Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем, предпочтительно для регулирующего клапана осевого типа (варианты) - RU2015136232A

1. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем, предпочтительно для регулирующего клапана осевого типа, содержащее кольцевую вставку 1 для радиального перемещения уплотнительной губки 2 манжеты 3 которые установлены в кольцевой полости 4, выполненной в сепараторе 5, состоящим из жестко соединенных между собой, по ходу движения рабочего тела, кольцевой втулки 6 со сквозными отверстиями 7 и кольцевой гайки 8, причем поршень 9 размещен коаксиально внутри сепаратора 5, а в соединенных торцах втулки 6 и гайки 8 сепаратора 5 выполнены, соответственно, правая часть 10 и левая часть 11 кольцевой полости 4 с щелью 12 для уплотнительной губки 2, выступающей в радиальный зазор «А» между сепаратором 5 и поршнем 9, отличающееся тем, что кольцевая вставка 1 содержит торцевую часть 13 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями и клин 14, причем кольцевая вставка 1 установлена в правой части 10 кольцевой полости 4 клином 14 направленным в сторону левой части 11 кольцевой полости 4, а в днище 15 правой части 10 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями выполнен, по меньшей мере, один канал 16, соединяющий кольцевую полость 4 с пространством сквозного отверстия 7, при этом манжета 3 установлена в левой части 11 с торцовым зазором «Б» между манжетой 3 и торцовой частью 13 кольцевой вставки 1, а в манжете 3 со стороны кольцевой вставки 1 выполнена кольцевая канавка 17 с конической внутренней поверхностью 18 (внешняя поверхность уплотнительной губки 2) внутри которой установлен клин 14 с осевым зазором «В» между дном кольцевой канавки 17 и торцом клина 14 выполненного с конической 19 или цилиндрической 20 внутренней поверхностью и контактом, по крайней мере, цилиндрических внешних и/или внутренних поверхностей торцевой части 13 кольцевой вставки 1 и правой части 10 кольцевой полости 4, соответственно, а также с возможностью радиального перемещения уплотнительной губки 2 внутри щели 12 за счет продольного перемещения клина 14 вдоль кольцевой канавки 17 с контактом по внутреннему периметру 21 торца клина 14 с внутренней поверхностью 18 кольцевой канавки 17, кроме того величина выступающей части уплотнительной губки 2 из щели 12 в радиальный зазор «А» выполнена не больше величины радиального зазора «А», а манжета 3 изготовлена из материала эластичность которого выбрана выше материала кольцевой вставки 1.

2. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внутренней поверхностью 18, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внутренней поверхностью 19 и углом α наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 меньше угла β наклона конической внутренней поверхности 18 к внутренней поверхности сепаратора 5.

3. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 2, отличающееся тем, что диаметр d^тор_кл внутреннего периметра 21 торца клина 14 выбран из условия:

d^min_кан≤d^тор_кл≤d^min_кан+Δ⋅tgα,

где d^min_кан - минимальный диаметр конической внутренней поверхности 18 кольцевой канавки 17, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 17 по конической внутренней поверхности 18, м.

α - угол наклона конической внутренней поверхности 19 кольцевого клина 14 к внутренней поверхности сепаратора 5, град.

4. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1 и 2, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с цилиндрической внешней поверхностью 22, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с цилиндрической внешней поверхностью 23 и ее диаметром d_кл, равным диаметру dкан цилиндрической внешней поверхности 22 кольцевой канавки 17.

5. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1 и 2, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внешней поверхностью 24, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внешней поверхностью 25 и углом ϕ наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 равным углу γ наклона конической внешней поверхности 24 кольцевой канавки 17 к поверхности сепаратора 5.

6. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1 и 2, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внешней поверхностью 24, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внешней поверхностью 25 и углом ϕ наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 меньше угла γ наклона конической внешней поверхности 24 кольцевой канавки 17 к поверхности сепаратора 5.

7. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внутренней поверхностью 18, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с цилиндрической внутренней поверхностью 20.

8. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 7, отличающееся тем, что диаметр d^тор_кл внутреннего периметра 21 торца клина 14 выбран из условия:

d^min_кан≤d^тор_кл≤d^min_кан+Δ⋅tgβ,

где d^min_кан - минимальный диаметр конической внутренней поверхности 18 кольцевой канавки 17, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 17 по конической внутренней поверхности 18, м.

β - угол наклона конической внутренней поверхности 18 кольцевой канавки 17 к внутренней поверхности сепаратора 5, град.

9. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1 и 7, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с цилиндрической внешней поверхностью 22, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с цилиндрической внешней поверхностью 23 и ее диаметром d_кл, равным диаметру dкан цилиндрической внешней поверхности 22 кольцевой канавки 17.

10. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1 и 7, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внешней поверхностью 24, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внешней поверхностью 25 и углом ϕ наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 равным углу γ наклона конической внешней поверхности 24 кольцевой канавки 17 к поверхности сепаратора 5.

11. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1 и 7, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внешней поверхностью 24, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внешней поверхностью 25 и углом ϕ наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 меньше угла γ наклона конической внешней поверхности 24 кольцевой канавки 17 к поверхности сепаратора 5.

12. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внутренней поверхностью 18, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен в виде усеченного кольцевого конуса с радиусом R основания конуса на конической внутренней поверхности 19 больше радиуса r торца конуса на конической внутренней поверхности 19.

13. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 12, отличающееся тем, что диаметр d^тор_кл внутреннего периметра 21 торца клина 14 выбран из условия:

d^min_кан≤d^тор_кл≤d^min_кан+Δ⋅tgβ,

где d^min_кан - минимальный диаметр конической внутренней поверхности 18 кольцевой канавки 17, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 17 по конической внутренней поверхности 18, м.

β - угол наклона конической внутренней поверхности 18 кольцевой канавки 17 к внутренней поверхности сепаратора 5, град.

14. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1 и 12, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с цилиндрической внешней поверхностью 22, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с цилиндрической внешней поверхностью 23 и ее диаметром d_кл, равным диаметру dкан цилиндрической внешней поверхности 22 кольцевой канавки 17.

15. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1 и 12, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внешней поверхностью 24, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внешней поверхностью 25 и углом ϕ наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 равным углу наклона γ конической внешней поверхности 24 кольцевой канавки 17 к поверхности сепаратора 5.

16. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1 и 12, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внешней поверхностью 24, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внешней поверхностью 25 и углом ϕ наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 меньше угла γ наклона конической внешней поверхности 24 кольцевой канавки 17 к поверхности сепаратора 5.

17. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1, отличающееся тем, что глубина кольцевой канавки 17 со стороны внешней поверхности уплотнительной губки 2 выполнена больше ширины щели 12, а торцевой зазор «Б» выполнен меньше осевого зазора «В».

18. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п.1, отличающееся тем, что в торцевой части 13 кольцевой вставки 1 выполнена выемка 27 с вогнутой поверхностью тела вращения в сторону клина 14.

19. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 1, отличающееся тем, что в качестве конструкционных материалов кольцевой вставки 1 и уплотнительной губки 2 использованы антифрикционные материалы.

20. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 19, отличающееся тем, что в качестве материала кольцевой вставки 1 использован капролон или фторопласт, а в качестве материала уплотнительной губки 2 использован фторопласт.

21. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем предпочтительно для регулирующего клапана осевого типа, содержащее кольцевую вставку 1 для радиального перемещения уплотнительной губки 2 манжеты 3 которые установлены в кольцевой полости 4, выполненной в сепараторе 5, состоящим из жестко соединенных между собой, по ходу движения рабочего тела, кольцевой втулки 6 со сквозными отверстиями 7 и кольцевой гайки 8, причем поршень 9 размещен коаксиально внутри сепаратора 5, а в соединенных торцах втулки 6 и гайки 8 сепаратора 5 выполнены, соответственно, правая часть 10 и левая часть 11 кольцевой полости 4 с щелью 12 для уплотнительной губки 2, выступающей в радиальный зазор «А» между сепаратором 5 и поршнем 9, отличающееся тем, что кольцевая вставка 1 содержит торцевую часть 13 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями и клин 14, причем кольцевая вставка 1 установлена в правой части 10 кольцевой полости 4 клином 14 направленным в сторону левой части 11 кольцевой полости 4, а в днище 15 правой части 10 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями выполнен, по меньшей мере, один канал 16, соединяющий кольцевую полость 4 с пространством сквозного отверстия 7, при этом манжета 3 установлена в левой части 11 с торцовым зазором «Б» между манжетой 3 и торцовой частью 13 кольцевой вставки 1, а в манжете 3 со стороны кольцевой вставки 1 выполнена кольцевая канавка 17 с конической 18 или цилиндрической 26 внутренней поверхностью (внешняя поверхность уплотнительной губки 2) внутри которой установлен клин 14 с осевым зазором «В» между дном кольцевой канавки 17 и торцом клина 14 выполненного с конической внутренней поверхностью 19 и контактом, по крайней мере, цилиндрических внешних и/или внутренних поверхностей торцевой части 13 кольцевой вставки 1 и правой части 10 кольцевой полости 4, соответственно, а также с возможностью радиального перемещения уплотнительной губки 2 внутри щели 12 за счет продольного перемещения клина 14 вдоль кольцевой канавки 17 с контактом по конической внутренней поверхности 19 клина 14 с конической 18 или цилиндрической 26 внутренней поверхностью кольцевой канавки 17, кроме того, величина выступающей части уплотнительной губки 2 из щели 12 в радиальный зазор «А» выполнена не больше величины радиального зазора «А», а манжета 3 изготовлена из материала эластичность которого выбрана выше материала кольцевой вставки 1.

22. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 21, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внутренней поверхностью 18, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внутренней поверхностью 19 и углом α наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 равным или больше угла β наклона конической внутренней поверхности 18 к внутренней поверхности сепаратора 5.

23. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 22, отличающееся тем, что диаметр d^тор_кл внутреннего периметра 21 торца клина 14 выбран из условия:

d^min_кан≤d^тор_кл≤d^min_кан+Δ⋅tgα,

где d^min_кан - минимальный диаметр внутренней конической поверхности 18 кольцевой канавки 17, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 17 по конической внутренней поверхности 18, м.

α - угол наклона конической внутренней поверхности 19 кольцевого клина 14 к внутренней поверхности сепаратора 5, град.

24. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 21 и 22, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с цилиндрической внешней поверхностью 22, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с цилиндрической внешней поверхностью 23 и ее диаметром d_кл, равным диаметру dкан цилиндрической внешней поверхности 22 кольцевой канавки 17.

25. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 21 и 22, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внешней поверхностью 24, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внешней поверхностью 25 и утлом ϕ наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 равным углу γ наклона конической внешней поверхности 24 кольцевой канавки 17 к поверхности сепаратора 5.

26. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 21 и 22, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внешней поверхностью 24, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внешней поверхностью 25 и углом ϕ наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 меньше угла γ наклона конической внешней поверхности 24 кольцевой канавки 17 к поверхности сепаратора 5.

27. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 21, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с цилиндрической внутренней поверхностью 26, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внутренней поверхностью 19.

28. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 27, отличающееся тем, что диаметр d^тор_кл внутреннего периметра 21 торца клина 14 выбран из условия:

d^вн_кан≤d^тор_кл≤d^вн_кан+Δ⋅tgα,

где d^вн_кан - диаметр внутренней цилиндрической поверхности 26 кольцевой канавки 17, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 17 по цилиндрической внутренней поверхности 26, м.

α - угол наклона конической внутренней поверхности 19 кольцевого клина 14 к внутренней поверхности сепаратора 5, град.

29. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 21 и 27, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с цилиндрической внешней поверхностью 22, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с цилиндрической внешней поверхностью 23 и ее диаметром d_кл, равным диаметру dкан цилиндрической внешней поверхности 22 кольцевой канавки 17.

30. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 21 и 27, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внешней поверхностью 24, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внешней поверхностью 25 и углом ϕ наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 равным углу γ наклона конической внешней поверхности 24 кольцевой канавки 17 к поверхности сепаратора 5.

31. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 21 и 27, отличающееся тем, что кольцевая канавка 17 в манжете 3 выполнена с конической внешней поверхностью 24, а клин 14 кольцевой вставки 1 выполнен с конической внешней поверхностью 25 и углом ϕ наклона к внутренней поверхности сепаратора 5 меньше угла γ наклона конической внешней поверхности 24 кольцевой канавки 17 к поверхности сепаратора 5.

32. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 21, отличающееся тем, что глубина кольцевой канавки 17 со стороны внешней поверхности уплотнительной губки 2 выполнена больше ширины щели 12, а торцевой зазор «Б» выполнен меньше осевого зазора «В».

33. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 21, отличающееся тем, что в торцевой части 13 кольцевой вставки 1 выполнена выемка 27 с вогнутой поверхностью тела вращения в сторону клина 14.

34. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 21, отличающееся тем, что в качестве конструкционных материалов кольцевой вставки 1 и уплотнительной губки 2 использованы антифрикционные материалы.

35. Уплотнение кольцевого зазора между сепаратором и поршнем по п. 34, отличающееся тем, что в качестве материала кольцевой вставки 1 использован капролон или фторопласт, а в качестве материала уплотнительной губки 2 использован фторопласт.