УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО СТЫКОВ ВОЗДУХОВОДОВ С ПЕРЕПУСКОМ ВОЗДУХА

Предлагаемая полезная модель относится к уплотнительным устройствам для неподвижных фланцевых торцевых соединений и может быть использована 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 фланцевое уплотнительное устройство с перепуском рабочей среды, патент на полезную модель №109821 от 27.10.11.
Фланцевое уплотнительное устройство содержит два фланца, установленное между фланцами уплотнительное металлическое кольцо, установленное на заходной части второго фланца с минимальным зазором, уплотнение стыка осуществляется по сплошной стенке кольца, при этом кольцо удерживается на первом фланце крышкой с пазом и имеет возможность поперечного перемещения в пазу. Перепуск рабочей среды обеспечивается следующим образом: в первом фланце имеются совмещенные радиальные отверстия и осевые отверстия, а в крышке имеются осевые отверстия, совмещенные с осевыми отверстиями в первом фланце.
Общим существенным признаком прототипа, совпадающим с существенным признаком предлагаемого устройства является то, что уплотнительное устройство содержит два фланца, установленное между фланцами уплотнительное металлическое кольцо, установленное на заходной части второго фланца с минимальным зазором, уплотнение стыка осуществляется по сплошной стенке кольца, при этом кольцо удерживается на первом фланце крышкой с пазом и имеет возможность поперечного перемещения в пазу.
Недостатком фланцевого уплотнительного устройства - прототипа является то, что перепуск рабочей среды происходит через имеющиеся в первом фланце совмещенные радиальные и осевые отверстия, для размещения которых требуется большой массив материла для первого фланца, что приводит к неоправданному увеличению его массы. Для рассверливания совмещенных отверстий требуется технологическая оснастка. Кроме этого, из-за того, что крышка и кольцо перекрывают доступ к зазору между фланцами, нет возможности проконтролировать правильность взаимного расположения фланцев.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача по уменьшению массы уплотнительного устройства, упрощению технологии изготовления, контроль правильности установки фланцев по зазору между ними.
Для решения данной технической уплотнительное устройство содержит два фланца, установленное между фланцами уплотнительное металлическое кольцо, установленное на заходной части второго фланца с минимальным зазором, уплотнение стыка осуществляется по сплошной стенке кольца, при этом кольцо удерживается на первом фланце крышкой с пазом и имеет возможность поперечного перемещения в пазу. Перепуск рабочей среды обеспечивается следующим образом:
- в сплошной стенке кольца выполнены плоские вырезы, размеры и количество которых определяется заданным расходом перепускаемой рабочей среды;
- в сплошной стенке выполнены прорези с отогнутыми поверхностями, размеры, количество и угол наклона которых определяются заданным расходом перепускаемой среды.
Для контроля правильности взаимного расположения фланцев в крышке и кольце выполнено специальное «смотровое» окно.
Отличительным признаком предлагаемого уплотнительного устройства является то, что в сплошной стенке кольца имеются плоские вырезы, размеры и количество которых определяется заданным расходом перепускаемой рабочей среды, или прорези с отогнутыми поверхностями, размеры, количество и угол наклона которых определяются заданным расходом перепускаемой среды, в крышке и кольце выполнено специальное «смотровое» окно.
Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующий результат - существенно уменьшается масса первого фланца за счет исключения массива материала, необходимого для размещения совмещенных радиальных и осевых отверстий, упрощается технология его изготовления, перепускаемому воздуху может быть придана угловая скорость, например, для улучшения охлаждения второго фланца.
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.
Полезная модель поясняется фиг.1...6.
На фиг.1 и 2 представлено уплотнительное устройство по п.1 формулы.
На фиг.3, 4, 5 представлено уплотнительное устройство по п.1 формулы.
На фиг.6 представлено уплотнительное устройство по п.2 формулы.
Изображенное на фиг.1...6 уплотнительное устройство состоит из первого фланца 1 с внутренним уширением 2, второго фланца 3 с заходной частью 4, уплотнительного металлического кольца 5 и крышки 6 с пазом 7 (возможно выполнение паза 7 во фланце 1 со сплошной крышкой 6). Крышка 6 крепится к фланцу 1, например, винтами 8 и гайками 9. В металлическом кольце 5 имеются вырезы 10 или прорези 11 с отогнутыми поверхностями 12. В крышке 6 и кольце 5 имеется совмещенное сквозное окно 13.
Уплотнительное устройство работает следующим образом:
Уплотнение стыка осуществляется по сплошной стенке кольца 5, которое давлением рабочей среды прижимается к стенке паза 7 крышки 6. Расположение кольца 5 в пазу 7 крышки 6 позволяет компенсировать несоосность фланцев 1 и 3 при стыковке фланцев и температурные радиальные расширения фланца 3. Уплотнительное кольцо 5 устанавливается на заходной части 4 фланца 3, с минимальным зазором и имеет минимально необходимую толщину, чем обеспечивается компенсация угловых, и осевых смещений стыкуемых поверхностей соединения, компенсация больших по величине температурных линейных расширений в соединении.
Перепуск части воздуха из полости внутреннего уширения 2 происходит через вырезы 10 или через прорези 11, выполненные в сплошной стенке кольца 5. Размеры и количество вырезов, а также размеры, количество и угол наклона прорезей определяется заданным расходом перепускаемого воздуха. В случае перетекания части воздуха через прорези, перетекаемому воздуху придается угловая скорость, что позволяет увеличить время его контакта с конструкцией второго фланца, чем обеспечивается увеличение теплосъема, например при его охлаждении. Контроль правильности взаимного расположения фланцев 1 и 3 осуществляется через окно 13 путем измерения зазора Z, который должен быть равномерным по периметру стыка.