УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ

Заявляемая полезная модель относится к уплотнительной технике, а именно к уплотнениям поршня, и может быть применено в поршневых двигателях, холодильно-газовых машинах и компрессорах. Наиболее целесообразно применение уплотнения в компрессорах, работающих без смазки.
Известно уплотнение, содержащее уплотнительный элемент в виде эластичных манжет и нажимной элемент, воздействующий на уплотняющий, выполненный в виде упругих колец. Упругие кольца отбортованы под острым углом к поверхности цилиндра, обращены в сторону рабочего давления и с противоположной стороны имеют фаску для захода воротника (а.с. №300688).
Недостатками этого устройства являются необходимость в смазке трущихся поверхностей и непригодность к длительной работе без смазки из-за повышенного удельного давления на манжеты, так как разжимающие их упругие кольца обращены в сторону рабочего давления.
Прототипом является уплотнительный узел, который содержит установленный в канавке эластичный уплотнительный элемент П-образной формы, полка которого обращена к уплотнительной поверхности и средство для поджима уплотнительного элемента, обеспеченного давлением подаваемой внутрь уплотнительного элемента среды (а.с. №365506).
Однако известное устройство требует дополнительного оснащения источником среды для поджатая уплотнителя, что ведет к усложнению конструкции и условий эксплуатации. Кроме того, при наличии в полости манжеты большого давления среды, в уплотняемой полости возникают высокие контактные давления манжеты на уплотняющую поверхность, что вызывает интенсивный износ контактирующих поверхностей.
Задачей полезной модели является увеличение срока службы уплотнения.
Достигается это за счет того, что в уплотнительном узле, содержащем установленный в канавке эластичный уплотнительный элемент П-образной формы, полка которого обращена к уплотнительной поверхности, и средство для его поджима, уплотнительный элемент образован двумя Г-образными манжетами, удлиненные стороны которых образуют его полку, а средство для поджима выполнено в виде цанги и размещенных в канавке двух конических втулок, взаимодействующих коническими поверхностями с цангой.
На чертеже показано уплотнение, в частности, поршня в цилиндре.
Уплотнительный узел содержит уплотнительный элемент из эластичного материала (например фторопласта - 4), выполненный из двух Г-образных манжет 1, собранных по периферии внахлестку из повернутых периферией к поверхности цилиндра 2, и средство для поджима, выполненное в виде цанги 3, разжимаемой коническими втулками 4. Уплотнительный элемент и средство для поджима установлены в канавке поршня 5, причем манжеты 1 установлены в канавке без аксиального зазора. Конические втулки 4 и цанги 3 взаимодействуют с манжетами 1 так, что поджимают эти манжеты бортами к торцам канавки поршня 5, а периферию - к поверхности, т.е. к стенке цилиндра 2. При этом между уплотнительным элементом, т.е манжетами 1 и коническими втулками 4 образована полость A, которая заполнена жидкостью.
Уплотнительный узел работает следующим образом.
Манжеты 1, прижатые бортами к торцам канавки поршня 5 и периферией к поверхности цилиндра 2, не пропускают сжимаемый газ в полость канавки. За счет этого устраняется влияние давления сжимаемого в цилиндре 2 газа на манжеты 1. Контактное давление манжеты 1 на цилиндрическую поверхность является регламентированным и определяется силой упругости цанги 3. Сила упругости цанги 3 подбирается такой, чтобы не превышала допускаемого удельного давления манжеты 1. То есть давление, при котором еще не происходит разрушение материала манжеты, а наблюдается нормальный износ. Наличие жидкости в полости А повышает надежность работы уплотнения, потому что жидкостная пленка на периферии между собранными внахлестку манжетами 1 создает дополнительное сопротивление газу, не пуская его под манжеты.
Цанга 3 предупреждает прогиб манжеты 1 внутри полости A от действия газа, находящегося в зазоре между поршнем 5 и цилиндром 2.
Использование предлагаемого в качестве полезной модели уплотнительного узла позволяет на 40% увеличить срок службы и упростить конструкцию.