Контактное радиальное уплотнение Советский патент 1992 года по МПК F16J15/32 

Изобретение относится к уплотнигель- ной технике и может быть использовано для уплотнения насосов высокого давления, предназначенных для работы с загрязненными жидкостями.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнения при работе с уплотняемой средой высокого давления с абразивными включениями.

На чертеже приведено предлагаемое устройство.

Уплотнение цилиндра 1 насоса (или насоса двойного действия) относительно плунжера 2 содержит два пакета 3, 4 манжет, обращенные друг к другу, сантиэкструзион- ными элементами (манжетами 5, 6), выполненными из металла, манжеты выполнены из малофрикционной пластмассы, например капролона.

Между пакетами манжет установлен промежуточный элемент - кольцо 7 симмет- ричного сечения из упругоэластичного материала, например, резины. Уплотнение с обеих сторон заключено между нажимными кольцами 8, 9 с коническими торцовыми поверхностями.

Поверхности кольца 7 и манжет пакетов 3, 4, обращенные друг к другу, совпадают так, что допускают беззазорную установку их.

Перетечка среды и изнашивание уплотнения взаимосвязаны и обусловлены тем, что при движении плунжера 2 с относительно высокой скоростью вследствие действия гидродинамических сил между трущимися поверхностями (уплотнение - плунжер) возникает слой рабочей среды, который отжимает уплотнение от плунжера. Этот слой

О

о

ГО

рабочей среды обуславливает перетечку среды, и следовательно, проникновение частиц загрязнения под уплотнение, которые, в свою очередь, увеличивают перетечку среды и изнашивание его,

Уплотнение работает в условиях переменного давления, поэтому оно содержит промежуточный элемент из упругоэластич- ного материала, кольцо Т, который наиболее полно отвечает условиям работы при низком давлении, а также элементы из других материалов (манжеты 5, 6), которые отвечают за качество уплотнения при высоком давлении.

Характерной особенностью уплотнения является изменяемость объема уплотнения при изменении рабочего давления, что обусловлено наличием двух пакетов манжет 3, 4, упругоэластичного кольца 7. С ростом давления происходит перемещение эле- ментов уплотнения, при этом уменьшается объем, занимаемый ими, и увеличивается давление контакта пакета манжет 3,4с уплотняемыми поверхностями плунжера 2 и канавки цилиндра 1.

Рабочая среда не поступает за манжет ы уплотнения, так как давление среды, воздействуя на один пакет манжет, например 5, передвигает уплотнение в соответствии с ростом давления (при этом кольцо 7 прояв- ляет функцию поршня), в результате чего и второй пакет 4 поджимается к кольцу 7.

Пакеты 3, 4 манжет уменьшают радиальные зазоры с уплотняемыми поверхностями, плунжера 2 и канавки цилиндра 1, что препятствует перетечке жидкости.

На манжетах образуется градиент давления. Это уменьшает перепад давления на кольце 7, что улучшает условия его работы. Нагруженный узел уплотнения при незначи- тельных рабочих переносах среды имеет не- значительные радиальные зазоры, что обеспечивает хорошую грязезащищен- ность уплотнения.

Применение кольца 7 существенно уменьшает перетечки жидкости в работе из- за хорошей прилагаемое™ его к уплотняемой поверхности, что также положительно влияет на грязезащищенность, т.к. существенно уменьшает поток среды, переносящей загрязнения.

При разрежении в рабочей полости на уплотнении возникает перепад давления, что связано с возможностью перетечки среды (как правило загрязненной) в сторону рабочей полости. Ввиду своей симметричности уплотнение успешно противостоит и этому источнику загрязнения.

Уплотнение может работать в условиях, где обычно работают односторонние уплотнения, так и в условиях, где требуются двухсторонние уплотнения, например, в насосах двойного действия. При снижении давления происходит разгружение уплотнения. В это время при еще высоком давлении (начало разгрузки) сохраняются малые зазоры (нулевые). Они увеличиваются с падением давления, но при этом уменьшается градиент давления и поэтому сохраняется способность уплотнения противостоять проникновению абразивных частиц. Изменяемость объема уплотнения способствует сохранению жидкости в нем в качестве смазки при возвратно - поступательном движении.

Формула изобретения

Контактное радиальное уплотнение, содержащее два пакета манжет с экструзион- ными кольцами, взаимодействующих с промежуточным элементом симметричного сечения, размещенных в канавке на одной из уплотняемых поверхностей, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения при работе с уплотняемой средой высокого давления с абразивными включениями, оно снабжено нажимными элементами в виде колец с коническими торцевыми поверхностями, поджимающими с двух сторон пакет манжет к промежуточному элементу, который выполнен в виде кольца с коническими рабочими кромками, взаимодействующими с противоположными уплотняемыми поверхностями канавки и уплотняемого элемента, направленными в противоположные стороны, и с ответными поверхностями под манжеты, при этом промежуточный элемент выполнен из упругоэластичного материала, а манжеты - из антифрикционной пластмассы.

J 58

Изобретение позволяет повысить надежность контактного радиального уплотнения насоса при работе с уплотняемой средой высокого давления с абразивными включениями. Два пакета 3, 4 манжет 56с экструзионными кольцами взаимодействуют с промежуточным элементом симметричного сечения и размещены в канавке на одной из уплотняемых поверхностей. Промежуточный элемент выполнен в виде кольца 7 с коническими рабочими кромками, взаимодействующими с противоположными уплотняемыми поверхностями канавки и уплотняемого элемента, направленными в противоположные стороны, и с ответными поверхностями под манжеты 5, 6. Кольцо 7 выполнено из упругоэластичного материала, манжето 5, 6 - из антифрикционной пластмассы. При падении давпения увеличиваются зазоры, но при этом уменьшается градиент давления и поэтому сохраняется способность уплотнения противостоять проникновению абразивных частиц. 1 ил.