一种长方形齿接触式法兰的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种长方形齿接触式法兰。
【背景技术】
[0002]随着经济发展与能源供应和环境保护之间矛盾的日益突出，“安全、高效、环保、经济”成为工业发展的方向，这在石化行业中主要体现在高温设备的安全运行以及连接系统的紧密性上。
[0003]法兰连接以其易于拆装的优点广泛应用于石化行业等压力管道和压力容器的连接处，长期处于高温高压工况时，法兰连接处容易发生泄漏失效，现有的法兰往往存在以下不足:1)密封面设有凸台的法兰(如凹凸法兰和槽榫法兰)垫片被固定在槽中不易偏移，但是法兰盘产生的弯矩较大，导致垫片受力不均，法兰盘偏转，从而发生泄漏，高温高压状态下，法兰密封面、垫片和螺栓均会受到很大的应力，致使法兰连接中各部件材料的蠕变，致使管道法兰连接系统松弛，最终导致泄漏失效；2)法兰端面未设凸台的法兰(如平面法兰和突面法兰)产生的弯矩较小，但是由于垫片不是固定在槽中，所以容易发生偏移，造成泄漏。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种长方形齿接触式法兰，该法兰能有效减少弯矩和应力，垫片不易偏移，密封性好，工作寿命长。
[0005]本实用新型的技术方案是:
[0006]一种长方形齿接触式法兰，包括上法兰、下法兰和波齿垫片，所述波齿垫片的齿形为长方形，所述上法兰和下法兰的密封面上分别设有与波齿垫片的上表面和下表面相配合的长方形齿形槽，所述上法兰和下法兰的密封面上没有设置凸台。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述的波齿垫片为柔性石墨金属波齿复合垫，垫片的主体为金属骨架，金属骨架的上表面和下表面均设有柔性石墨层。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述波齿垫片上、下表面的长方形齿之间存在径向偏移，偏移量为半个齿距。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述的上法兰和下法兰均包括依次连接的法兰盘、锥颈和圆筒，所述的法兰盘、锥颈和圆筒为一个整体。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述上法兰和下法兰的法兰盘上均设有螺栓孔，上法兰和下法兰通过螺栓连接固定。
[0011]本实用新型的有益效果是:
[0012]I)本实用新型没有设置凸台，部分消除了连接孔与垫片作用力点之间的弯矩，部分消除了高温高压环境下法兰盘因弯矩产生的偏转与蠕变，波齿垫片上、下表面的长方形齿分别与上、下法兰的长方形齿形槽配合，垫片不易偏移。
[0013]2)采用长方形齿接触式的密封形式，相比于普通法兰，增大了有效密封面积，减小了法兰密封面与垫片表面之间的应力水平，增强了密封效果。
[0014]3)柔性石墨金属波齿复合垫的多个齿隙形成了多级密封，形成一种类似迷宫密封的密封形式，可以尽可能的将内部介质的动能、势能转化为热能，减小内部介质的压力能，减缓甚至消除泄漏，同时柔性石墨具有很高的吸附力(可以吸附油类、有机分子等)密封性能良好。
[0015]4)圆筒(即承接口)与法兰盘为一个整体，避免了因对焊焊口缺陷造成泄漏，结构简单，方便使用。
[0016]5)锥颈可以增加对弯矩的承载能力，提高法兰连接的弯矩承受能力。
[0017]6)波齿垫片上、下表面的长方形齿之间存在径向偏移使得柔性石墨金属波齿复合垫具有更好的压缩回弹性能。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的整体结构剖视图。
[0019]图2是图1中A处的放大图。
[0020]图中:1_法兰盘；2-螺栓；3-锥颈；4-圆筒；5_上法兰；6_柔性石墨金属波齿复合垫；7_下法兰；8_上法兰密封面的长方形齿形槽；9_柔性石墨金属波齿复合垫的上表面；10-金属骨架；11_柔性石墨金属波齿复合垫的下表面；12-下法兰密封面的长方形齿形槽。
【具体实施方式】
[0021]下面结合【具体实施方式】和附图对本实用新型作进一步说明。
[0022]如图1所示，一种长方形齿接触式法兰，包括上法兰5、下法兰7和波齿垫片，所述波齿垫片的齿形为长方形，所述上法兰5和下法兰7的密封面上分别设有与波齿垫片的上表面和下表面相配合的长方形齿形槽，所述上法兰5和下法兰7的密封面上没有设置凸台。本实用新型没有设置凸台，部分消除了连接孔与垫片作用力点之间的弯矩，部分消除了高温高压环境下法兰7盘I因弯矩产生的偏转与蠕变；波齿垫片上、下表面的长方形齿分别与上、下法兰7的长方形齿形槽配合，垫片不易偏移，采用长方形齿接触式的密封形式，相比于普通法兰，增大了有效密封面积，减小了法兰密封面与垫片表面之间的应力水平，增强了密封效果。
[0023]波齿垫片的多个齿隙形成了多级密封，形成一种类似迷宫密封的密封形式，可以尽可能的将内部介质的动能、势能转化为热能，减小内部介质的压力能，减缓甚至消除泄漏，如图1和图2所示，在本实施例中，所述的波齿垫片为柔性石墨金属波齿复合垫6，垫片的主体为金属骨架10，金属骨架10的上表面和下表面均设有柔性石墨层，柔性石墨具有很高的吸附力(可以吸附油类、有机分子等)密封性能良好。
[0024]如图1和图2所示，在本实施例中，所述柔性石墨金属波齿复合垫6上、下表面的长方形齿之间存在径向偏移，偏移量为半个齿距，柔性石墨金属波齿复合垫6上、下表面的长方形齿之间存在径向偏移使得柔性石墨金属波齿复合垫6具有更好的压缩回弹性能。
[0025]如图1所示，在本实施例中，所述的上法兰5和下法兰7均包括依次连接的法兰盘1、锥颈3和圆筒4，所述的法兰盘1、锥颈3和圆筒4为一个整体。圆筒4 (即承接口)与法兰盘I为一个整体，避免了因对焊焊口缺陷造成泄漏，结构简单，方便使用；锥颈3可以增加对弯矩的承载能力，提高法兰连接的弯矩承受能力。所述上法兰5和下法兰7的法兰盘I上均设有螺栓2孔，上法兰5和下法兰7通过螺栓2连接固定。
[0026]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种长方形齿接触式法兰，其特征在于:包括上法兰、下法兰和波齿垫片，所述波齿垫片的齿形为长方形，所述上法兰和下法兰的密封面上分别设有与波齿垫片的上表面和下表面相配合的长方形齿形槽，所述上法兰和下法兰的密封面上没有设置凸台。2.如权利要求1所述的一种长方形齿接触式法兰，其特征在于:所述的波齿垫片为柔性石墨金属波齿复合垫，垫片的主体为金属骨架，金属骨架的上表面和下表面均设有柔性石墨层。3.如权利要求1所述的一种长方形齿接触式法兰，其特征在于:所述波齿垫片上、下表面的长方形齿之间存在径向偏移，偏移量为半个齿距。4.如权利要求1所述的一种长方形齿接触式法兰，其特征在于:所述的上法兰和下法兰均包括依次连接的法兰盘、锥颈和圆筒，所述的法兰盘、锥颈和圆筒为一个整体。5.如权利要求1所述的一种长方形齿接触式法兰，其特征在于:所述上法兰和下法兰的法兰盘上均设有螺栓孔，上法兰和下法兰通过螺栓连接固定。
【专利摘要】本实用新型涉及一种长方形齿接触式法兰，包括上法兰、下法兰和波齿垫片，所述波齿垫片的齿形为长方形，所述上法兰和下法兰的密封面上分别设有与波齿垫片的上表面和下表面相配合的长方形齿形槽，所述上法兰和下法兰的密封面上没有设置凸台。该法兰能有效减少弯矩和应力且垫片不易偏移，密封性好，工作寿命长。
【IPC分类】F16L23/032, F16L23/18
【公开号】CN204628874
【申请号】CN201520231634
【发明人】郑小涛, 王明伍, 喻九阳, 徐建民, 王成刚, 林纬, 吴艳阳
【申请人】武汉工程大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月17日