专利名称：一种金属密封活套法兰的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于高真空密封连接的装置，特别是金属密封的包括有活套外环和置于活套外环内的带有与密封垫相配合的密封刀口的法兰肩环的活套法兰。
背景技术：
金属密封法兰是高真空，特别是超高真空器具，以刀口形式进行密封对接的常用连接装置，活套法兰是金属密封法兰中的一种。现有的金属密封活套法兰由带内腔的活套外环，以及置于活套外环内腔的带有与密封垫相配合的密封刀口的法兰肩环组成。在使用时是将法兰肩环与被连接管焊接固定，在法兰肩环的密封刀口和与相配合的固定法兰的密封刀口间衬垫金属密封圈，再用穿过活套外环上螺栓孔和与其相配合的固定法兰上螺栓孔的螺栓和相配合的螺母，将活套法兰与固定法兰连接，并利用螺栓的紧固力通过活套法兰内腔底面对法兰肩环后端面的力传递作用，将法兰的密封刀口压入金属密封垫圈，形成密封。由于活套法兰的活套外环可以相对法兰肩环作径向转动，因此它可以解决加工和焊接中累积误差造成的安装困难。关于现有技术的情况可以参见附图1。从附图1中可见法兰肩环的密封刀口面，在安装使用状态时是低于活套外环密封结合端面的，因此，法兰肩环上的密封刀口是处于活套外环结合端面的内部。但现有活套法兰在最终安装前是处于自由状态，活套外环与法兰肩环间不但可以作径向转动，还可以沿轴向作相对的位移，很难避免法兰肩环上的密封刀口被暴露出来。因此活套法兰制造好后，在其包装、搬运、装卸等各个环节中均容易因法兰肩环外露而与外界物质相接触造成密封刀口损伤，从而影响其使用，影响被联接装置高真空的获得，更为严重时会使法兰报废。
发明内容
本实用新型提供一种改进的金属密封活套法兰，该活套法兰可以克服现有技术不足，使法兰在最终安装前能有效地避免密封刀口被损伤。
本实用新型是在现有的活套法兰的活套外环径向至少设有一个带内螺纹的通孔，在所述的通孔内配合有顶丝，在法兰肩环的外圆设有一内凹的环槽，在配合状态时，所述顶丝的头部嵌入法兰肩环外圆上所设的内凹环槽内，使法兰肩环与活套外环间沿轴向的运动被约束。
本实用新型的法兰肩环上的内凹环槽可以是V型截面的，也可以是矩型或圆弧形截面。
由于本实用新型的活套外环径向设有带顶丝的通孔，在法兰肩环的外圆设有内凹的环槽，在配合状态时顶丝的头部嵌入法兰肩环外圆上所设的内凹环槽内，使法兰肩环与活套外环间沿轴向的运动被约束，并使法兰肩环上的密封刀口面始终保持于活套外环结合端面的内部，而不会暴露在外，这就避免了密封刀口面因外露而可能造成受损的不足，同时因活套外环与法兰肩环间仅通过嵌于环槽的顶丝实现两者的轴向约束，并不影响外环与肩环间的相互转动，因此，本实用新型同样保留现有技术中可解决加工和焊接中累积误差造成的安装困难的特点。
附图1为现有金属密封活套法兰的安装结构示意图。附图2为本实用新型的活套外环主视图。附图3为图2的A-A向剖视图。附图4为图2的B-B向旋转放大视图。附图5为本实用新型的法兰肩环第一种实施例的主视图。附图6为图5A-A向剖视图。附图7为图6I部局部放大视图。附图8为图6II部局部放大视图。附图9为本实用新型的法兰肩环第二种实施例的主视图。附图10为图9的A-A向剖视图。附图11为图10I部局部放大视图。附图12为图10II部局部放大视图。附图13为本实用新型第一种实施例在安装状态的示意图。附图14为本实用新型的第二种实施例在安装状态的示意图。
具体实施方式
本实用新型
以下结合附图和相应的实施例进行解说。
从附图1的现有技术可见，在安装状态下，其法兰肩环3与真空管焊接固定，法兰肩环被置于活套外环2的内腔内，在肩环的密封刀口4与固定法兰的密封刀口处垫有金属密封垫5(一般是无氧铜垫)，并通过螺栓和螺母(图中以点划线表述)将活套法兰2与固定法兰1固定联接。从图中还可见，在安装状态法兰肩环3的密封刀口4是处于活套外环的密封结合端面的内部，但在未最终安装时，活套外环2与法兰肩环3间是可以作轴向位移的。在这种情况下，肩环的密封刀口4就可能暴露出来，并易受到外界物质的损伤。
附图2为本实用新型的活套外环，其基本结构与现有技术是相同的，参见附图3，但在本实用新型的外环上，其径向设有带内螺纹的孔7，参见附图4，从图中还可见，本实用新型中是在活套外环上对称设置了2个带内螺纹的孔7。
本实用新型的第一种法兰肩环结构由附图5给出，其整体的结构与现有技术基本相同，参见图5和图7。但本实用新型的法兰肩环，在其外圆上设有内凹的，截面为V型的环槽8，见附图8。
本实用新型的第二种法兰肩环结构见附图9，其整体的结构与现有技术也基本相同，但在法兰肩环的外圆上设有内凹的截面为矩型的环槽8，见附图12。
附图13和附图14为本实用新型使用状态示意。法兰肩环被置入活套外环内腔后，在活套外环的带内螺纹的孔中旋入顶丝，并使顶丝的端部嵌入法兰肩环外圆上所设的内凹环槽内，在这种状态下，即使法兰肩环没焊接于真空管上，活套外环与法兰肩环间仍可相对进行转动，但两者的轴向位移被约束，使法兰肩环上的密封刀口面始终处于活套外环密封结合端面的内部，而不会象现有技术那样使密封刀口面暴露于外，避免密封刀口受到外界物质的影响而受损伤。
本实用新型附图上给出的法兰肩环外圆上所设的环槽有两种截面形状，但在实施也可以根据需要设置其它形状截面的环槽，例如圆弧形截面的环槽。另一方面对于大口径的真空管连接，其活套外环上所设的径向带内螺纹的通孔数量可多于两个，这样可有更好的效果。当然对于小直径的真空管，也可以在活套外环上只设一个径向带内螺纹的通孔。
权利要求1.一种金属密封活套法兰，包括活套外环，置于活套外环内腔的带有与密封垫相配合的密封刀口的法兰肩环，其特征在于活套外环径向至少设有一个带内螺纹的通孔，在所述的通孔内配合有顶丝，在法兰肩环的外圆设有一内凹的环槽，在配合状态时所述顶丝的一端部嵌入法兰肩环外圆上所设的内凹环槽内，使法兰肩环与活套外环间沿轴向的运动被约束，并始终使法兰肩环的密封刀口面位于活套外环密封结合端面的内部。
2.根据权利要求1所述的一种金属密封活套法兰，其特征在于在法兰肩环的外圆设有V型截面的内凹环槽。
3.根据权利要求1所述的一种金属密封活套法兰，其特征在于在法兰肩环的外圆设有矩型截面的内凹环槽。
4.根据权利要求1所述的一种金属密封活套法兰，其特征在于在法兰肩环的外圆设有圆弧型截面的内凹环槽。
专利摘要本实用新型公开一种用于高真空密封连接的装置。本实用新型是在现有金属密封活套法兰的活套外环径向至少设有一个带内螺纹的通孔，在该通孔内配合有顶丝，在法兰肩环的外圆设有一内凹的环槽，在配合状态时所述顶丝的头部嵌入法兰肩环外圆上所设的内凹环槽内，使法兰肩环与活套外环间沿轴向的运动被约束。本实用新型的法兰肩环上的内凹环槽可以是V型截面，也可以是矩型或圆弧形截面。
文档编号F16L23/00GK2636046SQ03262490
公开日2004年8月25日 申请日期2003年7月1日 优先权日2003年7月1日
发明者张新俊, 杨晓天 申请人:中国科学院近代物理研究所