| Вид охранного документа: | Патент под ответственность заявителя |
| Входящий номер: | 3066 |
| (21) Номер заявки : | 20150059.1 |
| (22) Дата подачи заявки: | 26.05.2015 |
| (54) Название: | Уплотнительное устройство высоких и сверхвысоких давлений |
| (21) № заявки: | 20150059.1 |
| (11) Номер охранного документа: | 1871 |
| (15) Дата регистрации охранного документа: | 31.05.2016 |
| (46) Дата публикации: | 30.06.2016, Бюл. № 6 |
| (51) Индекс МПК: | F16J 15/54 (2016.01) F16J 15/56 (2016.01) |
| (71) Заявитель: | (57) Изобретение относится к уплотнениям подвижных соединений типа «плунжер-ци-линдр» гидравлических цилиндров, работающих при высоких и сверхвысоких давлениях 100-500 МПа. Задачей изобретения является создание конструкции уплотнительного устройства, которая позволит повысить коэффициент полезного действия уплотнительного устройства за счет уменьшения сил трения. Поставленная задача решается тем, что в уплотнительном устройстве для высоких и сверхвысоких давлений, состоящем из комплекта парных конических и обратно конических металлических колец, размещенных в корпусе, внутренняя стенка внутреннего уплотнительного кольца выполнена с волнообразным профилем, что позволяет получить площадь контакта сопрягаемых поверхностей плунжера и внутреннего кольца в виде кольцевых линий, уменьшающую площадь контакта плунжера с внутренней поверхностью внутреннего кольца, т. е. получить высшую кинематическую пару. Наряду с этим, образованные карманы (полости) с накопленной жидкостью создают эффект жидкостного трения. 1 н. п. ф., 1 фиг. Изобретение относится к уплотнению подвижных соединений типа «плунжер-ци-линдр» гидравлических цилиндров, работающих при высоких и сверхвысоких давлениях до 100-500 МПа. В уплотнительном устройстве при заклинивании конических поверхностей пары колец, герметизация обеспечивается за счет деформации их верхней и нижней стенок, при этом происходит самоуплотнение и автоматически выбираются зазоры между наружной поверхностью внешнего кольца и внутренней поверхностью отверстия корпуса с одновременным уменьшением зазора между поверхностью внутреннего кольца и плунжера. Изобретение направлено на повышение долговечности, снижение сил трения при поступательном движении плунжера и повышение коэффициента полезного действия подвижного соединения. Наиболее близким к заявляемому устройству является уплотнение для сверхвысоких давлений (патент под ответственность заявителя KG № 1688, С1, кл. F16J 15/54, 15/56, 2014), состоящее из комплекта парных конических и обратно конических металлических колец, размещенных в корпусе. Принцип работы данного уплотнительного устройства основан на разбивке большого давления на ряд меньших давлений и создании противодавлений, предотвращающих возникновение экструзивных процессов. Предварительное поджатие колец осуществляется автоматически, за счет увеличения давления в полости внутреннего кольца, соединенного с полостью плунжера специальным каналом А. Чем больше перепад давления, тем больше выбирается зазор, т. е. происходит автоматическая настройка по регулировке величины зазора, причем, изменяя толщину стенок колец, можно подобрать комплект пары колец для определенного диапазона давлений. Недостатком известного уплотнительного устройства является наличие значительных сил трения, возникающих в подвижном соединении кинематической пары скольжения низшего класса между сопрягаемыми поверхностями плунжера и внутреннего кольца. Задачей изобретения является создание конструкции уплотнительного устройства, которая позволит повысить коэффициент полезного действия уплотнительного устрой-ства за счет уменьшения сил трения. Поставленная задача решается тем, что в уплотнительном устройстве для высоких и сверхвысоких давлений, состоящем из комплекта парных конических и обратно кониче-ских металлических колец, размещенных в корпусе, внутренняя стенка внутреннего уплотнительного кольца выполнена с волнообразным профилем, что позволяет получить площадь контакта сопрягаемых поверхностей плунжера и внутреннего кольца в виде кольцевых линий, уменьшающую площадь контакта плунжера с внутренней поверхно-стью внутреннего кольца, т. е. получить высшую кинематическую пару. Наряду с этим, образованные карманы (полости) с накопленной жидкостью создают эффект жидкостного трения. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлено уплотнительное устройство в разрезе. Уплотнительное устройство высоких и сверхвысоких давлений состоит из плунже-ра 1, корпуса 2, наружных колец 3, внутренних колец 4, составляющих комплект парных конусных и обратно конусных металлических колец с торцевыми глубокими проточками, где внутренняя стенка внутреннего кольца 4 выполнена с волнообразным профилем, поз-воляющим уменьшить площадь контакта плунжера 1 с внутренней поверхностью внут-реннего кольца 4. Предварительное поджатие колец осуществляется автоматически, за счет увеличения давления в полости внутреннего кольца 4, соединенного с полостью плунжера 1 специальным каналом А. Сопрягаемая поверхность стенки внутреннего кольца 4 с плунжером 1 в виде кольцевых линий обеспечивает меньшие силы трения при обратно-поступательном движении плунжера 1. За счет этого повышается коэффициент полезного действия. Чем больше перепад давления, тем больше выбирается зазор, т. е. происходит автоматическая настройка по регулировке величины зазора, причем, изменяя толщину стенок колец, можно подобрать комплект пары колец для определенного диапа-зона давлений. Принцип работы уплотнительного устройства заключается в следующем. При дви-жении плунжера 1 в корпусе 2 на него действует давление Р, которое при утечке рабочей жидкости через зазоры комплекта уплотнительных колец разделяется на ряд давлений Рi, которые, в свою очередь, действуя на внутреннюю полость наружного кольца 3 и внут-реннего кольца 4 упруго их расширяют, плотно прижимая к поверхности корпуса 2, а волнообразные стенки внутреннего кольца 4 сжимаются, уплотняя поверхность плунжера 1 и посредством клинового конического угла, увеличивают усилие прижима колец. При этом жидкость, находящаяся в полостях («карманах»), выдавливаясь по мере прижима внутренней стенки внутреннего кольца 4 к плунжеру 1, обеспечивает жидкостную смазку трущихся поверхностей. В первый момент времени, часть рабочей жидкости через канал попадает в торцевую полость внутреннего кольца I-ой пары, и под давлением Р1 произ-водит предварительное поджатие колец. Одновременно начинается деформация первого кольца, при котором уменьшается зазор между плунжером 1 и отверстием внутреннего кольца 4. До выбора зазора, часть жидкости попадает через зазор между плунжером 1 и отверстием внутреннего кольца 4 в торцевые полости наружного кольца 3 I-ой пары и внутреннего кольца 4 II-ой пары, деформируя их под давлением уже равным Р2, при этом уменьшая зазор между наружной поверхностью кольца 3 и отверстием корпуса 2, а так же между плунжером 1 и отверстием внутреннего кольца 4 II-ой пары. Аналогичный про-цесс происходит и в III-ей паре колец. При этом поднастройка уплотнительного устрой-ства на изменение рабочего давления происходит автоматически. Другими словами, при переходе от одной пары колец к последующей давление снижается, соответственно уменьшается величина деформации колец, усилие прижима, а значит, уменьшаются силы трения между плунжером и внутренними отверстиями колец, и повышается долговеч-ность уплотнительного устройства. Таким образом, в уплотнительном устройстве применение волнообразного профиля внутренней стенки внутреннего кольца обеспечивает замену низшей кинематической пары скольжения на высшую пару качения в сопрягаемой поверхности подвижного со-единения. |
| (72) Автор: | Уплотнительное устройство высоких и сверхвысоких давлений, состоящее из комплек-та парных конусных и обратно конусных металлических колец с глубокой внутренней про-точкой, отличающееся тем, что внутренняя стенка внутреннего кольца выполнена с волнообразным профилем, образуя карманы накопления жидкости, предотвращающие явле-ние сухого трения. Уплотнительное устройство высоких и сверхвысоких давлений Фиг. 1 |
| (73) Патентовладелец: | Усубалиев Ж., Эликбаев К.Т., Райымбеков Ж. (KG) |
| (31) Номер(а)и дата(ы) приоритетной(ых) заявки(ок): | |
| Адрес для переписки: | 720055,г. Бишкек, ул. Скрябина 23, "Институт машиноведения НАН КР" Райымбабаеву Т.О., тел: 0312 54-97-51 |
| Номер журнала и дата прекращения: | в 12/2017 досрочно прекращен за неуплату |
| Статус: | Прекращен |