быстросъемный уплотнительный узел неподвижного соединения

Формула изобретения

Быстросъемный уплотнительный узел неподвижного соединения, содержащий крышку с проходящим через ее центр двухступенчатым плавающим стержнем, на нижней ступени которого установлены верхняя и нижняя нажимные шайбы с расположенным между ними уплотняющим кольцом, отличающийся тем, что он снабжен нажимным элементом, закрепленным на нижней ступени стержня над верхней нажимной шайбой, и кулачковым рычагом, контактирующим с верхней ступенью стержня, при этом по наружной образующей крышки выполнены шлицы, нижняя нажимная шайба оснащена фиксатором, установленным на ее внутренней поверхности, причем в месте его сопряжения с нижней ступенью стержня выполнена проточка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к уплотнительной технике и предназначено для надежной герметизации цилиндров, находящихся под давлением газов.

Известен уплотнительный узел (см. патент РФ № 1059978, кл. F 16 J 15/12, 1999 г.), содержащий цилиндр, крышку, резиновое уплотняющее кольцо, расположенное между цилиндром и крышкой, уплотнение стыка в котором осуществляется несколькими резьбовыми элементами, расположенными по периметру крышки и цилиндра.

Недостатком этой конструкции являются большие затраты времени на монтаж-демонтаж уплотнительного узла.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является дифференциальное уплотнение с плавающим пальцем (см. книгу: Г.В.Макаров. Уплотнительные устройства. - Л.: Машиностроение, 1973. - 232 с.), состоящее из цилиндра, резьбовой крышки с проходящим через ее центр плавающим пальцем, выполненным в виде двухступенчатого стержня, на нижней ступени которого установлены верхняя и нижняя нажимные шайбы с расположенным между ними уплотняющим кольцом.

Недостатками этого уплотнительного узла являются значительная затрата времени на монтаж-демонтаж из-за необходимости выполнения резьбового соединения крышка-цилиндр, а также потеря работоспособности при многократных сборках-разборках из-за задиров и износа резьбового соединения и ограниченного ресурса уплотняющего кольца, находящегося в напряженном состоянии как при работе узла, так и в нерабочем его положении.

Задачей предлагаемого изобретения является сокращение времени на монтаж-демонтаж уплотнительного узла и повышение его долговечности.

Это достигается тем, что уплотнительный узел, содержащий крышку с проходящим через ее центр двухступенчатым плавающим стержнем, на нижней ступени которого установлены верхняя и нижняя нажимные шайбы с расположенным между ними уплотняющим кольцом, снабжен нажимным кулачковым рычагом, контактирующим с верхней ступенью плавающего стержня. Стержень оснащен нажимным элементом, закрепленным на нижней его ступени над верхней нажимной шайбой. Нижняя нажимная шайба оснащена фиксатором, установленным на ее внутренней поверхности. В месте сопряжения фиксатора с нижней ступенью стержня выполнена проточка, а по наружной образующей крышки выполнены шлицы.

Введение в уплотнительный узел нажимного кулачкового рычага и выполнение шлиц по наружной образующей крышки позволяет значительно сократить время монтажа-демонтажа, так как они в предлагаемой конструкции обеспечиваются поворотом рычага на 180°, в отличие от прототипа, где монтаж и демонтаж осуществляется закручиванием и выкручиванием резьбовой крышки в испытательный цилиндр. Кроме того, в предлагаемой конструкции уплотняющее кольцо деформируется при сжатии только осевым перемещением верхней нажимной шайбы, причем деформация осуществляется только при работе узла, а в нерабочем положении кольцо находится в свободном состоянии, что многократно увеличивает рабочий ресурс уплотняющего кольца и долговечность конструкции в целом.

На фиг.1 представлен продольный разрез уплотнительного узла, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Уплотнительный узел содержит крышку 1 со шлицами по ее наружной образующей, двухступенчатый стержень 2, верхняя ступень которого расположена в крышке 1, а на нижней - установлены верхняя 3 и нижняя 4 нажимные шайбы. Между шайбами 3 и 4 расположено уплотняющее кольцо 5. На нижней ступени стержня над шайбой 3 жестко закреплен нажимной элемент 6. Для ограничения осевого перемещения стержня 2 на нижней его ступени выполнена проточка, а нижняя нажимная шайба снабжена фиксатором 7, входящим в проточку. На крышке 1 в опорах 8 на оси 9 установлен с возможностью взаимодействия с верхней ступенью стержня 2 кулачковый рычаг 10.

Уплотнение производят следующим образом. Узел помещают в цилиндр так, чтобы шлицевые выступы крышки 1 вошли в шлицевые впадины цилиндра, а нижняя нажимная шайба 4 оперлась на уступ цилиндра. Тогда верхний торец крышки 1 опустится ниже буртика на внутренней образующей цилиндра. Затем рычаг 10, контактирующий со стержнем 2 в точке "а" меньшего радиуса кулачка R₁, поворачивают вместе с крышкой 1 вокруг вертикальной оси на угол шлица. В результате шлицевые выступы крышки 1 расположатся под выступами на цилиндре, что исключит подъем крышки 1 в осевом направлении при зажиме узла. Далее поворачивают кулачковый рычаг 10 на 180° вокруг оси 9, при этом точка контакта "а" кулачка со стержнем 2 пройдет точку "б" и переместится в точку "в" большего радиуса кулачка R₂ и ход стержня 2 будет равен R₂-R₁. В связи с тем, что на участке кулачка "б-в" радиус постоянен и равен R₂ , самоотжим узла исключается. Перемещаясь вниз, стержень 2 своим нажимным элементом 6 воздействует на верхнюю нажимную шайбу 3, которая своей конусной частью деформирует уплотняющее кольцо 5, прижимая его к цилиндру. Таким образом, меняя разницу радиусов кулачка R₂-R₁, а следовательно, и ход стержня 2 в большую или меньшую сторону, можно герметизировать цилиндр при различных давлениях газа. Демонтаж узла производится в обратном порядке. При снятии узла нижняя нажимная шайба 4 удерживается на стержне 2 посредством фиксатора 7. Так как на стержне 2 имеется выточка, длина которой равна ходу стержня, фиксатор 7, входя в эту выточку, не препятствует осевому перемещению стержня 2 при зажиме узла.