ФЛАНЕЦ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ СЕКЦИЙ ВОЗДУХОВОДА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к устройствам вентиляции и кондиционирования воздуха и предназначена для соединения секций воздуховодов круглого сечения, преимущественно, спирально-навивных, выполненных из листовой стали.
Уровень техники
Известно устройство для соединения секций воздуховода (патент SU №1513331, МПК: F 24 F 13/02, опубл. 07.10.89 г.), в котором фланцы выполнены в виде отбортованных наружу концов секций, охватываемых бандажом. Однако выполнение отбортовок в секциях воздуховода сопряжено с большими технологическими трудностями и высокими издержками.
Известно соединение секций воздуховода посредством фланцевых колец, надеваемых сверху на концевые участки соединяемых труб (патент №2087786, опубл. 1997.08.20). Однако такое соединение секций не применимо для спирально-навивных воздуховодов, имеющих шов по наружной поверхности, препятствующий обеспечению герметичности соединения.
Для соединения секций воздуховодов из листовой стали широкое распространение получили фланцы из листового металла, изготовленные методом гибки. Так известны фланцевые рамы для стыкового соединения между двумя участками круглых, овальных и прямоугольных воздуховодов (патент на изобретение №1831642, МПК: F 24 F 13/02, опубл. 30.07.90 г), выполненные в виде многократно согнутого элемента, профиль которого образован осевой полкой (или ступицей) фланца, радиально ей отстоящим фланцевым кольцом, и содержит L-образную полость. Однако такой сложный профиль можно получить только из тонкого листового материала путем многоступенчатой гибки на сложном и дорогом оборудовании. Исполнение фланца из тонкого материала требует усиления его жесткости, которое достигается за счет установки в упомянутой L-образной полости упрочняющих элементов.
Наиболее близким к заявляемому фланцу является фланец по патенту US 4, 516, 797, МПК: F 16 L 23/00, опубл. 14.05.85 г., выполненный из свернутой по кольцу профилированной полосы листового металла. Профиль фланца сформирован продольными участками полосы, расположенными, за счет продольной гибки этой полосы, под определенными углами по отношению друг к другу, и образующими при сворачивании полосы осевую ступицу, которая предназначена для размещения внутри
концевого участка трубы и соединения с ним, и собственно фланцевое кольцо с рамочным профилем. При этом рамочный профиль фланцевого кольца образован соединительной частью фланца (т.е. кольцевой поверхностью, при сборке секций воздуховода соединяемой с аналогичной поверхностью другого фланца), и наклонной полкой, идущей от соединительной части в направление к ступице, контактирующей с бандажом, охватывающим соединяемые фланцы. Край наклонной полки отогнут в сторону внутреннего пространства, образованного между осевой ступицей и фланцевым кольцом, что облегчает надевание конца трубы секции воздуховода на ступицу. С целью обеспечения жесткости фланцевого профиля, фланец выполняют из толстой листовой стали.
Недостатком известного решения является то, что при свертывании профилированной полосы наклонная полка профиля стремиться прижаться к соединительной части фланцевого кольца, нарушается угол ее расположения, необходимый для плотного охвата фланцев бандажом. Вследствие этого сложно получить плотное и надежное соединение секций воздуховода.
Раскрытие полезной модели
Задачей заявляемой полезной модели является разработка конструкции фланца, обеспечивающего плотное и надежное соединение секций воздуховода. При этом достигнут технический результат, который выражается в сохранении формы профиля фланцевого кольца, как при изготовлении фланца (т.е. при сворачивании по кольцу профилированной полосы металла), так и при эксплуатации фланца (т.е. при воздействии на фланец бандажа при его стягивании), за счет сохранения углового положения наклонной полки. Кроме того, заявляемое решение упрощает конструкцию фланца, и как следствие, упрощает процесс профилирования полосы при его изготовлении, за счет исполнения фланца со ступицей простой цилиндрической формы.
Поставленная задача решена за счет того, что в конструкции фланца для соединения секций воздуховода, выполненного из профилированной полосы листового металла, свернутой по кольцу с образованием продольными частями упомянутой полосы, отграниченными друг от друга линиями сгиба (т.е. участками упомянутой полосы, полученными в результате продольной ее гибки), ступицы фланца, предназначенной для соединения с концом секции воздуховода, и фланцевого кольца с профилем рамочной формы, включающего соединительную часть (соединительная часть - это часть фланца соприкасающаяся с аналогичной частью другого фланца при сборке секций воздуховода) и наклонную к упомянутой ступице полку, предназначенную для охвата бандажом,
продольный край которой, приходящийся на продольный край упомянутой полосы, выполнен с отгибом, согласно заявляемой полезной модели, отгиб направлен вдоль ступицы и выполнен с возможностью упора в соединительную часть фланцевого кольца, при этом срез продольного края полосы, образующего ступицу, и срез продольного края полосы, образующего отгиб, обращены в противоположные стороны.
В отличие от прототипа отгиб края полосы (отгиб вдоль наклонной полки), образует, по сути, еще одну полку, ориентированную поперечной частью вдоль ступицы (другими словами, параллельно ступице и вдоль оси фланца). Этот отгиб проходит под наклонной полкой и продолжен до соединительной части фланцевого кольца, но не связан с ней, а лишь имеет возможность упора. При сворачивании профилированной полосы по кольцу (т.е. при изготовлении фланца) такой отгиб упирается в соединительную часть фланцевого кольца с тыльной ее стороны и не позволяет наклонной полке приближаться к ее поверхности. Таким образом, отгиб фиксирует положение наклонной полки, угол ее наклона, и обеспечивает сохранение рамочной формы профиля при сворачивании профилированной полосы, а также удерживает рамочную форму профиля фланцевого кольца при стягивании фланцев бандажом. Вместе с тем, полученный таким образом профиль фланцевого кольца, характеризующегося за счет вышеописанного упора достаточной жесткостью, дает возможность упростить ту часть фланца, которая представляет собой ступицу, и предназначена для соединения фланца с краем секции воздуховода, и выполнить ее, в отличие от прототипа, простой формы, без дополнительных сгибов. Конструктивно такой фланец характеризуется тем, что срез продольного края профилированной полосы, т.е. продольного края, образующего ступицу, и срез противоположного продольного края этой полосы, т.е. края, образующего отгиб, обращены в противоположные стороны.
При изготовлении заявляемого фланца профилирование полосы осуществляют меньшим, чем в прототипе, количеством гибов, что упрощает как конструкцию фланца, так и процесс его изготовления. Профиль полосы, из которого получают заявляемый фланец, предельно простой, и изготавливают фланец из толстостенных листовых материалов на простом технологическом оборудовании. Для обеспечения жесткости фланцевого соединения, толщину листовой стали, из которой изготавливают фланец, обычно выбирают с превышением толщины стали, из которой выполнены секции соединяемого воздуховода. Предпочтительная толщина металла профилированной полосы для изготовления фланца составляет от 0,7 до 2 мм. При этом нижний предел - 0,7 мм, обусловлен минимальной толщиной стали, используемой для изготовления секций воздуховода и составляющей 0,5 мм. Превышение рассчитывает конструктор, исходя из
толщины металла труб воздуховода и условий его эксплуатации. Верхний предел - 2 мм, обусловлен технологическими возможностями оборудования, осуществляющего профилирование полосы.
Вышеприведенная заявляемая совокупность существенных признаков не выявлена в уровне техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения требованию «новизна».
Краткое описание чертежей
Заявляемое техническое решение поясняется следующими чертежами:
На фиг.1 - изображена полоса до профилирования (а) и после профилирования (б);
На фиг.2 - изображен фланец в сборе с секцией, вид по сечению Б-Б, указанном на фиг.3;
На фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.
Осуществление полезной модели
Ниже изложен пример изготовления фланцев, предназначенных для соединения секций круглого спирально-навивного воздуховода, выполненного из листовой стали толщиной 0,5 мм.
Для изготовления фланца упомянутого назначения использовали оцинкованную стальную ленту толщиной 0,7 мм. Отрезанную от упомянутой ленты полосу 1 (см. фиг.1а) профилировали путем многоступенчатой роликовой прокатки посредством известного оборудования. В результате продольной гибки полосы 1 получены отграниченные друг от друга линиями сгиба продольные части 2, 3, 4 и 5 (см. фиг.1б), в совокупности формирующие фланцевое кольцо F, профиль которого имеет рамочную форму. Посредством известного оборудования профилированную полосу 1 (см. фиг.1б) свернули по кольцу, при этом участок 2 полосы сформировал ступицу 2' (см. фиг.3), внешний диаметр которой соответствует диаметру трубы 7 соединяемой фланцем секции воздуховода. При упомянутом сворачивании отгиб 5, упираясь в соединительную часть 3 профиля фланцевого кольца F, не позволяет наклонной полке 4 изменить свое положение, т.е. приблизиться к поверхности 3.
Фланец выполняют с осевой щелью 6, облегчающей его установку внутри трубы 7 (секции) воздуховода и исключающей образование складок при соединении ступицы 2' фланца с поверхностью трубы 7. Упомянутое соединение осуществляют от середины к краям, образованным щелью 6, посредством саморежущих винтов, контактной точечной сварки или пуклевки.