專利名稱：復合式透鏡墊法蘭密封結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及密封結構，尤其涉及一種復合式透鏡墊法蘭密封結構。
背景技術：
金屬密封由于其自身的材料特性和良好的加工性能，在高溫高壓密封領域有著廣泛的應用。其中，透鏡式墊圈是自緊式密封中一種常見的類型，在水下各類結構的連接中經常會采用金屬透鏡墊密封作為主要的密封形式。在海洋工程領域的應用中，復合式金屬透鏡墊密封同時具備密封管道高溫油氣內壓及低溫海水外壓的能力，是深水管道密封的典型解決方式。現有的復合式透鏡墊包括金屬透鏡墊、0型圈密封，其中，0型圈安裝在金屬透鏡墊凹槽內，從而實現非金屬密封。由于海底作業的難度很大，尤其是超過500米的深水管道密封連接，只能借助水下機器人輔助進行安裝作業，加上復合式徑向密封透鏡墊的特殊結構對于安裝精度要求較高，使得在對與透鏡墊配合的法蘭結構安裝時，其安裝難度及風險性都比較大；并且，由于海底環境的不確定性，以及傳輸高溫油氣造成的管道熱膨脹，使得現有復合式金屬透鏡墊的密封結構由于壓力過大造成密封失效，給水下工程質量和安全都帶來極大隱患。
發明內容
本發明的主要目的在于克服現有技術存在的上述缺點，而提供一種復合式透鏡墊法蘭密封結構，其能夠使得復合式透鏡墊在法蘭結合力的作用下，實現自動精密對正安裝； 且能夠使整個密封結構承受較大的外加壓力載荷，從而避免壓力過大造成復合式透鏡墊密封失效，保證了工程安全，提高了工程質量及生產效率。本發明的目的是由以下技術方案實現的1、一種復合式透鏡墊法蘭密封結構，設有復合式透鏡墊，其特征在于還設有上法蘭、下法蘭，其中，上法蘭及下法蘭上分別設有相互配合的凸臺圓柱面，圓柱面上分別設有倒角；上法蘭及下法蘭上分別設有與復合式透鏡墊相配合的凹槽，復合式透鏡墊安裝在上法蘭及下法蘭之間的凹槽中用以實現密封。所述凹槽設置在的上法蘭及下法蘭的中部，且位于凸臺圓柱面的底部位置；凹槽的開口處設有倒角。所述凹槽的凹槽面為與復合式透鏡墊相配的密封圓錐面。所述上、下法蘭相互配合的凸臺圓柱面的軸向長度要大于上法蘭及下法蘭上用于與復合式透鏡墊相配合的凹槽的深度，當上、下法蘭攜帶透鏡墊靠近時，兩法蘭的凸臺圓柱面先于透鏡墊和凹槽的接觸面產生配合；從而使得透鏡墊與密封凹槽在接觸之前，自動對正和校準已經通過兩凸臺圓柱面的配合完成。本發明的有益效果本發明由于采用上述技術方案，其能夠使得復合式透鏡墊在法蘭結合力的作用下，實現自動精密對正安裝；且能夠使整個密封結構承受較大的外加壓力載荷，從而避免壓力過大造成復合式透鏡墊密封失效，保證了工程安全，提高了工程質量及生產效率。
圖1為本發明結構分離狀態示意圖。圖2為本發明完成密封狀態細節圖。圖3為本發明自動對準校正狀態圖。圖4為本發明完成密封狀態圖。圖中主要標號說明1.上法蘭、2.透鏡墊、3.下法蘭、4凸臺圓柱面、5凹槽。
具體實施例方式如圖1-圖4所示，本發明包括上法蘭1、下法蘭3和復合式金屬透鏡墊2，其中， 上法蘭1及下法蘭3上分別設有相互配合的凸臺圓柱面4，上法蘭1及下法蘭3相互配合的圓柱面4上分別設有倒角，以利于兩法蘭1、3之間的自動校準及安裝。上法蘭1及下法蘭3上均設有用于安裝復合式透鏡墊2的凹槽5，凹槽5設置在的上法蘭1及下法蘭3的中部，且位于凸臺圓柱面4的底部位置；凹槽面為與復合式透鏡墊2相配的密封圓錐面，凹槽 5的開口處設有倒角，用以為復合式透鏡墊2的安裝提供導向。本實施例上法蘭1、下法蘭 3采用金屬材料制成，可采用鋼材、鋁材或其它高強度金屬材料。如(12Cr2M0l)低合金鉬鉻鋼。上法蘭1及下法蘭3相互配合的凸臺圓柱面4的軸向長度要大于上法蘭1及下法蘭 3上用于與復合式透鏡墊2相配合的凹槽5的深度，當上法蘭1及下法蘭3攜帶透鏡墊2靠近時，兩法蘭1、3的凸臺圓柱面4先于透鏡墊2和凹槽5的接觸面產生配合；從而使得透鏡墊2與密封凹槽5在接觸之前，自動對正和校準已經通過兩凸臺圓柱面4的配合完成。如圖3所示，安裝時，上法蘭1攜帶復合式透鏡墊2向下法蘭3靠近，由于兩法蘭 1、3配合凸臺的高度大于下法蘭3上所設置凹槽的深度，所以，兩法蘭1、3凸臺圓柱面4先發生接觸性配合，在邊緣倒角的導向作用下，校準對正法蘭3，使得復合式透鏡墊2能夠順利進入下法蘭3的凹槽5中實現密封。而下法蘭3的凹槽5的邊緣倒角，再一次對復合式透鏡墊2進行二次精確對正校準。本發明的優點1.本發明由于上法蘭1、下法蘭3存在一對相互配合的平面，使得當上法蘭1、下法蘭3與復合式透鏡墊形成預定的有效密封后，兩平面恰好貼合；當存在壓力負載時，絕大部分壓力負載作用在兩法蘭接觸面上，而復合式透鏡墊上作用的壓力相對很小，從而使得密封結構能夠承受較大的軸向壓力外載荷。2.上法蘭1與下法蘭3之間的徑向配合，能夠使得復合式透鏡墊在法蘭結合力的作用下，實現一定程度上的自動精密對正安裝；3.上法蘭1與下法蘭3之間軸向配合，能夠使得整個密封結構承受較大的外加壓力載荷，從而避免壓力過大造成復合式透鏡墊密封失效。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內 。
權利要求
1.一種復合式透鏡墊法蘭密封結構，設有復合式透鏡墊，其特征在于還設有上法蘭、 下法蘭，其中，上法蘭及下法蘭上分別設有相互配合的凸臺圓柱面，圓柱面上分別設有倒角；上法蘭及下法蘭上分別設有與復合式透鏡墊相配合的凹槽，復合式透鏡墊安裝在上法蘭及下法蘭之間的凹槽中用以實現密封。
2.根據權利要求1所述的復合式透鏡墊法蘭密封結構，其特征在于所述凹槽設置在的上法蘭及下法蘭的中部，且位于凸臺圓柱面的底部位置；凹槽的開口處設有倒角。
3.根據權利要求1所述的復合式透鏡墊法蘭密封結構，其特征在于所述凹槽的凹槽面為與復合式透鏡墊相配的密封圓錐面。
4.根據權利要求1所述的復合式透鏡墊法蘭密封結構，其特征在于所述上、下法蘭相互配合的凸臺圓柱面的軸向長度要大于上法蘭及下法蘭上用于與復合式透鏡墊相配合的凹槽的深度，當上、下法蘭攜帶透鏡墊靠近時，兩法蘭的凸臺圓柱面先于透鏡墊和凹槽的接觸面產生配合；從而使得透鏡墊與密封凹槽在接觸之前，自動對正和校準已經通過兩凸臺圓柱面的配合完成。
全文摘要
一種復合式透鏡墊法蘭密封結構，設有復合式透鏡墊，還設有上法蘭、下法蘭，其中，上法蘭及下法蘭上分別設有相互配合的凸臺圓柱面，圓柱面上分別設有倒角；上法蘭及下法蘭上分別設有與復合式透鏡墊相配合的凹槽，復合式透鏡墊安裝在上法蘭及下法蘭之間的凹槽中用以實現密封。本發明能夠使得復合式透鏡墊在法蘭結合力的作用下，實現自動精密對正安裝；且能夠使整個密封結構承受較大的外加壓力載荷，從而避免壓力過大造成復合式透鏡墊密封失效，保證了工程安全，提高了工程質量及生產效率。
文檔編號G02B7/00GK102354038SQ201110305769
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月11日 優先權日2011年10月11日
發明者劉軍, 周美珍, 姜興宇, 弓海霞, 彭朋, 徐祥娟, 李志剛, 王立權 申請人:中國海洋石油總公司, 哈爾濱工程大學, 海洋石油工程股份有限公司