Комбинированное уплотнение
COMBINED SEAL

Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано в гидро- и пневмосистемах для герметизации соединений.
Известно комбинированное уплотнение (патент РФ №2353838), которое содержит герметизируемую деталь, содержащую кольцевую канавку прямоугольного сечения и размещенные в ней кольцевой элемент прямоугольного сечения из антифрикционного материала с шириной, равной ширине кольцевой канавки, взаимодействующий с герметизируемой контрдеталью, и эластомерное кольцо исходно круглого сечения, взаимодействующее с кольцевым элементом и дном канавки. В кольцевом элементе и на дне канавки прямоугольного сечения выполнены кольцевые канавки с поперечными сечениями в виде сегментов эллипса, имеющего оси, совпадающие с осями деформированного поперечного сечения эластомерного кольца.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и увеличенные размеры глубины канавки.
Наиболее близким по технической сущности является комбинированное уплотнение (Абрамов Е.И. и др. Элементы гидропривода, Киев, «Техника», 1977 г., с. 255, 256), принятое за прототип.
Комбинированное уплотнение, содержащее герметизируемую деталь, содержащую кольцевую канавку прямоугольного сечения и размещенные в ней кольцевой элемент из полимерного материала, контактирующий с уплотняемой поверхностью, резиновое кольцо исходно круглого сечения, взаимодействующее с кольцевым элементом и дном канавки, причем суммарная площадь сечения кольцевого элемента и резинового кольца меньше площади сечения канавки.
Недостатком этого устройства является недостаточная герметичность при низких давлениях, увеличенные размеры глубины канавки и сложность монтажа кольцевого элемента.
Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности герметизации комбинированным уплотнением сопрягаемых поверхностей при низких давлениях, уменьшение размеров глубины прямоугольной канавки, упрощение конструкции и собираемости для поршневых уплотнений.
Поставленная цель достигается тем, что кольцевой элемент выполнен треугольного сечения с шириной сечения, равной 0,6…0,9 от канавки, высота сечения кольцевого элемента в радиальном направлении 0,1…0,5 от глубины канавки, глубина канавки равна глубине канавки для уплотнения резиновым кольцом круглого сечения того же диаметра сечения.
На фигуре, представлена конструкция комбинированного уплотнения, которая представляет собой герметизируемую деталь 1, содержащую кольцевую канавку прямоугольного сечения и размещенные в ней кольцевой элемент 2 из полимерного материала, контактирующий с уплотняемой поверхностью 3, резиновое кольцо 4 исходно круглого сечения, взаимодействующее с кольцевым элементом 2 и дном канавки, причем максимальная суммарная площадь сечения кольцевого элемента 2 и резинового кольца 4 меньше площади сечения канавки, причем кольцевой элемент 2 выполнен треугольного сечения с шириной сечения, равной 0,6…0,9 от ширины канавки, высота сечения кольцевого элемента в радиальном направлении составляет 0,1…0,5 от глубины канавки, а глубина канавки равна глубине канавки для уплотнения резиновым кольцом 4 круглого сечения того же диаметра сечения.
Комбинированное уплотнение работает следующим образом, в условиях вакуума и давлениях, близких к атмосферному, уплотнение осуществляется как резиновым кольцом 4 круглого сечения, так и кольцевым элементом 2, поджимаемым резиновым кольцом 4 круглого сечения к уплотняемой поверхности 3. При увеличении давления резиновое кольцо круглого сечения 4 полностью заходит под кольцевой элемент 2 и увеличивает его поджатие к уплотняемой поверхности 3. В этом случае ширина L сечения кольцевого элемента 2 выполняется 0,6 ширины канавки, уплотнение применяется предпочтительно в качестве уплотнения для неподвижных соединений. В случае, когда ширина L сечения кольцевого элемента 2 выполняется 0,9 ширины канавки, резиновое кольцо 4 не контактирует с уплотняемой поверхностью 3, уплотнение применяется в качестве уплотнения для подвижных соединений с повышенной износостойкостью. Глубина прямоугольной канавки равна глубине канавки для уплотнения резиновым кольцом 4 круглого сечения того же диаметра сечения. Так как радиальный размер высоты b сечения кольцевого элемента 2 мал, т.е. при установке кольцевого элемента 2 в канавку поршневого уплотнения его относительное растяжение невелико, установить кольцевой элемент 2 можно даже без специального приспособления. Применение полиэфирного полимера позволяет отказаться от дополнительной оснастки для обжатия кольцевого элемента 2, так как после установки кольцевой элемент 2 возвращает свои первоначальные размеры.
Таким образом, применение описанного комбинированного уплотнения повышает надежность уплотнения сопрягаемых поверхностей при низких давлениях, уменьшает размеры глубины прямоугольной канавки и упрощает конструкцию и собираемость.