RU2521526C1

RU2521526C1 - Sealing metal ring and flanged sealing device with working medium bypass

Info

Publication number: RU2521526C1
Application number: RU2013103835/06A
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Левченко; Владимир Васильевич Обрезчиков; Валерий Анатольевич Щеглов
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2014-06-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: sealing metal springy ring is of U-shaped profile in its cross section, the junction sealing is performed on the noninclined solid wall of the profile. The noninclined solid wall of the profile is fitted by flat cut-outs or slots with folded surfaces, the sizes of the cut-outs and inclination angle of the folded surfaces are defined by the specified working medium flow rate. The proposed technical solution can be used as a sealing device, at joining air ducts with different devices or to each other, at joining of gas turbine engines of airborne vehicles with air intake devices.

EFFECT: leakproofness of flanged edge joints with working medium bypass of specified flow rate.

2 cl, 7 dwg

Description

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.The present invention relates to sealing devices for fixed flange end connections and can be used in pneumatic systems in various fields of technology, including aviation, operating under normal conditions and at high temperatures.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является уплотнительное металлическое кольцо и разъемное фланцевое уплотнительное устройство (варианты) патент на изобретение RU №2395740.The closest technical solution, selected as a prototype, is a sealing metal ring and a split flange sealing device (options) patent for invention RU No. 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.The sealing metal spring ring is made of spring sheet metal and has a U-shaped cross section with one non-inclined wall and another wall inclined to the outside, while the inclined wall throughout the ring has cuts in the cross section forming bent petals on the ring.

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.The flange sealing device comprises a first flange with internal broadening, a second flange with a lead-in and a collar, their mutually pressing elements and a gasket in the form of the above-mentioned sealing metal spring ring, with the U-shaped profile facing outward, covering the gap at the junction of the flanges with a non-inclined wall, abutting its outer middle part against the end face of the first flange and resting on the inlet part of the second flange with the edge of the wall, the edges of the bent profile petals abut against the second shoulder th flange.

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.A common essential feature of the prototype - the sealing metal ring, which coincides with the essential feature of the proposed device, is that the sealing metal ring has a U-shaped profile in cross section, and that the joint is sealed along the non-inclined profile wall.

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.A common essential feature of the prototype — a flange sealing device according to the first embodiment, coinciding with the essential feature of the proposed device is that the flange sealing device contains two flanges, a sealing metal ring installed between the flanges, and that the joint is sealed along the non-inclined wall of the ring.

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).A feature of the sealing metal spring ring - the prototype is that its use is impossible in flange connections requiring a bypass of the working medium with a given flow rate through the seal (for example, for cooling mating flanges).

Особенностью фланцевого уплотнительного устройства по первому варианту - прототипа является то, что второй фланец выполнен сплошным, что препятствует перетеканию за него рабочей среды.A feature of the flange sealing device according to the first embodiment, the prototype, is that the second flange is continuous, which prevents the flow of the working medium behind it.

Предлагаемым изобретением решается техническая задача обеспечения герметичности фланцевых торцевых соединений с перепуском рабочей среды заданного расхода.The present invention solves the technical problem of ensuring the tightness of the flange end connections with the bypass of the working medium of a given flow rate.

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.To solve this technical problem, the sealing metal spring ring has a U-shaped profile in cross section, the joint is sealed along the non-inclined profile wall, while in the non-inclined profile wall there are flat cuts or cuts formed by the bent parts of the cut wall, cut sizes and the angle of inclination of the bent surfaces determined by the specified flow rate of the working environment.

Перепуск рабочей среды обеспечивается следующими вариантами конструкции устройства:The bypass of the working environment is provided by the following design options of the device:

- в ненаклонной стенке выполнены плоские вырезы, размеры и количество которых определяется заданным расходом перепускаемой рабочей среды;- flat incisions are made in the non-inclined wall, the dimensions and quantity of which are determined by the specified flow rate of the bypassed working medium;

- 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;- slots formed by the bent parts of the cut wall are made in the non-inclined wall, the dimensions, the number of slots and the angle of inclination of the bent parts of the cut wall are determined by the specified flow rate of the bypassed medium;

- в буртике второго фланца имеются вырезы для протекания части перепускаемой среды.- in the flange of the second flange there are cutouts for the flow of part of the bypassed medium.

Отличительными признаками предлагаемого уплотнительного металлического пружинящего кольца являются следующие:Distinctive features of the proposed sealing metal spring ring are the following:

- в ненаклонной стенке профиля выполнены вырезы или прорези образованные отогнутыми частями прорезанной стенки;- in a non-inclined wall of the profile, cutouts or cuts formed by the bent parts of the cut through wall are made;

- размеры и количество вырезов и угол наклона отогнутых частей прорезанной стенки определяются заданным расходом перепускаемой среды.- the size and number of cutouts and the angle of inclination of the bent parts of the cut through wall are determined by the specified flow rate of the bypassed medium.

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.A distinctive feature of the proposed flange sealing device is that in the non-inclined continuous wall of the ring are made flat cuts or cuts with bent parts of the cut wall, and in the flange of the second flange there are cutouts for the flow of part of the bypassed medium.

Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующий результат - обеспечивается герметичность фланцевых торцевых соединений с перепуском рабочей среды заданного расхода.Due to the presence of these distinguishing features, together with the known ones, the following result is achieved - the tightness of the flange end connections with the bypass of the working medium of a given flow rate is ensured.

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.This technical solution can find application as a sealing device, when connecting ducts with various units or between each other, when connecting gas turbine engines of aircraft with air intake devices.

Изобретение поясняется фиг.1-7.The invention is illustrated in figures 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.Figure 1 (view from the side of the bent petals of the inclined wall) shows a sealing metal spring ring consisting of a non-inclined wall, bent petals and cutouts.

На фиг.2 изображено фланцевое уплотнительное устройство.Figure 2 shows a flange sealing device.

На фиг.3 (вид А), изображено уплотнительное металлическое кольцо, со стороны отогнутых лепестков наклоненной стенки с вырезом в ненаклонной стенке.In Fig. 3 (view A), a sealing metal ring is shown on the side of the bent petals of the inclined wall with a cutout in the non-inclined wall.

На фиг.4 (разрез Б-Б), изображено уплотнительное кольцо с ненаклонной стенкой, лепестком и вырезом.Figure 4 (section BB), shows the sealing ring with a non-inclined wall, a tab and a cutout.

На фиг.5 (разрез В-В), изображен вырез.In Fig. 5 (section BB), a cutout is shown.

На фиг.6 (вид А), изображено металлическое уплотнительное кольцо со стороны отогнутых лепестков наклонной стенке с прорезью.6 (view A), a metal sealing ring is shown from the side of the bent petals to an inclined wall with a slot.

На фиг.7 (разрез В-В), изображена прорезь, образованная отогнутой частью прорезанной ненаклонной стенки.In Fig. 7 (section BB), a slot is shown formed by the bent portion of the slotted non-inclined wall.

Уплотнительное металлическое кольцо и фланцевое уплотнительное устройство, изображенное на фиг.1-7 работает следующим образом:The sealing metal ring and the flange sealing device shown in figures 1-7 works as follows:

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.The joint is sealed by pressing the non-inclined wall 1 to the first flange 2 due to the pressing of the petals 3 by the second flange 4, the number of petals can be reduced based on a specific predetermined compressive force. In this case, through the cutouts 5 located at the junction of the flanges, the working medium is bypassed into the area of the second flange through the cutouts 6, for example, for cooling it. The bypass of the working medium can be carried out through slots 7 with bent parts of the cut non-inclined machine 8. In this case, the working medium is given angular velocity, which allows to increase the time of its contact with the design of the second flange, which ensures, for example, an increase in heat removal. The size and number of cuts 5 and slots 7 and the angle of inclination of the bent parts of the cut wall 8 are determined by a given flow rate of the working medium.

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.A flange sealing device comprising a first flange 2 with internal broadening 9, a second flange 4 with a lead-in portion 10 and a collar 11, a gasket in the form of a sealing metal spring ring 12, with the U-shaped profile facing outward with its tip, covering a gap at the joint of the flanges with a non-inclined wall abutting its outer middle part against the end face of the first flange 2 and leaning against the inlet part 10 of the second flange with the edge of the non-inclined wall, the edges of the bent profile petals abut against the flange 11 of the second flange 4 having 6 cuts for passage of medium recirculation.

Claims

1. Уплотнительное металлическое кольцо, выполненное из пружинистого листового металла и имеет в поперечном сечении U-образный профиль с одной ненаклонной наружу стенкой и с другой наклонной наружу стенкой, при этом наклонная стенка по всему кольцу имеет вырезы по поперечному сечению, образующие на кольце отогнутые лепестки, отличающееся тем, что в ненаклонной стенке имеются вырезы или прорези образованные отогнутыми частями прорезанной стенки.1. A sealing metal ring made of spring sheet metal and has a U-shaped cross section with one wall that is not inclined outward and with another wall that is inclined outward, while the inclined wall throughout the ring has cutouts along the cross section to form bent petals on the ring characterized in that in the non-inclined wall there are cutouts or slots formed by the bent parts of the cut wall.

2. Фланцевое уплотнительное устройство, характеризующееся тем, что содержит первый фланец с внутренним уширением, второй фланец с заходной частью и буртиком, прокладку в виде уплотнительного металлического пружинящего кольца по п.1, 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, кромки отогнутых лепестков профиля при этом упираются в буртик второго фланца, имеющего вырезы для прохода перепускаемой среды. 2. A flange sealing device, characterized in that it comprises a first flange with internal broadening, a second flange with a lead-in and collar, a gasket in the form of a sealing metal spring ring according to claim 1, wherein the U-shaped profile faces outward, overlaps with a non-inclined wall the gap at the junction of the flanges, abutting its outer middle part against the end face of the first flange and resting on the inlet part of the second flange with the edge of the non-inclined wall, the edges of the bent profile petals abut against the shoulder of the second a flange having cutouts for passage of a bypass medium.