抗疲勞交變高壓自緊法蘭的制作方法

本實用新型涉及一種抗疲勞交變高壓自緊法蘭，屬于管道連接技術領域。

背景技術：

法蘭又叫法蘭盤或突緣，使管子與管子相互連接的零件，連接于管端。法蘭上有孔眼，可穿螺栓，通常是指在一個類似盤狀的金屬體的周邊開上幾個固定用的孔用于連接其它的東西。現有的法蘭連接就是把兩個管道、管件或器材，先各自固定在一個法蘭盤上，兩個法蘭盤之間，加上法蘭墊，用螺栓緊固在一起，完成連接。法蘭連接是管道施工的重要連接方式，法蘭連接使用方便，能夠承受較大的壓力，在工業管道中，法蘭連接的使用十分廣泛。

目前，石油化工生產中，管道的連接主要是通過法蘭、墊片、螺栓、螺母組合實現的。

使用中，金屬墊片材質的硬度往往都比法蘭更軟，在螺栓預緊力作用下，使密封墊受到擠壓變形，密封面上凹凸不平的微隙被填滿，阻止了介質泄漏，以達到密封的作用，屬于“軟密封”。

由于密封面垂直于管道中心線，連接螺栓平行于管道中心線，這就勢必帶來下述兩個影響：

A、工作時，管道內壓將使密封面沿管道方向松弛，從而降低了連接處密封性能，因此，勢必加大了安裝時螺栓預緊載荷，從而相應也加大了法蘭盤所能承受的法蘭彎矩，所以法蘭的結構尺寸也就顯得粗大；

B、由于連接螺栓平行于管道方向，因此在運行狀態下所產生的管道系統附加載荷，諸如：管道拉伸壓縮、壓力波動、彎矩、扭矩、沖擊等，將首先直接由法蘭連接螺栓承擔，同樣導致法蘭連接預緊效果的下降，而影響連接的密封性能。

這就是傳統法蘭管道系統（特別是在溫度壓力交變下）很難完全杜絕跑、冒、滴、漏的根本原因。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提出一種密封性能突出的抗疲勞交變高壓自緊法蘭。

本實用新型為解決上述技術問題提出的技術方案是：一種抗疲勞交變高壓自緊法蘭，包括兩個套節、密封環和卡套，套節的一端制有環形的連接盤，兩個套節在連接盤處相互抵接，密封環外部設有凸筋，密封環安裝在連接盤相互抵接處的內側，密封環的凸筋位于兩個連接盤之間，卡套為環形，卡套設有適于卡住兩個連接盤邊緣的卡槽，兩個連接盤通過卡槽卡接。

上述技術方案的改進是：連接盤用于抵接的一面制有與密封環的凸筋相匹配的凹槽，凹槽的深度為密封環的凸筋厚度的一半。

上述技術方案的改進是：卡套為兩個，兩個卡套對稱設置組成環形。

上述技術方案的改進是：還包括螺栓和螺母，兩個卡套對接部位分別固接有連接塊，連接塊上開設有至少一個安裝孔，螺栓依次貫穿兩個對應的連接塊的安裝孔與螺母螺紋連接，螺栓的軸線與套節的軸線相互垂直。

上述技術方案的改進是：連接塊上開設有兩個安裝孔。

上述技術方案的改進是：卡套的卡槽的橫截面為梯形，兩個連接盤相背的側面為與卡槽的側壁相貼合的錐面。

本發明的抗疲勞交變高壓自緊法蘭的應用方法，包括以下步驟：

A、焊接：將兩個套節的焊接端分別與管道或設備焊接；

B、安裝密封環：將密封環安裝在套節的連接盤處，密封環的凸筋安裝在連接盤的凹槽中，再將兩個套節的連接盤相互抵接；

C、安裝卡套：在卡套內部的卡槽與套節連接盤的錐面接觸部位涂潤滑脂便于安裝，將兩個卡套對稱設置，將兩個套節的連接盤卡入卡槽內；

D、安裝螺栓及螺母：擰緊螺母按對角順序的方式逐步均勻擰緊，并保證兩個卡套對稱，使用扭矩扳手擰緊螺母，擰緊后，使用木錘或銅棒敲打卡套，使卡套真正到位、卡緊，然后再次擰緊螺母，如此反復1-3次直到擰緊時扭矩不再有新的變化為止。

本實用新型采用上述技術方案的有益效果是：

（1）由于密封環外部設有凸筋，密封環安裝在連接盤相互抵接處的內側，密封環的凸筋位于兩個連接盤之間；在兩個套節被卡套卡緊后，壓力壓在密封環的凸筋上，使密封環的內表面產生彈性形變從而偏離套節的內部密封表面，這種偏離彈性地把套節內部密封面的負載回到密封環上，形成一個自我增強型彈性密封；當抗疲勞交變高壓自緊法蘭密封環安裝固定好后，受力狀態下的密封環尺寸小于自由狀態下的尺寸，在內表面形成壓力F，而這個壓力會隨著內部壓力的增加而加大；

（2）密封環的凸筋還起到加強和安裝定位的作用，當法蘭組裝好后，密封環的凸筋被兩套節所夾持與母管形成整體，極大程度地提高了連接部位的強度；

（3）由于本發明的抗疲勞交變高壓自緊法蘭具有自緊功能，工作時，管道內壓將不會使密封面沿管道方向松弛，從而降低了連接處密封性能，因此，安裝時減小了螺栓預緊載荷，從而相應也減小了法蘭盤所承受的法蘭彎矩，所以抗疲勞交變高壓自緊法蘭具有體積小（約為普通同壓力等級、同規格法蘭的1/3）、重量輕的（約為普通同壓力等級、同規格法蘭的1/4）；

（4）由于兩個卡套對接部位分別固接有連接塊，連接塊上開設有安裝孔，螺栓依次貫穿兩個對應的連接塊的安裝孔與螺母螺紋連接，螺栓的軸線與套節的軸線相互垂直，由于連接螺栓垂直于管道方向，因此在運行狀態下所產生的管道系統附加載荷，諸如：管道拉伸壓縮、壓力波動、彎矩、扭矩、沖擊等，不會直接由螺栓承擔，從而不會導致法蘭連接預緊效果的下降，而影響連接的密封性能；

（5）由于卡套的卡槽的橫截面為梯形，兩個連接盤相背的側面為與卡槽的側壁相貼合的錐面，當管道內部壓力增大時，兩個連接盤相背的側面與卡套的卡槽的側壁的壓力也增大，從而使得卡槽回饋的力增大，使得兩個連接盤抵接的更加緊密，從而也起到了自緊效果，有效的防止當管道內部壓力增大時，法蘭連接部位產生松動，從而產生介質的泄露，使得密封性能更加突出，使抗疲勞交變高壓自緊法蘭具有受壓越高密封性能越好的特點。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

圖1是本實用新型實施例抗疲勞交變高壓自緊法蘭的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例抗疲勞交變高壓自緊法蘭的卡套的結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例抗疲勞交變高壓自緊法蘭的套節的結構示意圖；

圖4是本實用新型實施例抗疲勞交變高壓自緊法蘭的密封環的結構示意圖；

其中：1-套節；1.1-錐面；1.2-連接盤；1.3-凹槽；2-密封環；2.1-凸筋；3-卡套；4-安裝孔；5-卡槽；6-連接塊；7-螺栓；8-螺母。

具體實施方式

實施例

本實施例的抗疲勞交變高壓自緊法蘭，如圖1-4所示，包括兩個套節1、密封環2和卡套3，套節1的一端制有環形的連接盤1.2，兩個套節1在連接盤1.2處相互抵接，密封環2外部中間設有凸筋2.1，密封環2安裝在連接盤1.2相互抵接處的內側，密封環2的凸筋2.1位于兩個連接盤1.2之間，卡套3為環形，卡套3設有適于卡住兩個連接盤1.2邊緣的卡槽5，兩個連接盤1.2通過卡槽5卡接；連接盤1.2用于抵接的一面制有與密封環2的凸筋2.1相匹配的凹槽1.3，凹槽1.3的深度為密封環2的凸筋2.1厚度的一半；卡套3為兩個，兩個卡套3對稱設置組成環形；還包括螺栓7和螺母8，兩個卡套3對接部位分別固接有連接塊6，連接塊6上開設有兩個安裝孔4，螺栓7依次貫穿兩個對應的連接塊6的安裝孔4與螺母8螺紋連接，螺栓7的軸線與套節1的軸線相互垂直；卡套1的卡槽5的橫截面為梯形，兩個連接盤1.2相背的側面為與卡槽5的側壁相貼合的錐面1.1。

本實用新型的抗疲勞交變高壓自緊法蘭的應用方法，包括以下步驟：

A、焊接：將兩個套節的焊接端分別與管道或設備焊接；

B、安裝密封環：將密封環安裝在套節的連接盤處，密封環的凸筋安裝在連接盤的凹槽中，再將兩個套節的連接盤相互抵接；

C、安裝卡套：在卡套內部的卡槽與套節連接盤的錐面接觸部位涂潤滑脂便于安裝，將兩個卡套對稱設置，將兩個套節的連接盤卡入卡槽內；

D、安裝螺栓及螺母：擰緊螺母按對角順序的方式逐步均勻擰緊，并保證兩個卡套對稱，使用扭矩扳手擰緊螺母，擰緊后，使用木錘或銅棒敲打卡套，使卡套真正到位、卡緊，然后再次擰緊螺母，如此反復1-3次直到擰緊時扭矩不再有新的變化為止。

本實施例的抗疲勞交變高壓自緊法蘭具有以下優點：

（1）抗疲勞交變高壓自緊法蘭具有體積小（約為普通同壓力等級、同規格法蘭的1/3）、重量輕的（約為普通同壓力等級、同規格法蘭的1/4）；

（2）抗疲勞交變高壓自緊法蘭密封性能更加突出，具有受壓越高密封性能越好的特點；

（3）抗疲勞交變高壓自緊法蘭具有適應惡劣工況條件（如溫度和壓力交替變化、耐高溫、耐高壓）的特點；

（4）自緊高壓法蘭系統拆裝方便，易于安裝（僅四套螺栓/螺母）；

（5）自緊高壓法蘭系統擰緊力小（約為普通同壓力等級、同規格法蘭的3/4）。

抗疲勞交變高壓自緊法蘭的適用范圍：

（1）溫度:適用于各種高低溫環境；

（2）壓力:PN≦90MPa,適用于各種不同形態介質；

（3）材質:碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鎳基合金等；

（4）規格:DN15-DN600。

本實用新型不局限于上述實施例。凡采用等同替換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。