Уплотнительное устройство

 

УГОЮТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус поршня, направляют щий и уплотняющий элементы, выполненные в одаой детали из KOMnosHUHotr ного материала на полимерной основе. -С%5,. 11 и упругий экспандер, установленные на корпусе поршня,. отличающее с я тем, что, с целью повышеНИН надежности за счет снижения потерь на трение и упрощения конструкции за счет придания уплотнительномх элементу функций направляющей детали , направляющий и уплотнякяций элементы выполнены в виде гладкой цилиндрической втулки, при этом часть втулки не менее половины ее длины установлена накорпусеПоршня с натягом 0,15 - 0,30 от диэметра поршня и выполняет функции направляющего элемента.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) (1)4 F 16 J 15 56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГЖУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3725152/25-08 . (22) 21.12.83 (46) 15.12.85. Бюл. У 46 (72) В.К.Машков, В.С.Зябликов и В.Ф.Стеблий (53) 62-762(088.8) (56) Патент ФРГ,И 1187872, кл. 47 1 22/50, 1958.

Житомирский В.К. Уплотнение. М.:

Машиностроение, 1964, с. 161, (54) (57) УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус поршня, направляющий и уппотняющий элементы, выпол. ненные в одной детали иэ компоэицион ного материала на полимерной основе, и упругий экспандер, установленные на корпусе поршня,, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет снижения потерь на трение и упрощения конструкции за счет придания уплотнительному элементу функций направляющей детали, направляющий и уплотняющий элементы выполнены в виде гладкой цилиндрической втулки, при этом часть втулки не менее половины ее длины установлена íà корпусе поршня с натягом 0,15 — 0,30 от диаметра поршня и выполняет функции направляющего элемента.

1198305

Изобретение относится к деталям

1 машин, в частности к уплотнениям возвратно-поступательно движущихся деталей и может быть использовано в иэделиях микрокриогенной техники. 5

Целью изобретения является повышение надежности за счет снижения потерь на трение.и упрощение конструкции за счет придания уплотнительному элементу функций направляющей детали.

На фиг,1 изображено уплотнительное устройство; на фиг.2 то же, ва- риант.

На корпусе поршня 1-(см.фиг.1) ус. танавливается гладкая тонкостенная цилиндрическая втулка 2. Часть втулки 2, охватывающая корпус поршня с натягом 0,15-0,30 от диаметра поршня образует направляющий элемент 3, а свободная часть втулки 2 образует уплотняющий элемент 4, кромки которого под действием упругого лепесткового экспандера 5, закрепленного винтом 6 и пружинной шайбой 7 в корпусе, прижимается к стенке цилиндра 8. Для повышения надежности соединения втул. ки с корпусом поршня на посадочной поверхности последнего могут быть выполнены канавки любой формы.

Конструкция поршня с уплотняющим 30 и направляющим элементами работает. следующим образом.

Газ, сжимаемый s надпоршневом пространстве (рабочем объеме), действует на свободную часть уплотняющего элемента 4 и прижимает его кромку к поверхности цилиндра 8, обеспечивая создание необходимого контактного давления для уплотнения зазора между поршнем и цилиндром.

13о втором варианте поршня с направляющим и уплотняющим элементами, в отличие от первого отсутствуют экспандер и детали его крепления.

Направляющий элемент 3 выполнен аналогично первому варианту, а .уп.лотняющий элемент 4 выполнен с конической наружной поверхностью так, что наибольший диаметр на конце элемента превышает диаметр рабочей поверхности цилиндра на величину предварительного натяга по уплотняющей кромке. Для увеличения жесткости уплотняющего элемента его внутренняя поверхность также выполнейа конической с вершиной конуса, направленной в сторону корпуса поршня, что обеспечивает увеличение толщины стенки уплотняющего элемента-манжеты у ее основания "не менее чем в 2 раза по сравнению с ее толщиной на конце манжеты у уплотняющей кромки.

Такая конструкция уплотняющего элемента обеспечивает предварительное прижатие уплотняющей кромки к поверхности цилиндра в период пуска машин, а при выходе на режимную работу пропорционально увеличению давления нагнетания увеличивается давление на внутреннюю поверхность манжеты и соответственно контактное давление на уплотняемую поверхность, обеспечивая герметичность уплотнения. При работе изделия и возвратнопоступательном движении поршня рабочее усилие от механизма движения передается поршню 1. Радиальная составляющая этого усилия воспринимается направляющим элементом 3, предотвращая нагружение уплотняющего элемента. Разгрузке уплотняющего элемента, снижению силы трения и уменьшению износа способствует также строго соосное расположение направляющего и уплотняющего элементов,. поскольку они выполнены заодно целое в виде одного тела вращения.

Проводились испытания, при которых на корпус поршня устанавливались втулки с различным натягом от

0,12 до 0,40 сопрягаемого диаметра (d) поршня. Установлено, что при натяге менее 0,15 d, усилие сдвига (усилие которое надо приложить вдоль оси деталей, чтобы снять втулку с поршня) мало (не более 5 кг)..

И такое соединение недостаточно надежно, а при натяге более 0,30 возможно разрушение втулки вследствие больших внутренних напряжений. При испытаниях разрушились все втулки при натяге 0,40.

На основании проведенных экспериментов можно утверждать, что положительный эффект достигается при установке втулки из композиционного материала на полимерной основе с натягом 0,15 — 0,30 от диаметра поршня.

Составитель И. Пащенко

Редактор М.Недолуженко Техред A.À÷

Корректор В.Синицкая

Ю Ф

Заказ 7706/37 Тирах 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, W-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4