Фланцевый профиль для взаимного крепления секций воздушных каналов - RU2124670C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к фланцевому профилю для фланцевого соединения с целью взаимного крепления секций воздушных каналов в основном прямоугольного сечения из листовой стали, в частности для воздухонаправляющих высоконапорных установок.

Известно соединение секций каналов рамообразно изготовленными уголковыми профилями.

В патенте ФРГ N 2758295 описан фланцевый профиль, который, будучи соединен рамообразно с одной секцией воздушного канала, обеспечивает соединение секций между собой. При этом стенка профиля воздушного канала вставлена между двумя приблизительно параллельными полками фланца. Во избежание утечек воздуха в противоположных, перпендикулярных стенке канала полках фланца расположено эластичное уплотнение. Недостаток в том, что уплотнительная масса очень объемная. Кроме того, за счет своего частичного, удерживаемого перемычкой расположения она не гарантирует сплошной полной герметизации секций канала.

В патенте ФРГ N 3512669 описано исполнение профилей воздушного канала, у которого предназначенные для соединения секций канала фланцы отформованы в замкнутом виде на стенках секции канала.

Стенки канала сгибают при этом в форме фланца, образуя пространственно замкнутый элемент конструкции. Конец формованного фланца соединен с геометрическим замыканием со стенкой канала в расположенном в месте перехода фальца.

Это исполнение позволяет, правда, в значительной степени избежать утечек воздуха из профилей канала, однако по технологическим причинам крайне сложно в изготовлении и обусловливает большие издержки производства. Для крупногабаритных воздушных каналов подобное исполнение возможно лишь с высокими экономическими затратами.

В патенте СССР N 1574184 А3 описан фланцевый профиль, имеющий между параллельными стенке канала парами полок утолщение, в котором находится уплотнительная масса. Она имеет противонаправленную ожидаемому воздушному потоку манжету и герметизирует вдвинутую стенку профиля канала от остальной части соединительного фланца.

Однако в соответствии с решением согласно патенту такая конструкция из-за своего технического исполнения функционально ненадежна, т.к. при вдвигании стенки канала между полками профиля уплотнительная масса выдавливается из утолщения во фланец.

К недостаточной функциональной надежности при монтаже прибавляется еще и неточное прилегание фланцевого профиля к секции канала. Направленное в канал утолщение имеет значительные функциональные недостатки, причем в зоне утолщения возникают значительные воздушные вихри, которые затем, возвращаясь обратно, приводят к скоплениям грязи и к ухудшению общего функционирования воздушного канала.

В патенте США N 5054823 описано расположение фланца воздушного канала на его секции. Фланцевый профиль надет на секцию, а стыковая кромка стенки канала упирается во внутреннюю направляющую кромку фланца. На вертикально стоящей полке фланцевого профиля отформовано направленное внутрь утолщение. Рабочая поверхность утолщения выполнена с определенным зазором над стенкой канала.

Во избежание утечек воздуха из фланцевого профиля этот зазор в зоне между утолщением и стенкой канала компенсирован уплотнением.

Устройство согласно этому патенту имеет тот недостаток, что последующее расположение уплотнительного элемента между стенкой канала и рабочей поверхностью утолщения очень сложное. В том случае, когда уплотнительный элемент расположен еще перед расположением на стенке канала, условием является очень осторожное вдвигание секции канала в зону между нижней полной и уплотнительным элементом во фланце канала, т.к. иначе уплотнительный элемент сдвинется и потеряет свою эффективность.

В патенте ФРГ N 2313425 описано расположение утолщения над горизонтальной полкой профиля канала, на которую надвигают проходящую параллельно стенку секции канала. Утолщение направлено внутрь фланца и образует сужающийся приемный элемент для стенки канала.

Минимальное удаление сужающегося приемного сегмента немного меньше или равно толщине стенки канала. При вдвигании стенка попадает между внутренней поверхностью полки и утолщением и герметизирует таким образом нижнюю часть фланца, не гарантируя, однако, что фланец будет надлежащим образом соосно сидеть на стенке канала и не отделится, т.к. при динамической нагрузке, которая вполне может быть вызвана нагревом, возникающая на кромке касания точечная нагрузка уменьшается и фланец не получает надежной опоры на стенку канала.

Такая конструкция не гарантирует надежного, отвечающего требованиям функционирования монтажа, т.к. неисключаемые неточности изготовления отрицательно сказываются на точном соблюдении положения утолщения относительно полки фланца.

В выкладке ФРГ N 3313235 описано фланцевое соединение для прямоугольных, имеющих 4 стенки кондиционирующих каналов, у которых 4 фланцевых профиля вместе с 4 прямоугольными уголковыми элементами надеты в виде рамы на торец секции канала. Фланцевые профили представляют собой приблизительно уголковые полые профили, каждый из которых надет на одну стенку канала и фиксирован там несколькими сварными точками.

Проблематичной при этом является герметизация между полками фланцевого профиля и стенкой канала, поскольку из-за расположенных рядом друг с другом на расстоянии сварных точек между внутренними полками фланцевого профиля и стенкой канала воздух может выходить на торце стенки наружу. Для улучшения герметизации от торцовой радиальной полки профиля канала внутрь полого профиля формуют утолщение с направленным к горизонтальной полке профиля натяжением. Внутренняя дуга утолщения упирается с зажимной посадкой во внутреннюю сторону стенки канала и прижимает ее к внутренней продольной полке фланца. Таким образом достигается длительное уплотняющее действие, хорошо реализуемое технологически. Утолщение может быть выполнено различной горизонтальной длины. Оно может доходить до противоположной полки фланцевого профиля. Практика, однако, показала, что ожидаемый за счет специфического исполнения напряженного утолщения зажимной и уплотняющий эффект не возникает.

Технологические допуски при протягивании фланцевых профилей не в каждом случае настолько малы, что возможно чистое вдвигание стенок канала во фланцы.

Оказалось, что при слишком сильном напряжении утолщения стенку канала нельзя вдвинуть между утолщением и полкой, а она упирается в них. При этом не достигается ожидаемый уплотняющий эффект, и взаимодействие между стенкой канала и фланцем неэффективно.

Если утолщение выполнено на слишком большом удалении от нижней полки, то зажимного и уплотняющего действия не происходит. В обоих случаях следует отметить, что эффект, т. е. герметизация канала во фланцевом профиле, не может быть обеспечен, т.к. решение технически хорошо изображено и продумано, но технологические возможности при изготовлении фланцевых профилей связаны со слишком большими отклонениями от допусков, чтобы можно было обеспечить успех такого решения.

В основу изобретения положена задача создания фланцевого профиля для фланцевого соединения с целью взаимного крепления секций канала в основном прямоугольного сечения из листового металла, в частности для воздухонаправляющих высоконапорных установок, который обеспечивает надежный и точный монтаж на секции канала и прочное воздухонепроницаемое соединение с ней, а также секций канала между собой, причем сохраняется уплотняющее действие и учитываются технологические требования к достаточной пригонке при изготовлении фланцевого профиля и его монтаже.

Согласно изобретению эта задача решается тем, что вершина выполненного во фланцевом профиле утолщения-фальца имеет эластичное покрытие, которое, упруго прилегая к внутренней стороне части противоположной полки, герметично закрывает конструктивный зазор между частью противоположной полки и вершиной утолщения-фальца.

Эластичное покрытие нанесено сплошным на вершину утолщения-фальца и соединено с частью противоположной полки. Эта противоположная вершина утолщения-фальца часть полки является перемычкой, которая, перекрывая промежуток между двумя полками, наклонена под углом к ним и повышает жесткость фланцевого профиля.

Преимущество изобретения в том, что эластичное покрытие нанесено сплошным на внутреннюю сторону перемычки, противоположной вершине утолщения-фальца.

Целесообразный вариант исполнения решения согласно изобретению следует усматривать в том, что эластичное покрытие имеет в зоне вершины сплошную толщину 1-5 мм. Толщина эластичного покрытия зависит предпочтительно от того, в какой степени предъявляется требование к движению полки и тем самым к полю допуска ширины зазора на вершине утолщения.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения заключается в том, что эластичное покрытие имеет толщину 2 мм, однако в пределах 1-5 мм. Особый вариант осуществления изобретения заключается в том, что эластичное покрытие состоит из стойкой к старению уплотнительной массы.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения следует усматривать в том, что уплотнительная масса является температуростойкой и сохраняет свою эластичность при температуре до 100^oC.

Изобретение подробнее поясняется с помощью примера его осуществления. На соответствующем чертеже изображают:
- фиг. 1: фланцевый профиль при виде сбоку;
- фиг. 2: фланцевый профиль по фиг. 1 со вдвинутой стенкой воздушного канала.

Фланцевый профиль 1 образован парами 2; 3; 4; 5 полок. Пара 2; 3 открыта на переднем конце, пара 4; 5 сплошная и имеет выдавку на верхней стороне.

Полки 2; 4 соединены перемычкой 9. В полке 5, расположенной под прямым углом к полке 3, параллельно полке 3 выполнено горизонтальное утолщение-фальц 7, которое проходит во внутреннее пространство профиля 1, образованное полками 4; 5 и перемычкой 9. По своей горизонтальной протяженности утолщение-фальц 7 параллельно полке 3. Между внутренней поверхностью полки 3 и боковой стороной 13 утолщения-фальца 7 выполнена направляющая 8. Вершина 14 утолщения-фальца 7 доходит почти вплотную к внутренней поверхности перемычки 9, не упираясь, однако, в нее.

Эластичная уплотнительная масса 15 соединяет вершину 14 утолщения-фальца 7 с внутренней поверхностью перемычки 9. Полки 2; 3 приблизительно параллельны друг другу и отогнуты под углом на внутренних концах. Полка 3 наклонена на конце к полке 2, которая наклонена от полки 3. В точке 16 обе полки 2; 3 соприкасаются. При надвигании фланцевого профиля на стенку 12 воздушного канала она сначала проходит точку 16, разжимает при этом полки 2; 3 и скользит затем по боковой стороне 13 утолщения-фальца 7 канала в направляющую 8.

На фиг. 2 изображена стенка 12 воздушного канала уже в направляющей 8. При этом за счет разжима полок 2; 3 зазор 11 немного увеличивается, и уплотнительная масса 15 растягивается в нем. Уплотняющее и зажимное действие полок 2; 3 в точках 16; 15 между боковой стороной 13 утолщения-фальца 7 и внутренней поверхностью полки 3, а также торцом стенки 12 воздушного канала на внутренней стороне полки 5 теперь полностью обеспечивается за счет уплотнительной массы 15 между вершиной 14 утолщения-фальца 7 и внутренней стороной перемычки 9.

За счет взаимодействия уплотнительных элементов 8; 15; 16; 16' в значительной степени исключены утечки воздуха. Расположение уплотнительной массы 15 в зазоре 11 в зоне вершины 14 утолщения-фальца 7 и ее постоянная эластичность обеспечивают восприятие предпочтительно динамических колебаний. В то же время это позволяет компенсировать обусловленные изготовлением и материалом превышения допусков. Горизонтальное расположение утолщения-фальца 7 с параллельной внутренней стороны полки 3 боковой стороной 13 предпочтительно потому, что его удаление возможно с полем допуска, которое позволяет легко вдвинуть стенку 12 воздушного канала до упора во внутреннюю сторону полки 5 в зоне боковой стороны 13.

Благодаря этой возможности:
- фланцевый профиль надежно фиксирован на воздушном канале;
- с самого начала исключены последующие монтажные допуски;
- за счет взаимодействия уплотнительных элементов 8; 16; 16' с уплотнительной массой 15, расположенной между утолщением-фальцем 7 и перемычкой 9, обеспечена герметизация воздушного канала.

Полость между полками 4; 5 для размещения уголков, образованная утолщением-фальцем 7, ребром 17 и уплотнительной массой 15, полностью закрыта от воздухонаправляющих деталей. В и через эту зону воздух больше не выходит, т. к. даже при динамической нагрузке фланцевого профиля за счет эластичного уплотняющего действия массы 15 достигнуто прочное замыкание зоны между полками 2; 3.

Реферат

Фланцевый профиль предназначен для взаимного фланцевого соединения секций воздушного канала в основном прямоугольного сечения из листового металла. Предлагаемая конструкция позволяет осуществить надежный монтаж фланцевого профиля на секции воздушного канала, причем, в частности, обеспечивается прочное воздухонепроницаемое соединение фланцевого профиля с секцией воздушного канала, а также секций воздушного канала между собой. При этом уплотняющее действие уплотнительной массы является длительно-эластичным и обеспечивает отвечающую технологическим требованиям пригонку при изготовлении и монтаже фланцевого профиля. Отличительной особенностью фланцевого профиля является то, что вершина утолщения-фальца имеет эластичное покрытие, которое прилегает к внутренней стороне части противоположной полки упруго и без зазоров. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула