Радиальное уплотнительное устройство с перепуском рабочей среды Российский патент 2018 года по МПК F16J15/00 

Предлагаемое изобретение относится к уплотнительным устройствам для неподвижных цилиндрических стыков и может быть использована в пневмосистемах для стыковки воздуховодов в различных областях техники, работающих как в нормальных условиях, так и в условиях высоких температур, стыковки воздухозаборных устройств и входных устройств воздушно-реактивных двигателей в авиационной технике.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является уплотнительное металлическое кольцо и фланцевое уплотнительное устройство с перепуском рабочей среды патент на изобретение RU №2521526 С1.

Фланцевое уплотнительное устройство содержит первый фланец с внутренним уширением, второй фланец с заходной частью и буртиком, прокладку в виде 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 ненаклонной стенки на заходную часть второго фланца, в ненаклонной стенке имеются вырезы для перепуска рабочей среды, кромки отогнутых лепестков профиля при этом упираются в буртик второго фланца, имеющего вырезы для прохода перепускаемой среды, расположенные напротив вырезов в ненаклонной стенке профиля.

Общими существенными признаками прототипа - фланцевого уплотнительного устройства, совпадающими с существенными признаками предлагаемого устройства, является то, что радиальное уплотнительное устройство содержит первый фланец с внутренним уширением, второй фланец с заходной частью и прокладку в виде уплотнительного металлического пружинящего кольца U-образного профиля со сплошной ненаклонной стенкой и наклонной стенкой с вырезами, образующими лепестки, при этом перепуск рабочей среды осуществляется через вырезы в профиле уплотнительного кольца.

Особенностью фланцевого уплотнительного устройства - прототипа является то, что для обеспечения работы устройства требуется наличие буртика с вырезами на втором фланце, для надежной работы устройства (исключения выпадения лепестков за буртик второго фланца при перекосах первого и второго фланцев друг относительно друга при стыковке фланцев и в процессе работы) требуется, чтобы буртик на втором фланце имел большую высоту, что увеличивает габариты и массу фланцевого уплотнительного устройства. Также данное фланцевое уплотнительное устройство не обеспечивает равномерность радиального зазора между уплотняемыми фланцами.

Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача уменьшения габаритов уплотнительного устройства, уменьшения его массы, повышения надежности работы и обеспечения равномерного радиального зазора между уплотняемыми фланцами.

Для решения данной технической задачи радиальное уплотнительное устройство содержит первый фланец с внутренним уширением, второй фланец с заходной частью, уплотнительное металлическое пружинящее кольцо U-образного профиля (далее - уплотнительное кольцо) со сплошной ненаклонной стенкой и наклонной стенкой с лепестками, уплотнительное кольцо расположено в пространстве между внутренним уширением первого фланца и заходной частью второго флаСнца, U-образный профиль ненаклонной стенкой опирается на поверхность внутреннего уширения первого фланца, а наклонной стенкой опирается на наружную поверхность заходной части второго фланца, при этом перепуск рабочей среды осуществляется через отверстия в вершине U-образного профиля уплотнительного кольца, а уплотнительное устройство имеет элементы фиксации уплотнительного кольца, например, второй фланец имеет на наружной поверхности заходной части выступы, фиксирующие уплотнительное кольцо.

Отличительным признаком предлагаемого радиального уплотнительного устройства является то, что U-образный профиль ненаклонной стенкой опирается на поверхность внутреннего уширения первого фланца, а наклонной стенкой опирается на наружную поверхность заходной части второго фланца, при этом перепуск рабочей среды осуществляется через отверстия в вершине U-образного профиля уплотнительного кольца, а уплотнительное устройство имеет элементы фиксации уплотнительного кольца, например, второй фланец имеет на наружной поверхности заходной части выступы, фиксирующие уплотнительное кольцо.

Предлагаемое устройство поясняется фиг. 1-2.

На фиг. 1 изображено продольное сечение радиального уплотнительного устройства, состоящего из первого фланца 1, второго фланца 2, уплотнительного металлического кольца 3 с отверстиями для перепуска рабочей среды 4. В сечении А-А изображена часть первого фланца 1, часть второго фланца 2 и часть уплотнительного металлического кольца 3 с отверстиями 4 в вершине U-образного профиля уплотнительного кольца.

Уплотнительное металлическое кольцо 3 устанавливается на поверхность Ж внутреннего уширения первого фланца 1.

Второй фланец 2 устанавливается своей заходной частью во внутренние уширение первого фланца 1, при этом происходит поджатие отогнутых лепестков 6 кольца 3, а выступы 7 фиксируют кольцо 3 в уплотнительном устройстве.

На фиг. 2 на виде Б изображена часть уплотнительного металлического пружинящего кольца 4 с вырезами 5, отогнутыми лепестками 6, и отверстиями 4 в вершине U-образного профиля уплотнительного кольца.

Радиальное уплотнительное устройство, изображенное на фиг. 1-2 работает следующим образом:

Уплотнение стыка осуществляется перекрытием уплотнительным металлическим кольцом 3 зазора между поверхностью внутреннего уширения первого фланца 1 и заходной частью второго фланца 2, прижатием отогнутых лепестков 6 профиля кольца к поверхности внутреннего уширения первого фланца 1. При этом воздействие давления рабочей среды на стенки кольца улучшает работу уплотнительного устройства. Перепуск рабочей среды в зону второго фланца, например, для его охлаждения, осуществляется через отверстия 4 в вершине U-образного профиля уплотнительного кольца, их количество определяется потребным расходом перепускаемой рабочей среды, а выступы 7 фиксируют кольцо 3 в уплотнительном устройстве.

Изобретение относится к радиальному уплотнительному устройству с перепуском рабочей среды, в котором применен U-образный профиль с ненаклонной стенкой, которая опирается на поверхность внутреннего уширения первого фланца, а наклонная стенка опирается на наружную поверхность заходной части второго фланца. При этом перепуск рабочей среды осуществляется через отверстия в вершине U-образного профиля уплотнительного кольца, а уплотнительное устройство имеет элементы фиксации уплотнительного кольца, например, второй фланец имеет на наружной поверхности заходной части выступы, фиксирующие уплотнительное кольцо. Изобретение повышает надежность работы и обеспечивает равномерный радиальный зазор между уплотняемыми фланцами. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Радиальное уплотнительное устройство с перепуском рабочей среды, содержащее первый фланец с внутренним уширением, второй фланец с заходной частью, прокладку в виде уплотнительного металлического пружинящего кольца U-образного профиля со сплошной ненаклонной стенкой и наклонной стенкой с вырезами, образующими лепестки, при этом перепуск рабочей среды осуществляется через вырезы в профиле уплотнительного кольца, отличающееся тем, что U-образный профиль ненаклонной стенкой опирается на поверхность внутреннего уширения первого фланца, а наклонной стенкой опирается на наружную поверхность заходной части второго фланца, при этом перепуск рабочей среды осуществляется через отверстия в вершине U-образного профиля уплотнительного кольца.

2. Радиальное уплотнительное устройство с перепуском рабочей среды по п. 1, отличающееся тем, что уплотнительное устройство имеет элементы фиксации уплотнительного кольца, например, второй фланец имеет на наружной поверхности заходной части выступы, фиксирующие уплотнительное кольцо.