Патент на изобретение №2259489

(54) УПЛОТНЕНИЕ ЗОЛОТНИКОВОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ПНЕВМОДВИГАТЕЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в золотниковых распределительных механизмах с вращающимся золотником. Уплотнение содержит подпружиненную к золотнику уплотнительную втулку с осевым каналом, радиально установленную в расточке головки со стороны золотника соосно впускному окну, торцевая соприкасающаяся с золотником поверхность которой выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу золотника, а боковая цилиндрическая поверхность снабжена кольцевыми уплотнителями и включает дополнительные уплотняющие элементы, расположенные в кольцевых канавках на боковой поверхности золотника симметрично относительно поперечной плоскости, проходящей по оси втулки и впускного окна, на расстоянии большем радиуса втулки, при этом в каждой кольцевой канавке золотника установлены спиральный уплотнитель в виде многовитковой цилиндрической спирали с плотно уложенными витками проволоки прямоугольного сечения и распорный элемент, выполненный из согнутой в кольцо упругой полосы с рядами поперечных просечек с отогнутыми наружу лепестками, а кольцевая канавка имеет поперечное сечение в виде симметричного многоугольника, внешняя обращенная к цилиндрической поверхности расточки часть которого выполнена в форме равнобокой трапеции, примыкающей своим большим основанием к внутренней части – прямоугольнику, причем во внешнюю трапецеидальную часть кольцевой канавки вставлен с натягом спиральный уплотнитель, наружная боковая поверхность крайних витков которого, прилегающая к боковой поверхности трапецеидальной части кольцевой канавки, выполнена наклонной – конической, а во внутренней прямоугольной части кольцевой канавки размещен распорный элемент, упругие, отогнутые лепестки которого прижимают спиральный уплотнитель к боковой цилиндрической поверхности расточки под золотник. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в золотниковых распределительных механизмах с вращающимся золотником преимущественно для поршневых пневмодвигателей.

Из уровня техники известно уплотнение вращающегося золотника, установленного в расточке головки цилиндров поршневой расширительной машины, содержащее подпружиненный к золотнику вкладыш в виде втулки, с пористым покрытием из металлокерамики, поверхность которого имеет радиус кривизны, равный радиусу золотника, при этом вкладыш выполнен с цилиндрическим выступом, снабженным кольцевыми уплотнениями, и установлен в расточке головки цилиндров соосно впускному окну (SU 1219834 A, F 01 L 7/00,1986).

К недостатку данного решения, которое обеспечивает уплотнение золотника в зоне впускного окна, можно отнести некоторую сложность конструкции, связанную с наличием пористого покрытия и тарельчатых пружин, а также отсутствие надежного уплотнения самого золотника по периметру в расточке головки цилиндров.

Изобретение направлено на создание надежной конструкции уплотнения золотникового распределителя путем уменьшения утечек рабочего тела – сжатого воздуха через зазоры между вращающимся золотником и головкой цилиндров.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что уплотнение золотникового распределителя пневмодвигателя, цилиндрический вращающийся золотник которого установлен в расточке головки цилиндров, содержащее подпружиненную к золотнику уплотнительную втулку, с осевым каналом, радиально установленную в расточке головки со стороны золотника соосно впускному окну, торцевая соприкасающаяся с золотником поверхность которой выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу золотника, а боковая цилиндрическая поверхность снабжена кольцевыми уплотнителями, согласно изобретению включает дополнительные уплотняющие элементы, расположенные в кольцевых канавках на боковой поверхности золотника симметрично относительно поперечной плоскости, проходящей по оси втулки и впускного окна, на расстоянии, большем радиуса втулки, при этом в каждой кольцевой канавке золотника установлены спиральный уплотнитель в виде многовитковой цилиндрической спирали с плотно уложенными витками проволоки прямоугольного сечения и распорный элемент, выполненный из согнутой в кольцо упругой полосы с рядами поперечных просечек с отогнутыми наружу лепестками, а кольцевая канавка имеет поперечное сечение в виде симметричного многоугольника, внешняя обращенная к цилиндрической поверхности расточки часть которого выполнена в форме равнобокой трапеции, примыкающей своим большим основанием к внутренней части – прямоугольнику, причем во внешнюю трапецеидальную часть кольцевой канавки вставлен с натягом спиральный уплотнитель, наружная боковая поверхность крайних витков которого, прилегающая к боковой поверхности трапецеидальной части кольцевой канавки, выполнена наклонной – конической, а во внутренней прямоугольной части кольцевой канавки размещен распорный элемент, упругие, отогнутые лепестки которого прижимают спиральный уплотнитель к боковой цилиндрической поверхности расточки под золотник.

Кроме того, уплотнительная втулка и спиральные уплотнители выполнены из антифрикционного самосмазывающегося материала.

Наличие дополнительных уплотнительных элементов, размещенных в кольцевых канавках на боковой поверхности золотника, в виде многовиткового спирального уплотнителя в сочетании с распорным элементом заявленной конструкции, уплотняющих золотник в расточке головки цилиндров, существенно снижает утечки рабочего тела – сжатого воздуха в окружающую среду и повышает надежность работы золотникового распределителя.

На фиг.1 представлен общий вид золотникового распределителя; на фиг.2 представлено увеличенное изображение спирального уплотнителя и распорного элемента – вид А на фиг.1; на фиг 3 – поперечное сечение распорного элемента I-I на фиг.2.

Уплотнение золотникового распределителя, содержащего цилиндрический вращающийся золотник 1 с перепускной камерой 2, установленный в расточке головки 3 цилиндров пневмодвигателя, включает подпружиненные к золотнику уплотнительные втулки 4 с осевым каналом 5, радиально установленные в расточках головки 3 со стороны золотника 1 соосно впускному окну 6 цилиндра и впускному каналу 7, подключенному к источнику сжатого воздуха (на чертеже не показано), и уплотняющие золотник 1 элементы: спиральный уплотнитель 8 и распорный элемент 9, расположенные в кольцевых канавках на боковой поверхности золотника 1 симметрично относительно поперечной плоскости, проходящей по оси втулок 4, впускного окна 6 и впускного канала 7, на расстоянии, большем радиуса втулки 4.

Торцевая соприкасающаяся с золотником 1 поверхность уплотнительных втулок 4 выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу золотника 1, а боковая поверхность снабжена кольцевыми уплотнениями 10. Кольцевые канавки на боковой цилиндрической поверхности золотника 1 имеют профиль – поперечное сечение в виде симметричного многоугольника, внешняя обращенная к цилиндрической поверхности расточки головки 3 часть которого выполнена в форме равнобокой трапеции 11, примыкающей своим большим основанием к внутренней части – прямоугольнику 12, при этом установленные в каждой из них спиральный уплотнитель 8 выполнен в виде многовитковой цилиндрической спирали (пружины) с плотно уложенными витками проволоки прямоугольного сечения, наружная боковая поверхность крайних витков 13 которого, прилегающая к боковой поверхности трапецеидальной части 11 кольцевой канавки, выполнена наклонной – конической и эквидистантно последней, а распорный элемент 9 выполнен в виде согнутой в кольцо упругой полосы с рядами поперечных просечек с отогнутыми наружу пружинистыми лепестками 14.

Уплотнительные втулки 4 и спиральный уплотнитель 8 изготовлены из антифрикционного самосмазывающегося материала, например из тегракса с добавками бисульфидо-молибдена.

Заявленное уплотнение золотникового распределителя работает следующим образом.

Уплотнительные втулки 4 пружинами 15 прижимаются торцевой поверхностью к вращающемуся золотнику 1, что исключает утечки рабочего тела – сжатого воздуха из впускного канала 7 и впускного окна 6 цилиндра 16. Витки спирального уплотнителя 8, установленные плотно и с натягом в кольцевые канавки 4 и равномерно подпружиненные лепестками 14 распорного элемента 9, контактируют с боковой поверхностью цилиндрической расточки головки 3, надежно уплотняя в последней золотник 1 и герметизируя перепускную камеру 2, которая периодически и поочередно сообщается с впускным каналом 7 и впускным окном 6 через осевые каналы 5 уплотнительных втулок 4, перенося порции сжатого воздуха от источника сжатого воздуха в полость цилиндра 16.

Формула изобретения

1. Уплотнение золотникового распределителя пневмодвигателя, цилиндрический вращающийся золотник которого установлен в расточке головки цилиндров, содержащее подпружиненную к золотнику уплотнительную втулку с осевым каналом, радиально установленную в расточке головки со стороны золотника соосно впускному окну, торцевая соприкасающаяся с золотником поверхность которой выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу золотника, а боковая цилиндрическая поверхность снабжена кольцевыми уплотнителями, отличающееся тем, что включает дополнительные уплотняющие элементы, расположенные в кольцевых канавках на боковой поверхности золотника симметрично относительно поперечной плоскости, проходящей по оси втулки и впускного окна, на расстоянии, большем радиуса втулки, при этом в каждой кольцевой канавке золотника установлены спиральный уплотнитель в виде многовитковой цилиндрической спирали с плотно уложенными витками проволоки прямоугольного сечения и распорный элемент, выполненный из согнутой в кольцо упругой полосы с рядами поперечных просечек с отогнутыми наружу лепестками, а кольцевая канавка имеет поперечное сечение в виде симметричного многоугольника, внешняя обращенная к цилиндрической поверхности расточки часть которого выполнена в форме равнобокой трапеции, примыкающей своим большим основанием к внутренней части – прямоугольнику, причем во внешнюю трапецеидальную часть кольцевой канавки вставлен с натягом спиральный уплотнитель, наружная боковая поверхность крайних витков которого, прилегающая к боковой поверхности трапецеидальной части кольцевой канавки, выполнена наклонной – конической, а во внутренней прямоугольной части кольцевой канавки размещен распорный элемент, упругие, отогнутые лепестки которого прижимают спиральный уплотнитель к боковой цилиндрической поверхности расточки под золотник.

2. Уплотнение золотникового распределителя пневмодвигателя по п.1, отличающееся тем, что уплотнительная втулка и спиральные уплотнители выполнены из антифрикционного самосмазывающегося материала.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 19.04.2008

Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010