле{п1Я утечки, за счет которой в зазоре создаются нагнетающие силы противодавления, препятствующие протечке герметизируемой среды, причем интенсивность волны противодавления пропорциональна величине уплотняемого зазора. -2 ил. с S е N9 t Од