УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ КОЛЬЦО И ФЛАНЦЕВОЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С ПЕРЕПУСКОМ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ Российский патент 2014 года по МПК F16J15/08 F16L23/02 

Предлагаемое изобретение относится к уплотнительным устройствам для неподвижных фланцевых торцевых соединений и может быть использован в пневмосистемах в различных областях техники, в том числе авиационной, работающих как в нормальных условиях, так и в условиях высоких температур.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является уплотнительное металлическое кольцо и разъемное фланцевое уплотнительное устройство (варианты) патент на изобретение RU №2395740.

Уплотнительное металлическое пружинящее кольцо выполнено из пружинистого листового металла и имеет в поперечном сечении U-образный профиль с одной ненаклонной стенкой и другой наклонной наружу стенкой, при этом наклонная стенка по всему кольцу имеет вырезы по поперечному сечению, образующие на кольце отогнутые лепестки.

Фланцевое уплотнительное устройство содержит первый фланец с внутренним уширением, второй фланец с заходной частью и буртиком, их взаимно поджимающие элементы и прокладку в виде вышеописанного уплотнительного металлического пружинящего кольца, при этом U-образный профиль обращен вершиной наружу, ненаклонной стенкой перекрывает зазор по стыку фланцев, упираясь внешней средней ее частью в торец первого фланца и опираясь кромкой стенки на заходную часть второго фланца, кромки отогнутых лепестков профиля при этом упираются в буртик второго фланца.

Общим существенным признаком прототипа - уплотнительного металлического кольца, совпадающим с существенным признаком предлагаемого устройства, является то, что уплотнительное металлическое кольцо имеет в поперечном сечении U-образный профиль, и то, что уплотнение стыка осуществляется по ненаклоненной стенке профиля.

Общим существенным признаком прототипа - фланцевого уплотнительного устройства по первому варианту, совпадающим с существенным признаком предлагаемого устройства является то, что фланцевое уплотнительное устройство содержит два фланца, установленное между фланцами уплотнительное металлическое кольцо, и то, что уплотнение стыка осуществляется по ненаклонной стенке кольца.

Особенностью уплотнительного металлического пружинящего кольца - прототипа является то, что его применение невозможно во фланцевых соединениях, требующих перепуска рабочей среды с заданным расходом через уплотнение (например, для охлаждения стыкуемых фланцев).

Особенностью фланцевого уплотнительного устройства по первому варианту - прототипа является то, что второй фланец выполнен сплошным, что препятствует перетеканию за него рабочей среды.

Предлагаемым изобретением решается техническая задача обеспечения герметичности фланцевых торцевых соединений с перепуском рабочей среды заданного расхода.

Для решения данной технической задачи уплотнительное металлическое пружинящее кольцо имеет в поперечном сечении U-образный профиль, уплотнение стыка осуществляется по ненаклонной стенке профиля, при этом в ненаклонной стенке профиля выполнены плоские вырезы или прорези образованные отогнутыми частями прорезанной стенки, размеры вырезов и угол наклона отогнутых поверхностей определяются заданным расходом рабочей среды.

Перепуск рабочей среды обеспечивается следующими вариантами конструкции устройства:

- в ненаклонной стенке выполнены плоские вырезы, размеры и количество которых определяется заданным расходом перепускаемой рабочей среды;

- в ненаклонной стенке выполнены прорези образованные отогнутыми частями прорезанной стенки, размеры, количество прорезей и угол наклона отогнутых частей прорезанной стенки определяются заданным расходом перепускаемой среды;

- в буртике второго фланца имеются вырезы для протекания части перепускаемой среды.

Отличительными признаками предлагаемого уплотнительного металлического пружинящего кольца являются следующие:

- в ненаклонной стенке профиля выполнены вырезы или прорези образованные отогнутыми частями прорезанной стенки;

- размеры и количество вырезов и угол наклона отогнутых частей прорезанной стенки определяются заданным расходом перепускаемой среды.

Отличительным признаком предлагаемого фланцевого уплотнительного устройства является то, что в ненаклонной сплошной стенке кольца выполнены плоские вырезы или прорези с отогнутыми частями прорезанной стенки, а в буртике второго фланца имеются вырезы для протекания части перепускаемой среды.

Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующий результат - обеспечивается герметичность фланцевых торцевых соединений с перепуском рабочей среды заданного расхода.

Данное техническое решение может найти применение в качестве уплотнительного устройства, при стыковке воздуховодов с различными агрегатами или между собой, при стыковке газотурбинных двигателей летательных аппаратов с воздухозаборными устройствами.

Изобретение поясняется фиг.1-7.

На фиг.1 (вид со стороны отогнутых лепестков наклонной стенки) изображено уплотнительное металлическое пружинящее кольцо, состоящее из ненаклонной стенки, отогнутых лепестков и вырезов.

На фиг.2 изображено фланцевое уплотнительное устройство.

На фиг.3 (вид А), изображено уплотнительное металлическое кольцо, со стороны отогнутых лепестков наклоненной стенки с вырезом в ненаклонной стенке.

На фиг.4 (разрез Б-Б), изображено уплотнительное кольцо с ненаклонной стенкой, лепестком и вырезом.

На фиг.5 (разрез В-В), изображен вырез.

На фиг.6 (вид А), изображено металлическое уплотнительное кольцо со стороны отогнутых лепестков наклонной стенке с прорезью.

На фиг.7 (разрез В-В), изображена прорезь, образованная отогнутой частью прорезанной ненаклонной стенки.

Уплотнительное металлическое кольцо и фланцевое уплотнительное устройство, изображенное на фиг.1-7 работает следующим образом:

Уплотнение стыка осуществляется прижатием ненаклонной стенки 1 к первому фланцу 2 за счет поджатия лепестков 3 вторым фланцем 4, количество лепестков может быть уменьшено, исходя из конкретного заданного усилия поджатия. При этом через вырезы 5, расположенные на стыке фланцев происходит перепуск рабочей среды в зону второго фланца через вырезы 6, например, для его охлаждения. Перепуск рабочей среды может осуществляться через прорези 7 с отогнутыми частями прорезанной ненаклонной станки 8. При этом рабочей среде придается угловая скорость, что позволяет увеличить время ее контакта с конструкцией второго фланца, чем обеспечивается, например, увеличение теплосъема. Размеры и количество вырезов 5 и прорезей 7 и угол наклона отогнутых частей прорезанной стенки 8 определяются заданным расходом рабочей среды.

Фланцевое уплотнительное устройство, содержащее первый фланец 2 с внутреннем уширением 9, второй фланец 4 с заходной частью 10 и буртиком 11, прокладку в виде уплотнительного металлического пружинящего кольца 12, при этом U-образный профиль обращен вершиной наружу, ненаклонной стенкой перекрывает зазор по стыку фланцев, упираясь внешней средней ее частью в торец первого фланца 2 и опираясь кромкой ненаклонной стенки на заходную часть 10 второго фланца, кромки отогнутых лепестков профиля при этом упираются в буртик 11 второго фланца 4, имеющего вырезы 6 для прохода перепускаемой среды.

Группа изобретений относится к уплотнительным устройствам для неподвижных фланцевых торцевых соединений. Уплотнительное металлическое пружинящее кольцо имеет в поперечном сечении U-образный профиль, уплотнение стыка осуществляется по ненаклоненной сплошной стенке профиля. В ненаклоненной сплошной стенке профиля выполнены плоские вырезы или прорези с отогнутыми поверхностями, размеры вырезов и угол наклона отогнутых поверхностей определяются заданным расходом рабочей среды. Данное техническое решение может найти применение в качестве уплотнительного устройства, при стыковке воздуховодов с различными агрегатами или между собой, при стыковке газотурбинных двигателей летательных аппаратов с воздухозаборными устройствами. Изобретением обеспечивается герметичность фланцевых торцевых соединений с перепуском рабочей среды заданного расхода. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

1. Уплотнительное металлическое кольцо, выполненное из пружинистого листового металла и имеет в поперечном сечении U-образный профиль с одной ненаклонной наружу стенкой и с другой наклонной наружу стенкой, при этом наклонная стенка по всему кольцу имеет вырезы по поперечному сечению, образующие на кольце отогнутые лепестки, отличающееся тем, что в ненаклонной стенке имеются вырезы или прорези образованные отогнутыми частями прорезанной стенки.

2. Фланцевое уплотнительное устройство, характеризующееся тем, что содержит первый фланец с внутренним уширением, второй фланец с заходной частью и буртиком, прокладку в виде уплотнительного металлического пружинящего кольца по п.1, при этом U-образный профиль обращен вершиной наружу, ненаклонной стенкой перекрывает зазор по стыку фланцев, упираясь внешней средней ее частью в торец первого фланца и опираясь кромкой ненаклонной стенки на заходную часть второго фланца, кромки отогнутых лепестков профиля при этом упираются в буртик второго фланца, имеющего вырезы для прохода перепускаемой среды.