Уплотнение поршня

(514 Р 16 3 9/00 ОПИС стоя ее из пакета металлических еталлических конических ко 0 с Яковлевеской химиие конструкбюро моное и поджатых ановленных на и осредством шайб тарел ю щых пруж ер чт ностыш гове т лотнения,талл кие кольцескими колцовой пов азм о СССР1973,СССР ьс 00 алли й то н хнос е ко аллическ/28,физиквысо ния обр о по щеннои ня сос к смежномтавляет 1 О нного угла кольости ног ьц СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ 1 ТИИ ИЕ ИЭОБРЕУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт неорганиСО АН СССР и Специальнторско-технологическоекристаллов СО АН СССР(56) Авторское свидетелУ 408084, кл . Г 16 3 9Авторское свидетельВ 655855, кл, Р 16 3 1Циклис Д.С. Техникаческих исследований прии сверхвысоких давления1965, с. 217-218. 4) 57) УПЛОТНЕНИЕ ПОРШ рующее с торцово я, выпопнено тре угол наклона ег щены межд и сопряью поршня ьцо конерхностью ного сече ерхности цу к оси от заИзобретение относится к машиностроению и технике высоких давленийи касается насосов-мультипликаторови устаногок для гидростатическогопрессования, материалов,Цель изобретения - повышениегерметичности и долговечности уплот-.нения за счет исключения разрушенияметаллических колец от действиядавления. 10На чертеже изображено уплотнениепоршня в цилиндре, продольный разрез,Уплотнение поршня в цилиндресодержит поршень 1, цилиндр 2, опорное металлическое кольцо 3 треугольного сечения, металлические кольца4 конической формы, нижнее металлическое кольцо конической формы, состоящее иэ внутренней бопее мягкой 20части 5 и наружной части 6, разрезные кольца 7 конической формы из не металлического материала, кольцо 8иэ неметаллического материала, прижимную шайбу, состоящую из царужной разрезной части 9 и внутреннейчасти 10, тарельчатые пружины 11,винт 12. Для создания нескомпенсированцой площадиугол наклона нижней поверхности кольца 3 к оси поршня М составляет 104-1057 от заранее заданного угла конусности Э прилегающей к ней поверхности смежного кольца 4, Разность в углах к и / 35 определена экспериментально, соответствует коническим кольцам с уг - лом конусности,9 равным 50-550 и с соотношением наружного диаметра к внутреннему равным 1,3-1,4 и яв - 40 ляется оптимальной для повышения долговечности и герметичности поршня. Увеличение угла конусности /3 требует увеличения и разности в углах Ж и /3 , а это ведет к перенапряжению в кольцах, что отрицательно сказывается на их работоспособности . Придание опорному кольцу треугольного сечения сводит жесткость кольца к минимальной, что50 улучшает его раздачу. Сопряжение кольца с поршнем по конической по - верхцости также улучшает его раздачу. Выполнение нижней поверхности кольца под углом наклона к оси поршня большим, чем угол наклона припев гающей к ней поверхности смежного кольца, улучшает раздачу колец, расположеццых в нижней яасти поршняв начальный момент движения поршня,когда давление н цилиндре еще нестоль велико. Выполнение нижнегометаллического кольца из двух частей исключает раскрытие щели вдоль образующей поршня при раздаче колец наружу (правая часть чертежа), Это обусловлено тем, что внутренняя и наружная части кольца От Воэ - действия давления деформируются в диаметрально противоположных направлениях, причем внутренняя часть с целью лучшего обжатия поршня выполнена предпочтительно из более мягкого мегалла, чем наружная, например из алюминия.Выполнение колец из неметаллического материала с косыми разрезами и смещением мест разрезов у смежных колец на 90-180 не ухудшает герметичности уплотнения, однако исключает дальнейший разрыв колец, что увеличивает срок их службы (в случае, когда кольца цельные, они выдерживают, например, при Р=15 кбар не более 100 циклов нагружеций, а разрываются,как правило, с образованием сквозной щели,что ухудшает герметичность прикомпримировании маповязких сред,например бензина). Выполнение прижимцой шайбы из двух частей, сопрягающихся по коническим поверхностям и с разрезной наружной частью обусловлено уменьшением жесткости шайбы, что улучшает радиальную раздачу колец из неметаллического материала от действия силы тарельчатых пружин. Прежде чем запустить поршеньв работу необходимо провести калибровку наружной поверхности колец3, 4 и б. Для эгого поршень в собранном виде и с сжатыми тарельчатыми пружинами вводят в цилиндр 2,предварительно заполненный маслом,например марки Индустриальное 20.Повышают давление в цилиндре примерно до 15 кбар, после чего цилиндрразгружают и масло за.",ецяют на маловязкую рабочую жидкость, напримербензин,Уплотнение работает следующим образом.11 ри движении поршня 1 вдоль ци -лицдра 2 первоначально от действиясилы, возникающей в результатепредварительного сжатия с помощьюО 15 винта 12 тарельчатых пружин 1, а в последующем от действия силывозникающей в результате воздействия давления Г на уплотнение, равной Т " 1 Г (где- площадь сечения уплотнения) и силы 9 , возникающей в результате трения уплотнительных колец о стенки цилиндра, равной Ц - 1 Г Г (где- коэффициент трения в уплотнениях, контактное давление на поверхности прилегания уплотнения, Г - рабочая площадь уплотнительных колец), про - исходит радиальная раздача рабочих колец 3, 4, б н 7 наружу и радиальное обжатие колец 5 и 8 внутрь.Раздача колец обусловлена наличием нескомпенсированной площадипа мере исчезновения которой растетсуммарная сила 9 = + Т+ 6 , ав дальнейшем она уже обусловлена сползанием опорного кольца 3 по кани -ческой поверхности, Возникающиепри этом контактные давления в уплотнении превышают рабочее давлениев цилиндре, что предотвращает утечку сжимаемой среды. После снятиядавления упругие силы стенок цилиндра возвращают кольца в исходноеположение, при этом исчезнувшая нескомпенсированная площадьвновь восстанавливается . Силы трения вуплотнении мало зависят от величины создаваемого в цилинд -ре давления и составляют девнее%,