Уплотнительное устройство подвижного штока

(19) (1 И Ь 3 15/ ГОСУДАРСТВЕННПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ИТЕТ СССР Й ИОТНРЫТИ ОБРЕТЕНИ САН И(54)(57) 1. УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПОДВИЖНОГОШТОКА содержащее корпус, размещенный в нем уплотнвтельныйэлемент в форме полутора, внутренняя полость которого сообщена с полостью высокого давления, и поджимнойэлемент, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью обеспечения герме тичности при высоких давлениях и возБюл, Ю 20нов, Е, М. Матвеев и и. 1, о ттем, что, с рметичности при рмоциклирования, орце упругой отбортовка с ой поверхностью АВТОРСКОМУ СВ можности регулирования контактного давления на уплотнительной поверхности без демонтажа уплотнительного устройства, уплотнительный элемент выполнен в виде тонкостенной упругой металлической оболочки с отборт кой, выполненной с зазором относительно корпуса, а поджимной элемент выполнен в виде нажимной втулки, ко тактирующей с торцовой поверхностью отбортовки с возможностью осевого перемещения и фиксации.2, Устройство пол и ч а ю щ е е с яцелью обеспечения геработе в условиях тена противоположном тоболочки выполненауплотнительной торовпо корпусу,30206Изобретение относится к умотнительной технике, в частности . кподвижным уплотнениям штоков;гидроагрегатов или уплотнениям разногорода ползунов с возвратно-поступательным движением относительно корпусов агрегатов.Известно уплотнительное устройство, содержащее уплотнительный элемент, выполненный в виде Н-образной 10металлической манжеты с упругимиусай, поджимаемый к уплотнительнымповерхностям поджимным элементом,выполненным в,виде последовательнорасположенных колец, втулок и пружин Г 13,Недостатком этого устройства является наличие большого числа поджимных деталей, в том числе пружин,что снижает надежность работы устройства и увеличивает его габариты. Кроме того, контактное усилие на уплотнительных поверхностях при использовании Ч-образной манжеты в зна чительной степени зависит от давления рабочей среды: при повышении давления это усилие увеличивается, при- чем момент страгивания штока может измениться до недопустимых значений. Величина контактного усилия науплотнительных поверхностях в собранных агрегатах колеблется в некотором интервале в зависимости от характеристик пружин и допусков на35 изготовление посадочного гнезда и деталей устройства Ве гулирования контактного усилия для получения определенной требуемой величины при износе уплотнения конструкция обеспечить не может.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является уплотнительное устройство подвижного што 45 ка, содержащее корпус, размещенный в нем уплотнительный элемент в фор-, ме, полутора, внутренняя полость которого сообщена с полостью высокого давления, и поджимной элемент 2.,Однако такое решение не обеспечивает работоспособности уплотнения при высоких давлениях уплотняемой среды иэ-за больших деформаций оболочки, особенно ее плоских стенок. и при криогенных и повышенных температурах, так как при низких температурах такой материал стеклуется и перестает быть упругим, а верхнее значение 3рабочих температур составляет 20300 С.Кроме того, не обеспечивается возможность использования такого решениядля уплотнения подвижных штоков присколько-нибудь высоких давлениях среды, так как.поджатие уплотнительногоэлемента осуществляется посредствомспиральной пружины, а также давле-,нием рабочей среды. Т, е., при такойконструкции оболочки усилие сдвигаштока зависит от давления среды и является нестабильным.Помимо этого, не обеспечивается возможность регулировки контактного давления на уплотнительной поверхностиоболочки, сопрягаемой со штоком, непосредственно при сборке гидроагрегата без перемонтажа уплотнителъногоустройства. Изменение величины контактного усилия на этой поверхностивозможно только путем замены спиральной пружины, что может быть осуществлено при демонтаже оболочки из устройства,Величину контактного усилия науплотнительной поверхности, сопрягаемой с корпусом, при такой конструкции уплотнительного элемента невозможно регулировать вообще,Цель изобретения - обеспечениегерметичности при высоких давленияхи возможности регулирования контактного давления на уплотнительной поверхности без демонтажа уплотнительнаго устройства,Указанная цель достигается тем,что в уплотнительном устройстве подвижного штока, содержащем корпус, размещенный в нем уплотнительныйэлемент в Форме полутора, внутренняяполость которого сообщена с полостью высокого давления и поджимной элемент, уплотнительный элементвыполнен в виде тонкостенной упругойметаллической оболочки с отбортовкой, выполненной с зазором относительно корпуса, а поджимной элементвыполнен в виде нажимной втулки, контактирующей с торцовой поверхностьюотбортовки с возможностью осевогоперемещения и фиксации,Кроме того, с целью обеспечения герметичности при работе в ус-.ловиях термоциклирования на противоположном торце упругой оболочки может быть. выполнена отбортовка с уплотнительной торовой поверхностью покорпусу.3 10206На фиг, 1 схематически изображено уплотнительное устройство подвижного штока; на фиг, 2 - поджимноеустройство, вариант выполнения.Устройство состоит из корпуса 1,штока 2 с возвратно-поступательнымперемещением относительно корпуса 1,поджимного кольца 3, реэьбовой втулки 4, имеющих свободу перемещения.вдоль оси устройства, и уплотнитель Оной детали, состоящей иэ кольцевойупругой тонкостенной оболочки,5,имеющей в сечении форму тора, с отверстиями 6 на половине оболочки,обращенной к рабочей среде с высоким 15. давлением,и с отбортовками 7 и 8. Навнутренней поверхности оболочки 5 ина отбортовке 8; сопряженной с корпусом 1, выполнены уплотнительныеповерхности 9 и 10, покрытые мягкимматериалом, например медью , серебром, фторопластом и т,п.Поджимное кольцо 3 может бытьвыполнено сменным различной толщины, а втулка 4 изготовлена с фланцем 11 для крепления к корпусу 1с помощью шпилек 12 и гаек 13.Уплотнительное устройство работает следующим образом.При монтаже гидроагрегата осу ществляется регулирование контактного усилия между уплотнительными, поверхностями 9 и 10 уплотнительнойдеталим сопрягаемыми поверхностямиштока 2 и корпуса 1 до величины, обес.печиваоцей требуемые уровень герметичности и момент страгивания штока 3 относительно уплотнительной 73 4детали. Это достигается посредством деформации сечения оболочки 5 путем осевого перемещения кольца 3 в положение, обеспечивающее нужную величи- ну контактного усилия. Стабилизация этого положения обеспечивается контровкой втулки 4, В качестве пружинного элемента, обеспечивающего уп.ругое поджатие уплотнительных поверхностей 9 и 10 к сопрягаемым деталям штока 2 и корпуса 1, используетсясама тонкостенная упругая оболочка 5В варианте выполнения устройства нужное положение торца 14 обеспечивается подбором осевого размеракольца 3Рабочая среда при подаче ее в гидроагрегат, проходя через отверстия 6, заполняет полость уплотнительной детали. Поскольку оболочка 5 в сечении имеет форму окружности, ее деформация под действием сил давления будет минимально возможной, т.е,величина контактного усилия не будетпрактически меняться в широком диапазоне давления рабочей среды.Отверстия 6 в оболочке 5 могут быть и не выполнены, В этом случаемежду кольцом 3 и отбортовкой 7 должен быть предусмотрен гарантированныйзазор для прохода рабочей среды.Технико-экономическая эффективность от внедрения изобретения состоит в повышении эксплуатационныххарактеристик уплотнительного устройства и расширении его диапазонаприменения. ВНИИПИ Заказ 3875/Тираж 925 Подписное илиал ППП "Патент", .Ужгород,ул,Проектная 4