Уплотнение поршня Советский патент 1987 года по МПК F16J15/54 

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в гидравлических системах нривода рабочего оборудования строительных и дорожных машин. Цель изобретения новышение надежности уплотнения нор1ння за счет предохранения опорной новерхности норшня и ун- лотняюшей манжеты от загрязнений, а также уменьшения утечек и растягивающих напряжений на ее рабочих кромках. На чертеже изображено уплотнение поршня, продольный разрез.

Установленное в цилиндре 1 и закрепленное на штоке 2 уплотнение норшня 3 содержит со стороны поршневой нолости 4 унлотнительный узел включаюш,ий расположенную в гнезде 5 у11лот}1яюпдую манжету 6 и разжимную втулку 7, установленную с возможностью осевого перемещения вместе со щтоком 2 и взаимодействующую с манжетой 6, а посредством пружины 8 взаимодействующую с поршнем 3. Со стороны штоковой полости 9 сим.метрично поршню 3 установлен аналогичный дополнительный унлотнительный узел, содержащий установленную Fi гнезде 10 уплотняющую 11, разжимную втулку 12 и пружину 13. Разжимные втулки 7 и 12 жестко закренлены на щтоке 2, а между ними с возможностью осевого перемещения по штоку 2 установлен норщень 3, унлотненный в месте соединения со штоком 2 резиновым кольцом 14. Внутренний новерхности (дно) 15 гнезд 5 и 10 выполнены коническими и расположены .меньшими основаниями конусов к разжимным втулкам 7 и 12, на концах 16 которых выполнены специальные фасонные нроточки 17, поверхности которых входят в зацепление с рабочими кромками манжет, имеющих ответную специальным фасонным проточкам 17 конфигурацию рабочих кромок. В нор1нне 3 выполнены каналы 18, сообщающие поршневую 4 и щтоковую 9 нолости с полостями между гнездами 5 и 10 со стороны опорных иоверхностей 19 соответствующих манжет.

Уплотнение поршня работает следующим образом.

При отсутствии или равенстве давления рабочей жидкости в поршневой 4 и штоковой 9 уплотняемых полостях, поршень посредством пружин 8 и 13 устанавливается нодвижно в среднее положение между разжимными втулками 7 и 12. При этом опорные поверхности 19 уплотняющих манжет 6 и 11 не прижаты к нор1пню 3, а их рабочие кромки расположены на конических поверхностях 15 гнезд 5 и iO. При это.м натяг, а следовательно, и напряжения в материале манжет значительно ниже, чем при установке в обычном гнезде. Опорные новерхности 19 омываются рабочей жидкостью и охлаждаются. При равенстве давлений в уплотняемых

полостях 4 и 9 неретечки рабочей жидкости из полости в полость отсутствуют. При наличии или большей величине давления рабочей жидкости в поршневой нолостн 4 но сравнению со штоковой полостью 9, поршень 3 под действием перепада давления перемещается влево (но чертежу), сжимает пружину 13, упирается в разжимную втулку 12 и, преодолевая полезное усилие, приложенное к што ку 2, перемещается вместе со щтоком 2 влево (по чертежу). При этом уплотняющая манжета И, находясь в зацеплении с новерхностью фасонных проточек 17 с разжимной втулкой 12, вытесняет рабочую

г жидкость из гнезда 10 через канал 18 и прижимается своей опорной поверхностью 19 к поршню 3. При этом происходит диаметральный натяг манжеты 11 по внутренней поверхности 15 гнезда 10 и плотный нрижим рабочих кромок манжеты 11

0 с помощью разжимной втулки 12 к уплотняемой поверхности цилиндра 1 и внутренней поверхности 15 гнезда 10. Во время движения норшня 3 со штоком 2 рабочие кро.мки уплотняющей манжеты 11 препятствуют образованию гидродинамического давления в зазоре между порщне.м 3 и цилиндром 1 и попаданию в этот зазор абразивных загрязнений, что в свою очередь значительно у.меньшает утечку рабочей жидкости и повышает долговечность уп0 лотнительного узла. Одновременно пружина 8 разжимается, уплотняющая манжета 6, находясь в зацеплении с разжимной втулкой 7, остается неподвижной относительно поршня 3 и но мере продвижения последнего влево ее диаметральный натяг по коничесг кой поверхности 15 гнезда 5 уменьшается. Канал 18 при этом устраняет воз.можность образования вакуума в полости гнезда 5, препятствующего перемещению поршня 3, и разгружает уплотняющую .манжету 6 от давления рабочей жидкости в уплотняемой по0 л ост и 4.

При наличии или большей величине давления рабочей жидкости в штоковой полости 9 по сравнению с поршневой

полостью 4, поршень 3 под действием перепада давления перемещается вправо (по чертежу) и процесс его уплотнения протекает аналогично выше описанному. При малых величинах полезного усилия на штоке, соразмерных с усилием трения поршня 3 о цилиндр 1 и уплотняющие манжеты 6 и 11 и усилием сжатия пружин 8 и 13, поршень 3 может перемещаться со штоком 2, находясь в среднем положении между разжимными втулками 7 и 12. При этом обеспечивается уменьшение уси5 . 1ИЙ трения уплотняющих манжет 6 и 11 за счет их меньщего натяга об уплотняемую поверхность цилиндра 1, что в свою очередь способствует уменьшению тепловы0

делений и повышению долговечности материала манжет.

Формула изобретения

1. Уплотнение поршня, включающее шток, расположенную со стороны поршневой полости в гнезде поршня уплотняюш,ую манжету, разжимную втулку, установленную с возможностью взаимодействия с указанной манжетой посредством пружины с поршнем, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения за счет предохранения опорной поверхности поршня и уплотняюшей манжеты со стороны штоко- вой полости оно дополнительно снабжено уплотняюш,ей манжетой, разжимной втулкой и пружиной, расположенными симметрично аналогичным элементам, при этом разжимные втулки жестко закреплены на штоке, а поршень размещен на штоке с возможностью осевого перемещения и уплотнен по штоку резиновым кольцом.

2.Уплотнение по п. I, отличающееся тем, что поверхности дна гнезд выполнены коническими и расположены меньшими основаниями конусов к разжимным втулкам, а на концах разжимных втулок выполнены проточки, поверхностями которых образованы зацепления с рабочими кромками уплотняющих манжет.

3.Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что между торцовыми поверхностями гнезд в поршне и опорными поверхностями соот ветствующих манжет образованы полости, а в разжимных втулках и поршне выполнены каналы, посредством которых сообщены уплотняемые полости с упомянутыми.

Изобретение относится к области .машиностроения для преимундественного использования в гидравлических систе.мах нрн- вода рабочего оборудования строительных и дорожных машин и позволяет повысить надежность уплотнений. В цилиндре I расположен П1ток 2, на котором с возможностью осевого неремеш.ения установлен уплотненный кольцо.м 14 поршень 3, распо3 / I2l6f7jf ложенныи .между жестко закрепленными па nJTOKe 2 разжи.мными втулками 7 и 12 .и взаимодействующий с ними посредством пружин 8 и 13. В гнездах 5 и 10 пори1пя 3 расположены уплотняюндие манжеты 6 и 11, закрепленные с помопхью поверхностей проточек 17 на концах разжи.м- ных втулок 7 и 12. Внутренние поверхности 15 уплотпительпых гнезд 5 и 10 выполпепы коническими, а в поршне 3 выполнены каналы 18, сообпдаюшие уплотняемые полости 4 и 9 с гнездами 5 и 10 со стороны опорных поверхностей 19 соответствующих .манжет. Во время движения поршня 3 рабочие кромки уплотняющей манжеты 11 препятствуют образованию гидродинамического давления в зазоре между nopuJHCM и цилиндром 1 и попаданию в него абразивных загрязнений. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (/ W JJ 00 ел ьо со