Пылезащитное уплотнение штока Советский патент 1981 года по МПК F16J15/32 

(54) ПЫЛЕЗАЩИТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ШТОКА

«

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к устройствам, предназначенным для предотвращения попадания абразивной пыли из внешней среды во внутреннюю полость гидроцилиндров, и может быть использовано в любой отрасли техники, преимущественно в условиях щахт.

Известно очистительное устройство гидростоек, выполнеинде в виде сплощного кольца из эластичного материала (резин или податливых пластмасс) со скребковой кромкой, которое монтируется в закрытую канавку корпуса 1.

Недостаток устройства заключается в низкой герметизирующей способности .по отношению к пы певой (твердой) абразивной среде за счет высокой податливости материала чистильщика и, как следствие, высокой податливости уплотняемого- стыка в целом, заштыбовке пространства между корпусом и щтоком абразивом, оказывающим изнашивающее воздействие на поверхность штока во время работы гидроцилиндра.

Известно также очистительное устройство, смонтированное в полуоткрытую канавку корпуса, при этом скребковая .часть

(пластмассовое кольцо) вынесена за торцовую часть корпуса цилиндра {2}..

Недостатком устройства является сложность конструкции за счет необходимости ее изготовления из двух видов материалов.

Известно пылезащитное уплотнение штока, смонтированное в полуоткрытой канавке корпуса и выполненное из одного материала - упруго-жесткого материала типа пластмассы - в виде скребковой кромки, соединенной перпендикулярной перемычкой с установочным кольцом, а установоч10ное кольцо выполнено U-образной формы. Такое решение исключает сложность конструкции. Радиальная упругость создается собственно скребковой кромкой, расположенной консоЛьно относительно установочS ного кольца, а сборка уплотнения и посадка его в канавку достигается формой установочного кольца (3.

Недостаток конструкции - повышенные осевые габариты, уплотнения и недостаточная радиальная упругость уплотнения при

20 высоких биениях штоков.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уп.лотнение.

исключающее недостатки, связанные с повышенными осевыми габаритами и недостаточной радиальной упругостью, в котором скребковая кромка расположена концентрично установочному кольцу, а перемычка выполнена наклонной, соединяющей переднюю часть установочного кольца с задней частью скребковой кромки 3.

К недостатку конструкции относится невысокая герметизирующая способность в условиях герметизации абразивной среды повышенной твердости. Это связано с тем, что за счет обеспечения высокой радиальной ynpyrocfH уплотнения снимается контактная жесткость уплотняемого стыка, что в свою очередь ведет к снижению герметичности при воздействии твердых абразивных частиц.

В общем случае для герметизации абразивных сред повышенной твердости в -условиях значительных биений щтоков в уплотнении необходимо обеспечить высокую контактную жесткость уплотняемого стыка превьциающую твердость абразивных частиц, высокую радиальную упругость уплотнения, превышающую величину биения штоков, высокую осевую жесткость уплотнения.

Цель изобретения - повышение герметизирующей способности при герметизации абразивных сред повышенной твердости в условиях значительных биений и перекосов, штоков, а также повышение радиальной упругости уплотнения и компенсации старения его материала.

Указанная цель достигается тем, что скребковая кромка и наклонная перемычка выполнены в продольном сечении конусными, причем конус скребковой кромки сужается в сторону, противоположную от абразивной внешней среды с толщиной скреб. ковой кромки в месте контакта со штоком большей ее толщины в месте соединения с ;|аклонной перемычкой, а наклонная перемычка расширяется от установочного кольца к скребковой кромке с толщиной наклонной перемычки в месте ее соединения со скребковой кромкой большей толщины в месте ее соединения с установочным кольцом.

Кроме того, полость между установочным кольцом и наклонной перемычкой снабжена упругим элементом, например резиновым кольцом, установленным с натягом по внутренней поверхности установочного кольца и наклонной перемычки, упертым в заднее дно канавки корпуса.

Выполнение скребковой кромки и наклонной перемычки в сечении конусными, приводит к одновременному обеспечению повышенной контактной жесткости за счет достаточно высокой толщины скребковой кромки в месте контакта со штоком н значительной радиальной упругости за счет того, что биения и перекосы штоков будут восприниматься более тонкими «корневыми частями

сечения скребковой кромки в месте ее соединении с наклонной поремычкой и наклонной перемычкой в месте ее контакта с установочным кольцом. При этом жесткий фрикциониый стык уплотнения не воспринимает биения и перекосы HITOKOB, т. е. постоянно обеспечивается жесткий контакт между уплотнитеяьной поверхностью скребковой кромки и штоком. Достаточно жесткий уплотняемый стык обеспечивает герметичность к абразивной среде повышенной твердости, при этом радиальная упругость за счет податливых «корневых сечений малой толщины скребковой кромки и наклонной перемычки обеспечивает работоспособность при повышенных биениях njTOKOB.

Использование упругого элемента позволит дополнителыво повысить радиальную упругость уплотнения, за счет того, что оно игрг1ет роль демпфера, компенсируя старение материала уплотнения, а также износ

скребковой кромки.

На фиг. I изображено пылезащитное уплотнение штока, общий вид; разрез; на фиг. 2 - вариант выполнения уплотнения. Пылезащитное уплотнение штока выполнено из упруго-жесткого материала типа

пластмассы (гюлиамид 610) и смонтировано 1 полузакрытую канавку I корпуса 2. Пылезащитное уплотнение состоит из установочного кольца 3, скребковой кромки 4 и наклонной перемычки 5, которая соединяет переднюю часть б установочного коль. ца 3 с задней частью 7 скребковой кромки 4. Скребковая кромка 4 и наклонная перемычка 5 выполнены конусными с углами соответственно J. и уЗ, причем oL скребковой кромки 4 сужается в сторону, противоположную от абразивной внешней среды, так, что толщина HI скребковой кромки 4 в месте ее контакта со штоком 8 больше толщины Нг Е месте ее соединения со скребковой кромкой 4. Наклонная перемычка 5 расширяется с углом конуса у от установочного

кольца 3 к скребковой кромке 4 так, что толщина Нз наклонной перемычки 5 в месте ее соединения со скребковой кромкой 4 больше ее толщины Н4 в месте ее соединения с установочным кольцом 3.

Возможна установка в полость 9 между установочным кольцом 3 и наклонной перемычкой 5 упругого элемента 10 (например, резинового кольца круглого сечения) с натягом по внутренним поверхностям 11 и 12 соответственно установочного кольца 3 и

наклонной перемычки 5 и упертым в зад-, нее дно 13 кайавки I корпуса 2.

Уплотнение работает следующим образом.

При движении штока 8 жесткий уплотняемый стык, образуемый скребковой кромкой 4 и штоком 8, герметизирует внутреннюю полость узла от проникновения, внешней твердой абразивной среды. Биения и 58 радиальные гюрскосы штока 8 воспринимаются тонкими сечениями Иг и N4 соответственно скребковой кромки 4 и наклонной перемычки 5, при этом уплотнительный стык между скребковой кромкой 4 и штоком 8 не воспринимает данные отклонения штока 8, обеспечивая постоянный жесткий контакт. При использовании упругого элемента 10 радиальная упругость уплотнения дополнительно повышается за счет того, что данное упругое кольцо играет роль демпфе ра, компенсируя старение материала уплотнения (пластмассы), а также износ скребковой кромки 4. Использование изобретения позволит надежно герметизировать виутренние полости машин по отношению к внешней абразивной среде в условиях повышенной твердости абразива и значительных перекосах штоков, например, в условиях работы гидроцилиндров и гидродомкратов горных машин. Формула изобретения . Пылезащитное уплотиение штока, выполненное из упруго-жесткого материала, смонтированное в полузакрытой канавке корпуса и содержащее установочное кольцо. скребковую кромку, расположенную концентрично установочному кольцу, и наклонную перемычку, соединяющую переднюю установочного кольца с задней частью скребковой кромки, отличающееся тем, что, с целью повыщения герметичности по от5ношению к внешней абразивной среде повышенной твердости при значительных биениях и перекосах штоков, скребковая кромка и наклонная перемычка выполнены в продольном сечении конусными, этом конус скребковой кромки выполнен сужающимся в сторону, противоположную от абразивной внешней среды с толщиной скребковой кромки в месте контакта со штоком большей ее ширины в месте ее соединения с наклонной перемычкой, а наклонная перемычка выполиена расширяющейся от установочного кольца к скребковой кромке с толщиной наклонной перемычки в месте ее соединения со скребковой кромкой большей ее толщины в месте соединения с установочным кольцом. 2. Уплотнение по п.- I, отличающееся тем, что, с целью повышения радиальной упругости уплотнения и компенсации старения его материала, полость между установочным кольцом и наклонной перемычкой снабжена упругим элементом, установленным с натягом по внутренней поверхности установочного кольца и наклонной перемычки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Сорокин Б. И. Уплотнительные устройства горных машин и комплексов. М., «Недра, 1%9, с. 62-63, рис. 41-42. 2. Патент Франции № 2229902, кл. F 17J 15/32, опублик. 1977. 3. Патент США № 3782736, кл. 277-42, опублик. 1974.