Уплотнение поршня в контейнеревысокого давления

Сев з советскихСоцнаинстнческихРеспубпнк ОП ИСАНИИИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М. Кл. с присоединением заявки РЙ В 21 Э 5/04 аесудврстееннвй квинтет(23) Приоритет во делам наабретеннй н открытнйОпубликовано 07.02.81. Бюллетень Уй 5 Дата опубликования описания 07.02.81(72) Авторы изобретения В, Г, Сынков и С, Г, Сынков 1Ъе мг с;:,;,ФДонецкий физико-технический институт АН Украинской Т:СР(54) УПЛОТНЕНИЕ ПОРШНЯ В КОНТЕЙНЕРЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к гидро- экструзии изделий.Известно уплотнение поршня в контейнере высокого давления, содержащее поспедоватепьно размещенные по оси сопрягающееся с поршнем по конической поверхности копьио и кольцо, сопрягающе.- еся с поршнем по цилиндрической поверхности 1,Известное уплотнение поршня дпя работы на маповяэких жидкостях, содержит клиновое и прессовое колЬца из берилли- свой бронзы, установленные с зазором относительно стенок внутренней полости контейнера не более О, 01 мм. Дпя обеспечения начапьного уплотнения маловяэких жидкостейр испопьзуемых дпя гидро экструзии, зазор звпопняется густой смазкой типа ВАПР-Т, .при этом жидкость не должна растворять смазку, используемую для начального уппотнения.Недостатками известного уплотнения являются его низкая надежность при ра 2боте с маповязкими .жидкостями мапвядопговечность и дефицитность колец избериплиевой бронзы.Белью изобретения является повышение долговечности и надежности уппотне.5ния при работе с маповязкими жидкостями.Поставпенная цель достигается тем,что наружная поверхность кольца, сопрягающегося с поршнем по цилиндрической оповерхности, выполнена со скосами подуглом 10-20 к оси поршня и цилиндрическим уплотнитепьным поясом между скосами, длина которого составляет 5-10% 15от диаметра поршня, при этом оба кольца выполнены из высокопрочного материала, а высота кольца сопрягающегося споршнем по конической поверхности составпяет 10-20% от диаметра поршня.На фиг, 1 изображенпоршень с предпагаемым уплотнением, на фиг. 2 - узелфиг. 1.Поршень 1 с клиновым кольцом 2, ципиндрическим кольцом 3 и гайкой 4 размещен в рабочей полости контейнера 5 .Клиновое кольцо 2 сопряжено с поршнем и контейнером по скользящей посадке; в цилиндрическое кольцо 3 - с контейнером по прессовой посадке, а с поршнем - по сколь. 5 зящей посадке. Длина клинового копьца 4 мм, длина цилиндрического кольца 9 мм, дпина цилиндрического участка этого копьцао2 мм, угол конусности 10 . Оба копьца изготовлены из стали 45 и термообработаны на пзердость 45-50 НЙС. Поршень 1 сопряжен с контейнером 5 по скользящей посадке.Уплотнение поршня 1 в контейнер 5 еще до соприкосновения поршня с рабочей жидкостью эа счет сопряжения цилиндрического кольца 3 и контейнера 5 с натягом возникает осевая сила, которая благодаря установке колец 2 и 3 на поршне 1 по скользящей посадке смещает оба кольца в сторону конического скоса на поршне 1. За счет этого смещения кольцо 2, упруго расширяясь на коническом скосе поршня 1, перекрыв ает первонача льный задор между кольцом 2 и контейнером 5. В результате этого еще до соприкосновения с рабочей жидкостью поршень имеет два уплотнительных пояска А и Б, образованных кольцами 2 и 3 раздепенных полостью 6 дополнительного гидросопротив 30 пения (попостью мятия), образованной поверхностью контейнера, скосом 7 кольца 3 и торцом клинового кольца 2. Лабораторные испытания, проведенные с кольцами различных размеров показали,35 что упругое перекрытие зазора между кольцом 2 и контейнером 5. происходит, если длина клинового кольца составляет 10-20 Д диаметра поршня, а длина цилиндрического пояска кольца 3-5-10%40 диаметра поршня. При выходе запределы этих соотношений в меньшую стсрону затрудняется изготовление клинового кольца из-за резкого снижения его жесткости, а уменьшение длины уп-лОтнительпОГО пояска Б кольца з ниже45 рекомендуемой снижает надежность уппотненич маловязких жидкостей и долговечность кольца, При выходе за пределы рекомендуемых длин кольца 2 и уплотнительного пояска В на кольце 3 в бопь щую сторону резко возрастает цилиндрическая жесткость клинового кольца, врезультате чего упругое перекрытие зазора между кольцом и контейнером происходит при осевом усилии, в несколько 55раз превышающем усилие проталкиваниякольца 3 до соприкосновения его с рабочей жидкостью. В этом сдучае в нижнем диапазоне рабочих давлений уплотнение осуществляет только прессовое кольцо, что существенно ухудшает надежность уп - потнения маловязких жидкостей. Угол скосов кольца 3 ограничивается с одной стороны объемом полости 6 мятия, а с другой стороны - необходимостью обеспечения плавного перехода от уппотнительного пояска, сопрягаемаго с контейнером по прессовой посадке к скосам 7. Материалы колец подобраны экспериментально из условия их максимальной долговечности и отсутствия повреждений рабочего канала контейнера.Описываемое уплотнение можно использовать при сжатии смесей глицерина с этиленгликолем, керосиново-масляных и бензиново-масляных смесей, Долговечность такого уплотнения по крайней мерэ на порядок превышает долговечность известных уппотненМ, Себестоимость стальных уплотнений в несколько раз ниже, чем себестоимость колец из бериллиевой бронзы. Формул а изобретения 1. Уплотнение поршня в контейнеревысокого давления, содержащее последовательно размещенные по оси: сопрягаюцееся с поршнем по крнической поверхности кольцо, а также копьцо, сопрягающееся с поршнем по цилиндрической поверхности о т и и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности и надекности уплотнения при работе с маловязкими жидкостями, наружная поверхность кольца, сопрягающегося с поршнем по цилиндрической поверхности, выполнена со скосами под углом 10-20 к оси поршня и цилиндрическим уппотнитепьным пояском между скосами, дпина которого составляет 5-10% от диаметра поршня, при этом оба копьца выполнены иэ высокопрочного материала, а высота кольца, сопрягающегося с поршнем по конической поверхности составляет 10-20 % От диаметра поршня,2, Уплотнение по п, 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оба кольца выполнены из стали с твердостью 45-50 НЙГ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Корнеев Н, И. и другие. Обработка давлением тугопчавких металлов исплавов, М.,"Металлургия," 1975, с. 409,801952 ектор С. Ком 1 Тираж 751 ИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открь Москва, Ж:-35, Раулская наб одписн 66 11303 д ПП фПатент, г. Ужгород, ул. Проект Составитель Р. Радьк актор И, Гохфельд Техред Е. Гаврилещко