一种安装法兰的螺母自定位装置的制作方法

[0001]
本发明属于机械设计及加工技术领域，具体涉及一种设备安装附件，具体涉及一种安装法兰的螺母自定位装置。


背景技术：

[0002]
在绝大多数工业领域的生产线中，存在各种型式的介质输送管道系统，管道中的流体是组成该生产系统的基本要素。随着工业技术的快速发展，越来越多的生产过程需要对这些流体要素进行全流程、全工况的精准化监测及控制，这就对各种测控设备的使用及安装提出了更高的要求。面对各种各样的介质输送管道，如圆形、矩形，甚至异形管道，如何在流体的关键位置方便的安装测控设备，如何保证这些测控设备能够顺利的完成定期维护或者不定期的检修，现已成为各种工业系统从设计之初就开始关注的重点问题之一。
[0003]
为了解决上述问题，目前往往采用在流体介质主管道上预制安装附件的方式，这种安装附件通常是预制法兰管座的装置型式。即在综合考虑测控设备的外形尺寸、固定要求及安装位置后，确定合适的预制法兰管座基本型式，如圆形或矩形短管，再配合相应的安装反法兰。其中，预制法兰管座与工艺介质主管道永久焊接连接，测控设备则通过螺栓与管座反法兰连接，进而完成测控设备的安装。通过此种安装附件，测控设备可以方便的与主管道系统进行有效连接。必要时，也可以将测控设备方便的移除，并利用配套的法兰盖板，完成对主管道系统的封闭。因此，预制法兰管座以其方便、可靠的使用特点，成为解决此类问题的首选方案。
[0004]
在实际使用过程中，当测控设备装入预制管座后，需要完成安装螺栓的紧固操作，使设备稳固连接且对主管道中流通介质进行密封。而螺栓的紧固，则要求操作人员使用两把扳手分别对位于安装反法兰背侧的螺母和设备法兰外侧的螺钉进行定位和旋紧。由于安装反法兰一般都与主管道外层保温护板间距很小，操作人员在旋紧螺钉的同时，对背侧的螺母进行定位操作的活动空间余度很小。尤其是当连接螺栓规格较大，需要用到的扳手尺寸很大时，完成螺栓紧固或松解的操作更加不便。当遇到特殊情况，使主管道保温外护板与安装反法兰平齐甚至超出反法兰平面时，即反法兰“沉入”保温层的情况，紧固或松解安装螺栓的操作将变得十分困难，通常需要重新拆装管座附近的保温层，这样既不方便也影响了附近主管道的保温效果。另外，某些测控设备位于主管道高处，拆装设备需要进行“高空作业”时，这种操作的困难程度又将成倍增加，带来种种安全隐患。
[0005]
有些工程现场采用反法兰背面焊接螺母的方法，解决上述困难。即操作时仅需从正面对螺钉进行旋转，而无需对背面螺母进行扳手定位。但长期使用后，依旧会出现螺母锈蚀、螺纹打滑的现象，影响设备安装的紧固性。而一旦出现此种情况，则需要彻底更换反法兰。另外，此方法也对现场的螺母焊接定位精度要求较高，需要谨慎操作。因此，如何保证位于设备安装反法兰背侧的螺母有效的定位，使螺栓能够快速的旋紧或松解，且能够使螺母方便的进行定期更新，成为提高预制法兰管座安装形式使用效率，保障相关操作方便性和安全性的关键。


技术实现要素：

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本发明目的在于提供一种安装法兰的螺母自定位装置，能够对位于安装法兰背侧的紧固螺母进行定位，且方便的进行螺钉的旋紧和松解操作。另外，还可以方便的对螺母进行更换，从而保证预制法兰管座的安装功能正常、完整，提高设备安装效率和操作安全性。
[0007]
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
[0008]
一种安装法兰的螺母自定位装置，包括设置在预制管座上的反法兰，反法兰上通过焊接或胶粘有螺母定位板，螺母定位板上开设有多个孔槽。
[0009]
本发明进一步的改进在于，母定位板和预制管座位于反法兰同一侧。
[0010]
本发明进一步的改进在于，定位板水平布置时，孔槽竖直布置。
[0011]
本发明进一步的改进在于，孔槽与水平线的仰角为
°
。
[0012]
本发明进一步的改进在于，孔槽内设置有螺母。
[0013]
本发明进一步的改进在于，定位板上设置有螺母挡板，螺母挡板上开设有螺母挡板空窗。
[0014]
本发明进一步的改进在于，定位板的外缘上设置连接档卡。
[0015]
本发明进一步的改进在于，定位板与反法兰通过档卡结构焊接连接。
[0016]
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0017]
本发明通过设置在设备安装管座反法兰背侧的定位板，使所有安装螺栓配套的螺母能够自主定位，并稳定的“滞留”于定位处，且该种结构的定位板设计简单，加工方便，安装可靠，使用轻松。在一定程度上简化了预制法兰管座这种设备安装型式的操作流程，保障了操作人员的作业安全，大大提高了操作效率，解决了紧固螺母的定位和螺母定期更新的问题，且具有成本低，使用方便的特点。
[0018]
进一步的，定位板可根据安装反法兰的外形尺寸及螺栓孔位置方便的进行设计及加工。同时也可根据螺栓孔分布及数量进行简单的组合。在工程实际应用中，定位板能够与安装反法兰快速的组合使用。
[0019]
进一步的，定位板上的孔槽结构，能够与配套的螺母外形尺寸精准吻合，当螺钉由正面进行旋紧或松解操作时，螺母也能够可靠锁定。完全不影响螺栓的正常操作和紧固效果。简单明了的结构设计，使操作人员能够轻松上手，无需进行过多的使用指导。
[0020]
进一步的，定位板孔槽的仰角设计，可以使螺母稳定的“滞留”于孔槽内，避免螺母容易滑落掉出的现象。同时，定位板后部的螺母挡板空窗结构，也可使螺母轻松的拿出更换，大大方便了装置的使用，提升了通体功能性。
[0021]
进一步的，螺母定位板与反法兰的连接形式简单，可采用焊接或者胶粘的型式完成快速安装。边缘档卡既能够使定位板快速定位，也可作为焊接点方便焊接操作。本发明大大提高了螺母自定位装置的使用灵活性，也保证了装置的可靠性。
附图说明
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图1为本发明装置组合状态三维示意图。
[0023]
图2为本发明装置分解状态的三维示意图
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图3为本发明装置分解正视图。
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图4为图3中圆圈处的放大图。
[0026]
图中：1为预制管座，2为反法兰，3为螺母定位板，4为螺母，5为孔槽，6为螺母挡板空窗，7为连接档卡。
具体实施方式
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下面以矩形预制法兰管座型式为例，结合对应的螺母自定位装置具体的实施过程对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
[0028]
如图1-图4所示，本发明的一种安装法兰的螺母自定位装置，主要由与预制管座1及反法兰2配套组合且位于反法兰背侧的的螺母定位板3组成。反法兰一般根据设备上的安装法兰完成配套设计加工，并保证设备的固定和对流体介质的密封。其中，螺母定位板则根据安装反法兰的外形尺寸、螺栓孔位置等关键参数进行设计加工。之后将两部分构件通过焊接或胶粘等方式进行连接，形成带螺母自定位功能的预制安装法兰管座。具体的，螺母定位板3一般由分别安装于反法兰2背侧两边，结构相互镜像对称的两部分构成。这样可以使定位板与法兰连接时更加方便，甚至可以对已建成的预制法兰管座装置进行升级改造。具体的，当安装反法兰为矩形时，可采用两块或多块结构镜像、对称的条状直板作为定位板基材。而当安装反法兰为圆形时，可采用两块结构相互镜像的环状板作为定位板基材。
[0029]
根据反法兰2上螺栓孔的分布型式、数量确定螺母定位板3的布置形式和螺孔中心，螺母定位板3应选择竖直安装方式，每块螺母定位板3上应预留4个螺母定位孔槽5。根据反法兰上紧固螺栓孔的位置确定螺母定位板3上开孔及开槽的轴线位置，即反法兰螺栓孔轴线应与螺母定位板3的螺母孔槽5轴线重合。这样可以使紧固螺栓正常旋入和解出，保证设备安装效果。螺母孔槽5能够保证所有螺母4能够自主定位于螺栓紧固时的位置。螺母定位板3分别由两侧或后部向前安装于反法兰2背面。具体安装方向见图2和图3。螺母定位板3的宽度尺寸a，应小于反法兰2外缘露出宽度，避免出现预制管座1对螺母定位板3安装的影响。
[0030]
螺母定位板3与反法兰2的组合状态，即纵向或横向布置，取决于反法兰2上螺栓孔的排列。如果所有螺栓孔均为纵向排列，则定位板也应纵向布置。当存在横向分布的螺栓孔，则应使定位板横向布置。而一个定位板上固定螺母的数量，可以根据螺栓孔的分布情况自由组合。
[0031]
螺母定位板3设计时，应考虑以下因素。定位板3长度应保证所有螺母4的稳定定位。同时，定位板3的厚度应根据配套螺母4的最大标准厚度确定，在预留厚度余量后增加至少2mm的尺寸，在保证螺母4顺利放入的同时，还应使螺母挡板保持一定厚度。
[0032]
在确定定位板上开孔数量及位置后，下一步需根据紧固螺栓的规格明确配套螺母的标准外形尺寸。以螺栓孔轴线为圆心，螺母对边距的标准最大值为宽度，加工出孔槽5。该孔槽5的深度为螺母厚度的标准最大值。再以螺母对角距的标准最大值为直径，加工出孔槽5端部的圆弧。上述尺寸应通过国标确定，并应至少预留0.5mm裕量。可以看出，如此加工出的孔槽5，能够将需要定位的螺母方便的放入，且能够准确定位于螺栓孔处。同时在旋转螺钉时，螺母由孔槽5锁定，不会跟随螺钉旋转。这样就达到螺母自定位的功能目的。
[0033]
上述孔槽5应与水平方向呈一定仰角角度。使螺母放入时能够自处滑至定位处，且在螺钉拿出后不会轻易掉出。当然，如定位板为水平放置时，孔槽5竖直向上即可。
[0034]
定位板上孔槽5加工完成后，需在孔槽5后部的螺母挡板加工出一定的空窗结构。
该空窗的尺寸原则是保证螺母挡板能够使螺母安全的“滞留”在孔槽5内即可。该空窗的功能，是为了避免出现由于孔槽5太深导致螺母无法方便的由孔槽5内取出的现象。如此，也保证了该装置能够快速更新螺母的功能需求。
[0035]
螺母定位板3加工时，应首先根据反法兰2上螺栓孔的轴线确定定位板3上的螺孔圆心。再根据配套螺母4的最大标准对边距，确定孔槽5宽度b，同时保证一定余量。即能够保证螺母4顺利的滑入、取出，也能够在螺钉旋入、旋出时自主紧定。需要说明的是，尺寸b的余量不宜过大，避免螺钉旋转时，螺母4的转动角度过大，使螺母4受力集中于六角边缘，损坏相关结构。
[0036]
之后，根据配套螺母4的最大标准对角距，确定孔槽5端部圆弧尺寸r1，并留有余量，便于螺母4的准确定位，保证螺母4自主滑入孔槽5时能够稳定的“滞留”于准确的位置。同样，尺寸r1的余量不宜过大，避免螺母4放入后中心轴线与实际紧固后的轴线偏差过大。
[0037]
优选的，定位板3上的螺母的孔槽5深度，应根据配套螺母4的最大标准厚度确定，此次也应预留余量，方便螺母4的进出。同时螺母的孔槽5应与水平线保持仰角30
°
，使螺母4放入后，无论是否处于紧固状态，都能够稳定的“滞留”于孔槽5内，不会因偶然因素掉出。而当定位板3水平布置时，螺母孔槽5可呈竖直布置，同样是保证螺母4能够稳定的存留于孔槽5内。
[0038]
优选的，定位板3上每个螺母孔槽5背部设置有螺母挡板，螺母挡板上开设有螺母挡板空窗6，螺母挡板空窗6的尺寸c，应根据实际情况适当选择。保证螺母4在孔槽5内稳定“滞留”的同时，方便螺母4仅通过简单的操作便能从孔槽5内取出，实现对螺母4的更换，实现装置的循环使用。
[0039]
优选的，定位板3的外缘，可根据安装反法兰2的边缘尺寸，设置有连接档卡7。档卡结构7的设计只要保证定位板3能与反法兰2准确定位即可。实际连接时，也可利用档卡结构7作为焊接点，使定位板3与反法兰2进行焊接。
[0040]
该装置在使用时，操作人员只需将紧固螺栓配套的螺母4放入每个孔槽5中，螺母4便会准确的自主定位于正确的位置。之后，将螺钉由设备安装法兰正面插入并旋转，而螺母4会自主紧定。因此，螺钉的旋紧和松解操作可以仅从正面完成操作，而无需在背面施力。
[0041]
优选的，当配套螺母4需要更换时，利用定位板3背部的螺母挡板空窗6，操作人员便可以用简单的工具将螺母取出，实现装置的循环利用，提高装置整体的可靠性。
[0042]
本发明利用安装于反法兰背侧的螺母定位板，通过巧妙的结构设计，解决了紧固螺母的自定位和自紧定问题，避免了相关作业需要从前、后两侧进行扳手操作的困扰。同时也解决了螺母长期使用过程中出现失效而无法更换的问题，实现了相关装置的循环利用，大大延长了装置的使用寿命。另外，此种螺母自定位的装置，不仅能够在实际应用中高效的完成制作、安装、使用、维护等操作，在保证设备安装质量的同时，也简化了预制管座安装方式的作业流程，保障了相关人员作业的安全性。本发明设计合理，结构巧妙，安全可靠，实用性强，高效环保。