Уплотнительное устройство

-а 13И Н ИЭ ТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ С экспан установленные т л и ч а юпру гийкорпуе с оршня надежно ГЖУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЮ.ненные в одной детали иэ компоэиционного материала на полимерной основе,ем, что, с целью повышети за счет снижения пое и упрощения конструкпридания уплотнительному кций направляющей детающий и уплотняющий элеены в виде гладкой ци." втулки, при этом часть нее половины ее длины накорпусе поршня с на,30 от диаметра поршня функции направляющего терь на трепиции за счетэлементу фунли, направляменты выполилиндрическойвтулки не меустановленатягом 0,15 -и выполняетэлемента.40 Изобретение относится к деталям1машин, в частности к уплотнениям воз-вратно-поступательно движущихся деталей и может быть использовано виэделиях микрокриогенной техники. 5Целью изобретения является повышение надежности за счет снижения потерь на трение и упрощение конструкции за счет придания уплотнительномуэлементу функций направляющей детали. 1 ОНа фиг,1 изображено уплотнительное устройство; на фиг.2 то же, ва-риант.На корпусе поршня 1 (см.фиг.1) ус.танавливается гладкая тонкостенная 15цилиндрическая втулка 2. Часть втулки 2, охватывающая корпус поршня снатягом 0,15-0,30 от диаметра поршняобразует направляющий элемент 3, асвободная часть втулки 2 образует 20уплотняющий элемент 4, кромкикоторого под действием упругого лепесткового экспандера 5, закрепленного винтом 6 и пружинной шайбой 7 в корпусе,прижимается к стенке цилиндра 8. Дляповышения надежности соединения втул.ки с корпусом поршня на посадочнойповерхности последнего могут бытьвыполнены канавки любой формы.Конструкция поршня с уплотняющим 30и направляющим элементами работаетследующим образом.Газ, сжимаемый в надпоршневомпространстве (рабочем объеме), действует на свободную часть уплотняющего элемента 4 и прижимает егокромку к поверхности цилиндра 8,обеспечивая создание необходимогоконтактного давления для уплотнениязазора между поршнем и цилиндром.Во втором варианте поршня с направляющим и уплотняющим элементами,в отличие от первого отсутствуютэкспандер и детали его крепления.Направляющий элемент 3 выполненаналогично первому варианту, а .уп.лотняющий элемент 4 выполнен с конической наружной поверхностью так,что наибольший диаметр на концеэлемента превышает диаметр рабочейповерхности цилиндра на величинупредварительного натяга по уплотняю.щей кромке. Для увеличения жесткости уплотняющего элемента его внутренняя поверхность также выполнейа конической с вершиной конуса, направленной в сторону корпусапоршня, 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 контактноедавление на уплотняемую поверхность, обеспечивая герметичность уплотнения. При работе изделия и возвратно- поступательном 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 Я) поршня. Установлено, что при натяге менее 0,15 Й, 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 положи. тельный эффект достигается при установке втулки из композиционного материала на полимерной основе с натя. гом 0,15 - 0,30 от диаметра поршня.1198305 едакт е ее юе е аказ 7706/37 Тираж 897 ВНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и открь 113035, Москва, Ж, Раушская