EA000330B1

EA000330B1 - Стыковое соединение секций воздуховодов

Info

Publication number: EA000330B1
Application number: EA199800585A
Authority: EA
Inventors: Манфред Майниг
Original assignee: Мету-Зюстем Майниг Кг
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-12-14
Publication date: 1999-04-29
Also published as: WO1997023743A3; HUP9901661A3; US6109665A; CN1205765A; HU220938B1; JP2000510553A; DE19547982A1; NO982529L; PT868624E; CZ291916B6; KR100353778B1; CA2240904A1; BR9612105A; PL327410A1; EP0868624A2; AU1869797A; WO1997023743A2; PL181687B1; NO982529D0; AU723529B2

Description

Изобретение относится к стыковому соединению двух секций воздуховода из листовой стали, согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Круглые и плоскоовальные воздуховоды для вентиляции, кондиционирования, отсоса, а также транспортировки стружки и волокон составляют, как правило, из прямых секций и фасонных элементов. Прямые секции изготовляют в настоящее время большей частью в виде намотанных фальцованных труб, а в меньшей степени - в ввде продольно-фальцованных труб. Намотанные фальцованные трубы наматывают из стальной ленты, края которой сфальцовывают. Поскольку изготовление происходит полностью автоматически и очень быстро, намотанные фальцованные трубы очень дешевы. Продольно-фальцованные трубы изготовляют в большинстве случаев вручную, и потому они немного дороже. Их используют преимущественно тогда, когда намотанный фальц по различным причинам мешает. Между прямыми секциями используют фасонные элементы (колена, тройники, отводы, переходы и т.п.).

Для того чтобы секции и фасонные элементы соединить в сплошной воздуховод, имеются различные виды соединений. Для труб меньших сечений используют так называемые вставные соединения, тогда как трубы больших сечений соединяют преимущественно за счет размещенных на концах каждой секции соединительных фланцев. У известных стыковых соединений этого рода соединительные фланцы отбортовывают на концах каждой секции, приклепывают, приваривают точечной сваркой или закрепляют саморезами. В зависимости от необходимости место прилегания между соединительным фланцем и стенкой воздуховода необходимо герметизировать. Также требу ется точное центрирование взаимостыкующихся секций.

Изготовление этого известного стыкового соединения является вследствие этого очень сложным делом. Необходимо изготовить кольцеобразные соединительные фланцы и закрепить каждый из них на секции, герметизировать, а также центрировать. У вставных соединений затраты на изготовление немного ниже, зато при монтаже настолько же выше. Известные воздуховоды имеют также значительные недостатки в отношении герметизации и помех воздушному потоку в воздуховоде из-за выступов и выступающих частей внутри него, также вследствие недостаточного центрирования. В частности, при отсосе и транспортировке пыли, стружки, волокон и т.п. кромки, щели и выступы внутри воздуховода вызывают образование отложений, которые могут привести к его засорению. При транспортировке воздуха помещения такие отложения по гигиеническим соображениям крайне нежелательны, поскольку в большинстве случаев в теплом и часто влажном окружении образуется идеальная питательная среда для бактерий и грибов. Поэтому было признано, что воздуховоды для воздуха помещений необходимо обязательно очищать. Для облегчения очистки следует избегать любых щелей, желобков, уступов и, в частности, выступающих деталей, таких как винты, заклепки и т.д.

Из лежащей в основе ограничительной части п. 1 формулы изобретения публикации ЕРА1-0 287 755 известно стыковое соединение двух секций воздуховода, у которого предусмотрены отстоящие наружу от стенки воздуховода за одно целое с ним кольцевые борта, на которые свободно надеты соединительные фланцы в виде отдельных деталей, каждый из которых снабжен зажимными коленами, направленными конически назад от его внешнего конца к примыкающей стенке воздуховода. Зажимные колена сжаты коническими боковыми коленами стяжного кольца. Эти известные стыковые соединения не могут исключить радиального смещения соединительных фланцев к кольцевым бортам при надевании и стягивании, а также перекоса. В частности, не обеспечиваются точное центрирование кольцевых бортов и, тем самым, примыкающих друг к другу секций воздуховода. Из-за более или менее скругленного перехода секций в вертикально отстоящие кольцевые борта на внутренней стенке воздуховода образуются, кроме того, кольцеобразные пазухи, которые мешают гладкому потоку воздуха внутри воздуховода и приводят к скоплениям пыли и грязи.

Недостаточное центрирование вызывает, кроме того, углубление этих кольцеобразных пазух. Также герметизация между кольцевыми бортами и соединительными фланцами оказывается у известных стыковых соединений относительно сложной, поскольку необходимо герметизировать не только промежутки между прилегающими друг к другу кольцевыми фланцами, но и промежутки между кольцевыми фланцами и кольцевыми бортами.

В основе изобретения лежит задача усовершенствования стыкового соединения этого рода так, чтобы, с одной стороны, удешевить изготовление и монтаж, а с другой стороны, существенно улучшить герметичность, гладкое выполнение внутри воздуховода, его центрирование и жесткость.

Эта задача решается согласно изобретению за счет признаков п. 1 формулы изобретения.

Благодаря надеванию и стягиванию стяжного кольца зажимные колена и, тем самым, также прилегающие друг к другу кольцевые борта произвольно сильно прижимаются друг к другу. Поскольку кольцевые борта переходят в стенку воздуховода с резким отгибом и в то же время наклонены к вертикали преимущественно на несколько градусов, возникает сплошная герметизация прижатых друг к другу кольцевых бортов. Монтаж стяжного кольца прост и за счет одновременного прижатия и центрирова3 ния вызывает высокую жесткость стыкового соединения. Стяжное кольцо может быть при этом очень простым образом установлено с прессовой посадкой на соединительных фланцах своими взаимостыкующимися или накладывающимися друг на друга концами в направлении периферии посредством известного из уровня техники стяжного устройства, стяжного замка и т.п. Благодаря изготовлению секции воздуховода и соединительного фланца за одно целое, исключению направленных внутрь воздуховода частей соединительного фланца и прижатию друг к другу, в основном, без углублений кольцевых бортов в зоне взаимостыкующихся стенок воздуховода вследствие безупречного центрирования образуется герметичный воздуховод, поток воздуха внутри которого в значительной степени лишен помех и не приводит к скоплению загрязнений. Поскольку, кроме секций с отформованными за одно целое соединительными фланцами, необходимо отдельно изготовить и разместить только стяжное кольцо, возникает значительная экономия при изготовлении и монтаже.

Герметизация стыковых соединений существенно упрощается. Потери энергии и шумообразование, а также возможные отложения грязи становятся существенно меньше. Также за счет этого облегчается и улучшается очистка подобного воздуховода. В принципе, для хорошей герметизации достаточно уже плотного зажатия или стягивания обоих кольцевых бортов, что еще более усиливается за счет легкого наклона кольцевых бортов в ненагруженном состоянии.

Зависимые пункты формулы изобретения направлены на предпочтительные варианты выполнения изобретения. Пункты 2 и 3 относятся к целесообразному выполнению соединительного фланца.

По п.4 во избежание внутренних швов в воздуховоде, что более или менее неизбежно у намотанной фальцованной трубы, стенки воздуховода могут быть выполнены в значительной степени гладкими за счет выполнения продольного сварного шва на внутренней стороне. По п.5, в принципе, можно также разместить соединительный фальц согласно изобретению на конце намотанной фальцованной трубы.

При необходимости можно по п.6 очень простым образом дополнительно герметизировать щель между обоими кольцевыми бортами.

Примеры выполнения изобретения более подробно поясняются с помощью чертежа, на котором изображены:

на фиг. 1 - осевой частичный разрез стыкового соединения согласно изобретению перед стягиванием стяжного кольца;

на фиг. 2 - соответствующий фиг. 1 частичный разрез после стягивания стяжного кольца;

на фиг. За - вид под углом круглой секции воздуховода для стыкового соединения, согласно изобретению;

на фиг. ЗЬ - вид под углом выполненной в виде намотанной фальцованной трубы круглой секции воздуховода для стыкового соединения согласно изобретению;

на фиг. 4 - вид под углом плоскоовальной секции воздуховода;

на фиг. 5 - центральный, частично с вырывом, осевой разрез секции воздуховода по п.3;

на фиг. 6 - образованное сегментами трапециевидного сечения колено воздуховода в разрезе;

на фиг. 7 - коническая секция воздуховода в разрезе;

на фиг. 8-13 - различные формы выполнения отформованных за одно целое со стенкой воздуховода соединительных фланцев в разрезе.

На всех фигурах одни и те же или аналогичные детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Как хорошо видно из фиг. 1 и 2, изображенное стыковое соединение содержит две секции 10 воздуховода с трубчатой стенкой 12 преимущественно круглого сечения. На взаимостыкующихся концах каждая стенка 12 переходит как можно более острокромочно в отстоящий наружу кольцевой борт 14, составляющий со стенкой 12 соответственно угол а = 85-89°, преимущественно 87-89°. Если внутренние концы кольцевых бортов 14 плотно прилегают друг к другу в зоне стенок 12 вдоль узкого разделительного шва 16, то между торцами 18 обоих кольцевых бортов 14 образуется клинообразная щель 20, расширяющаяся радиально наружу.

Внешний конец каждого кольцевого борта 14 переходит посредством скругления 22 в конически наклоненное зажимное колено 24, направленное назад и внутрь к соответствующей стенке 12. Внутренний, лежащий вблизи стенки 12 конец к^вдого зажимного колена 24 переходит посредством скругления 26 в опорное колено 28, проходящее на расстоянии от стенки 12 параллельно ей к кольцевому борту 14. Свободный конец каждого опорного колена 28 отирается на направленную от разделительного шва 16 или клинообразной щели 20 сторону 30 каждого кольцевого борта 14. За счет этого возникает чрезвычайно жесткое выполнение соединительного фланца 32, образованного кольцевым бортом 14, зажимным коленом 24 и опорным коленом 28, а также соединенного за одно целое со стенкой 12 воздуховода.

Примыкающие друг к другу соединительные фланцы 32 притягиваются друг к другу с натяжением за счет надевания кольцеобразного стяжного кольца 34 желобчатого сечения (фиг. 1) и его стягивания (фиг. 2), так что стенки 12 аксиально еще крепче прижимаются друг к другу вдоль шва 16. Стягивание стяжного кольца может осуществляться известным, однако не показанным образом путем затягивания гайки, сидящей на закрепленном на одном конце стяжного кольца изогнутом винте, причем изогнутый винт проходит через сидящую на другом конце стяжного кольца гильзу. Таким образом, затягиванием одного единственного винта можно получить соединение в течение нескольких секунд. Той же цели может служить также переставной рычажный замок и т.п. В особых случаях, когда требования к герметичности и жесткости не так высоки, можно для удерживания стыкового соединения использовать вместо одного стяжного кольца 34 также несколько охватывающих винтовых скоб и т.п. в качестве стяжного устройства.

Изображенное на фиг. 1 и 2 стяжное кольцо 34 содержит желобчатое дно 36 и два конических зажимных колена 38, конусность которых соответствует конусности зажимных колен 24 и которые поэтому при стягивании стяжного кольца 34 плотно прилегают к зажимным коленам 24.

На внутренней стороне желобчатого дна 36 в изображенной форме выполнения закреплено огибающее полосообразное эластичное уплотнение 40, которое при стягивании стяжного кольца 34 плотно запрессовывается в изображенное на фиг. 2 зажатое положение на наружную сторону скруглений 22 и во внешний конец клинообразной щели 20 между торцами 18 кольцевых бортов 14. Дополнительно к хорошей герметизации, достигнутой за счет сильно прижатых друг к другу внутренних концов кольцевых бортов 14, достигается, таким образом, герметизация, достаточная практически для всех встречающихся случаев.

Между опорными коленами 28 и стенками 12 в направлении кольцевых бортов 14 выполняют U-образные желобки 42, которые могут быть использованы, например, для надевания и ввода служащих в качестве стяжного устройства винтовых скоб в упомянутых выше случаях или также для вставки скоб с целью подвешивания воздуховода.

Благодаря плотному прижатию друг к другу концов стенок 12 или внутренних концов кольцевых бортов 14 и, по возможности, острокромочному отгибу кольцевых бортов 14 относительно стенок 12 образуется, как уже упомянуто, очень узкий стыковой шов 16, что исключает помехи для потока воздуха и эффективно предотвращает отложения грязи. Для сравнения следует учесть, что у известных стыковых соединений в этом месте между примыкающими друг к другу секциями образуется щель шириной 2-5 мм, которая частично заполнена пористым уплотнением. Вместе со скапливающейся в щели грязью здесь возникает хорошая питательная среда для бактерий и т.п.

Для достижения возможности хорошего зажатия соединительных фланцев 32 стяжным кольцом 34 зажимные колена 24 и, тем самым, также боковые колена 38 заключают с кольцевыми бортами 14 угол преимущественно около 30°. При стягивании стяжного кольца 34 одновременно происходит радиальная выверка скруглений 22 обоих соединительных фланцев 32 его желобчатым дном 36.

На фиг. За изображена используемая для стыкового соединения согласно изобретению секция 10 круглого сечения, которая содержит на обоих концах по одному соединительному фланцу 32 по фиг. 1 и 2. Для того, чтобы также в продольном направлении секции на ее внутренней поверхности ни в зоне стенки 12, ни в зоне соединительных фланцев 32 не возникали желобки, фальцы или подобные выступающие или углубленные участки, изображенная секция 10 снабжена продольным сварным швом 44, который на внутренней поверхности стенки 12 выполнен в значительной степени гладким. Благодаря этому воздуховод отвечает самым высоким требованиям.

Похожая секция 10' изображена на фиг. ЗЬ. Вместо продольного сварного шва секция 10' изготовлена в виде намотанной фальцованной трубы со спиралеобразно намотанным фальцем 44'. Для пониженных требований внутри трубы могут быть мелкие канавки фальца 44'. Главные проблемные места, а именно выступ и щель между соединительным фланцем 32 и стенкой 12', а также щель между кольцевым бортом 14 и ответным кольцевым бортом 14, в любом случае устранены.

Прямая секция 10, имеющая, однако, плоскоовальное сечение и также снабженная продольным сварным швом 44, изображена на фиг.

4.

Изображенная на фиг. 3 секция 10 показана на фиг. 5 в осевом разрезе. На фиг. 6 изображено колено, которое составлено из нескольких фасонных элементов 46 трапециевидного продольного сечения и может быть присоединено посредством соединительных фланцев 32 на его концах к примыкающим прямым секциям 10, как это описано выше. Отдельные фасонные элементы 46 плотно соединены между собой посредством механических или сварных и продольно плотных на внутренней стороне разделительных швов 48 по возможности гладко соединенных, выступающих наружу фальцев 50.

На фиг. 7 изображена конически суженная форма выполнения секции 10 с соедините льными фланцами 32 и продольным сварным швом 44, причем стенка 12 конически сужена от одного конца к другому.

На фиг. 8-13 в осевом разрезе изображены различные формы выполнения соединительного фланца 32, отформованного за одно целое с концом стенки 12. У формы выполнения на фиг. 8 к выступающему приблизительно радиально наружу кольцевому борту 14, который образует, однако, со стенкой 12 описанный выше, незначительно острый угол а, соединенному с ним зажимному колену 24 и соединенному с последним опорному колену 28, проходящему параллельно стенке 12 на расстоянии от нее, примыкает проходящее параллельно кольцевому борту 14 и прилегающее к нему дополнительное опорное колено 52, свободный конец которого опирается на наружную сторону стенки 12. За счет этого образуется чрезвычайно жесткая форма соединительного фланца 32.

Относительно простая и, следовательно, дешевая форма выполнения соединительного фланца 32 изображена на фиг. 9. Эта форма выполнения не содержит помимо кольцевого борта 14 и зажимного колена 24 никаких опорных колен. В отношении жесткости соединительного фланца 32 этого достаточно для многих случаев применения.

На фиг. 10, напротив, изображена форма выполнения с опорным коленом 28, которое проходит от радиально внутреннего конца зажимного колена 24 наискось внутрь и свободный конец которого опирается под углом между кольцевым бортом 14 и стенкой 12. У всех этих форм выполнения соединительного фланца 32 образуется канавка 42, правда, разных сечений, которая может быть использована для упомянутых выше целей.

У изображенной на фиг. 11 формы выполнения примыкающее к зажимному колену 24 опорное колено 28 проходит также параллельно стенке 12 и опирается своим свободным концом на кольцевой борт 14. У этой формы выполнения, однако, не предусмотрена канавка 42 между опорным коленом 28 и стенкой 12, а опорное колено 28 прилегает непосредственно к стенке 12, опираясь на нее.

Похожая форма выполнения, однако с направленным от кольцевого борта 14 опорным коленом 28, которое также прилегает к наружной стороне стенки 12, изображена на фиг. 12. У этой формы выполнения для лучшего опирания целесообразно предусмотреть между стенкой 12 и опорным коленом 28 соединение 54, выполненное точечной сваркой.

Также относительно просто изготовляемая и потому менее жесткая форма выполнения изображена на фиг. 13. Кольцевой борт 14 проходит при этом не по всей радиальной протяженности соединительного фланца 32 наружу, а отгибается в проходящее параллельно стенке 12 опорное колено 28, также переходящее в коническое зажимное колено 24. На радиально внешнем конце зажимного колена 24 предусмотрено второе, проходящее параллельно стенке 12 опорное колено 28, которое в образованном за счет этого стыковом соединении с другой секцией этого рода прилегает к такому же, однако противоположно направленному опорному колену 28 примыкающей секции.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Стыковое соединение двух секций воздуховода из листовой стали со стенкой (12,12') круглого или плоскоовального сечения, причем секции содержат, по меньшей мере, на одном конце соединительный фланец (32) для получения стыкового соединения с примыкающей секцией, предусмотрен, по меньшей мере, один, отстоящий наружу от стенки (12, 12') за одно целое с ней кольцевой борт, соединительные фланцы (32) содержат зажимное колено (24), направленное конически назад от их внешнего конца к примыкающей стенке (12, 12'), и удерживаются надетым на них стяжным кольцом (34), прилегающим коническими боковыми коленами (38) к зажимным коленам (24) соединительных фланцев (32), отличающееся тем, что каждый соединительный фланец (32) выполнен за одно целое с примыкающей стенкой (12, 12'), при этом кольцевой борт (14), образующий цельную часть соединительного фланца (32), образует с примыкающей стенкой (12, 12') в ненагруженном состоянии угол (а) <90°, преимущественно 80-90°, и на своем радиально внутреннем конце переходит с резким отгибом в стенку (12, 12').
2. Соединение по π. 1, отличающееся тем, что кольцевой борт (14) в ненагруженном состоянии образует со стенкой (12, 12') соответственно угол 87-89°.
3. Соединение по π. 1 или 2, отличающееся тем, что зажимное колено (24) переходит на своем радиально внутреннем конце в опорное колено (28), опирающееся на кольцевой борт (14) и/или стенку (12, 12').
4. Соединение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что стенка (12) имеет гладкий внутри продольный сварной шов (44).
5. Соединение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что стенка (12, 12') имеет спирально намотанный фальц (44').
6. Соединение по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что на внутренней стороне стяжного кольца (34) размещено эластичное уплотнение (40), запрессованное в радиально внешний конец клинообразной щели (20) между кольцевыми бортами (14).