УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ КОЛЬЦО И ФЛАНЦЕВОЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С ПЕРЕПУСКОМ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ
SEALING METAL RING AND FLANGED SEALING DEVICE WITH WORKING MEDIUM BYPASS

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.