用於補償連接器或導管的法蘭的製作方法
2023-05-29 19:50:06
專利名稱：用於補償連接器或導管的法蘭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一用於補償連接器或導管的法蘭，它由帶有用於裝配螺栓的孔的圓環組成法蘭是工業管道安裝中導管裝配的基本元件。安裝時將法蘭成對連接到管端，並在兩法蘭間壓進一密封墊。由穿過法蘭孔中的螺栓來進行裝配。
上面所述的「法蘭」以及在整個說明書中所述的「法蘭」包括一個實際的法蘭和一個配合法蘭有時也稱為搭接法蘭。
更具體些，按
圖1和2，導管1一般在其一端焊有一法蘭2，另一端也可以焊有一法蘭或設有一自由法蘭3，該法蘭置於焊在管端的一扁平凸緣4的後面。
在一個變型中，亦可將法蘭3置於一個上卷的凸緣4』的後面，該凸緣可直接設在管1端部或焊接在管1上。
法蘭2、3上都設有用於穿入螺栓(未示出)的孔5。
亦能將相應端設有法蘭2，12的兩管1，10用補償聯接器11裝配起來(圖3)。實際的聯接器11由帶平的封口焊道15的增強層的多層金屬骨架組成，並設有由耐管中液體腐蝕的橡膠或塑料製成的內襯16和外套17。在聯接口端部則設有兩個在工廠中安裝好的配合法蘭18。
聯接器11通過配合法蘭18與管道的法蘭12、13相連，同時該聯接器的稜邊19形成密封墊。由螺栓22進行裝配。
該補償聯接器可吸收管道1，10的對齊的誤差(視差或傾斜)或膨脹或衝擊，並能減少或阻止振動的傳遞。
法蘭或配合法蘭，特別是在補償聯接器中的法蘭，目前是用氣割或鍛壓形成，或者是由灰鑄鐵製成。但是牽涉到鑄鐵的最後一個方案只適用於不進行焊接的法蘭。鑄鐵法蘭的缺點在於它們比較重並且易碎。
將實際的法蘭焊接在管上，而配合法蘭則被裝在管端，在工廠中將補償聯接器的法蘭裝配在彈性聯接器上，然後將該裝配好的聯接器供給用戶。
法蘭的價格直接取決於其重量，因而法蘭重量是一個重要因素，因為對法蘭進行所有的操作工序(表面處理，運輸等)的費用都與其重量有關。
由於存在勞務成本問題，因而法蘭大多在低勞務成本國家用簡單的過時的工具機進行生產，因而目前法蘭精度不盡人意，所有零件的尺寸需被檢驗，必要時還必須進行機加工調整。
此項工作冗長並且花費較大，還存在著供貨周期長和高的倉儲成本控制問題。
下面結合多個述及法蘭的現有技術文件來對其進行進一步描述。
例如在US-A-2528343中公開了一個在一扇形中分布有梯形開口的法蘭，可用於吸收另外一個法蘭上相應的開口的輕微誤差。
US-A-4372587中公開了另外一種形式的法蘭，它分成兩半且其各自的兩側端面在凸耳中。由穿過兩個凸耳的螺栓將此兩個半法蘭連接，用於使該法蘭以其齒與導管夾緊、固定。這樣裝配完之後，再將該法蘭與另一導管的法蘭相連。
這種分成兩個部件的法蘭有一個特殊的要求，即要用一個相對較大的夾緊平面來使法蘭緊固在管端，使該法蘭相對於一般法蘭局部厚度增加。
作一概括，現有技術已有多種不同形狀的法蘭，但是沒有一種能減輕其重量並能較好地傳遞其中的力。
本發的目的是提供一種法蘭和配合法蘭，其重量相對於現有法蘭和配合法蘭要低，使在不提高最終成本甚至降低該成本的基礎之上能使用一個更有效的生長技術來進行生產，並且有利於運輸，倉儲、包裝和使用等操作。
為實現上述目的，本發明提供一種如上所述形式的法蘭，其特徵在於它包括一個內環和一個用輻條與內環相連的外環，輻條上設有通過裝配螺栓的孔。
按本發明的法蘭和配合法蘭新的結構使內、外環之間的夾緊力得到良好的分布，並且相當節省材料，從而導致了其相當大的重量減輕。重量減輕的幅度在50—65％之間，這就有可能考慮使用目前由於成本C與重量有關，而不能使用的製造技術。
根據一個特別有利的特性，按本發明的法蘭可特別由SG鑄鐵(球墨鑄鐵)、鑄鋼、鑄鋁等鑄件構成。確切地說是由於法蘭重量的降低使這種製造技術從成本角度來看和傳統的製造方法有相容性。但是這種澆鑄技術能得到良好的製造精度，從而可以去除冗長而又花費大的檢驗操作。
這種製造技術亦能減少在整個產品成本中勞務成本的比例，使得在勞動力成本高的國家製造這種法蘭時，仍能得到一個有競爭性的產品。而且也可能從製造上消除已指出的許多很嚴重的缺點，如可將高的倉儲控制(費用)減少到一半，避免產生關於交貨周期的或多或少的隨機供應，並能低從勞動力成本低的國家中進口的產品價格。
法蘭重量的減少使在防護操作(如鍍鋅、鉻)、包裝和運輸操作中得到一個相當的節省或成本降低。相當大的重量減輕可使在一個板臺架上堆積更多數量的零件，從而就能較大地降低每個零件的包裝成本(板臺架，塑料罩)。
最後，法蘭重量的減少在所有工業(例如船舶工業)應用中都能得到節省，由於減少了設備運輸的自重及下部結構(如煉油裝置，化工設備等)承受的負載。
另外一些有利的特點是—輻條具有相對於至少一個環的減少的厚度；—孔為橢圓形孔；—輻條有一個中心在孔中的圓的弧形輪廓；—內環在一個表面上有一個凸緣形成一個環形凹口，它限定一凹槽；—內環上有一凹槽；—法蘭在具有通螺栓孔的輻條之間設有與內外環相連的加強件；—法蘭由球墨鑄塊，鑄鋁或鑄鋼(碳鋼、不鏽鋼)製成；和
—內環上蓋有一帽狀變形件，用於形成一個悶頭法蘭。
以下藉助附圖對本發明進行詳細描述，附圖中圖1是帶有一個法蘭和配合法蘭的管道的一軸向截面圖，配合法蘭上具有一扁平凸緣；圖2是設有一個法蘭和配合法蘭且帶有一向上卷的凸緣的管道的軸向截面圖；圖3是接有補償聯接器的兩管裝配的軸向截面示意圖；圖4是用於彈性聯接器的局部前視圖，在其上半部分有一圓形凹口，在其底部有一個環型的凹槽；圖5為圖4法蘭中按V-V線的截面圖；圖6為一法蘭變型的半個前視圖；圖7為一個用於由一圓形凹口增強聯接器的配合法蘭的前視圖；圖8為一個被用於焊接的法蘭的前視圖；圖9為一個帶加強件的被用於焊接的法蘭前視圖；圖10為半個帶有圓形凹口的法蘭的前視圖；圖11為根據圖10中XI-XI線的截面圖；圖12為按另一實施例帶有圓形凹口的法蘭的半個前視圖；圖13為按圖12中XIII-XIII線的截面圖；圖14為放大的與圖13相似的截面圖，示出了圖12和圖13中實施例的一個變型；圖15為按本發明一悶頭法蘭的前視圖；圖16為按圖15中XVI-XVI線的截面圖；和圖17為按圖15中XVII-XVII線的截面圖。
圖4上部示出了半個法蘭20，它包括一個內環21，內環的輻條23與外環22相連，而在輻條上本身開有孔24用於通過裝配螺栓。
在該實施例中，等角分布有四個輻條23。螺栓孔數目則按法蘭的應用場合(管徑，工作壓力等)規格化。
內環21，外環22和輻條之間的間隔25相應於開口的大小。
按圖1中的實施例，輻條23的形狀是以每個孔24為中心的圓弧狀。內環設有一個開口在法蘭和通道27正面圓形凹口26。
另外，在通道27中設有一個突肩28形成其邊稜。
圖4的底部示出了一個法蘭變型20』與法蘭20相比只有內環作了改動，內環21』的一個凸緣21』A在其一內面上形成一個環形凹口，從而限定一個凹槽21』B。
法蘭20』的其它部分與法蘭20上相應部分用相同的標號標出，此處不再重述。
法蘭20，20』凹口的形狀對應於圖3中法蘭相應部分。
圖6示出了圖4中法蘭的一個變型20」，其區別在於輻條23』的形狀，其由徑向延伸的面對著的輪廓線限定。法蘭20」上相應於圖4上的其它部分用相同的標號標出，此處就不再敘述。
圖7示出一個法蘭變型，它由一個內環31、一外環32和連接內、外環的輻條33組成，在輻條33上設有用於穿過安裝螺栓的孔34，加強條39與輻條33和內、外環31、32共同形成開口35。
法蘭30上最好具有一個例如用於聯接器的圓形凹口36(未示出)。
圖8中的法蘭40其外環42和其上開有孔44並形成開口45的輻條43的形狀與圖4中法蘭相似。內環41的不同在於它沒有凹口。該法蘭用於被焊接相連或者形成一個在圖1和2中管道的配合法蘭。
圖9中的法蘭50內如圖1和2中所示的搭接法蘭或者配合法蘭。它在內、外環51、52之間除了有其上開有孔54的輻條53之外，還設有加強條59。
該實施例中內環51包含一突肩51A。
圖10，11中的法蘭60的特徵在於外環62和輻條63的相對於內環61的厚度減小，在內環一側延伸有一軸套環61B，在另一側含有一個凹口61A。該實施例中孔的標號64且為橢圓形，標號65指的是環61，62和輻條63之間形成的開口。
橢圓形孔可較大地減少法蘭重量，可節省10％左右的重量。
圖12，13中的法蘭70也具有一圓形槽。
法蘭70與上述法蘭的不同之處在連接內、外凸緣的輻條73厚度的減少。輻條73上開有一橢圓形孔74，內凸緣71具有一凹口71A。
包含圖14中最終截面的法蘭變型80基本對應於圖12，13中所示的法蘭形狀一個具環形凹口的法蘭在厚度減少的輻條83上具有橢圓形孔84。為了形成環形凹口，在內環81的一個面上由一凸緣81A限定一個環形凹槽81B。
圖15，16，17為一個按本發明悶頭法蘭形式的法蘭變型90，例如可用於關閉一個管道。
法蘭90具有一內凸緣91，一個外凸緣92和開有孔94的輻條93。
內凸緣上延伸有一特別可為一封住法蘭90中心的帽狀變形件95。在兩側該變形件留下實質部分96，97。
圖15，16示出了在外、內環92和91之間輻條93減少的厚度圖17中的截面圖亦突出了輻條93的形狀和厚度的及外環92的厚度。
按本發明的法蘭、配合法蘭、悶頭法蘭可由鑄鋼、球墨鑄鐵、鑄鋁有益地製成，亦可用鍛和切削法來得到所述形式的法蘭。
例如，一個目前用於彈性補償聯接器的PN16 DN65型配合法蘭中，(額定壓力為16巴，額定直徑65mm)機加工生產時其重2.6kg，鍛時重2kg，而一個按本發明相同類型的由球墨鑄鐵製成的配合法蘭只重0.9kg，鑄鋁法蘭則為0.34kg。
另外，用球墨鑄鐵製造法蘭時，對於一種特殊的裝置形式來說每小時可生產200—250件，而相比機加工時每小時只能生產30—50件。
已指出，除了可大大減少重量和提高產量，(按本發明)所生產的法蘭件還具有良好的精度，這就可省去了逐件檢驗和重新機加工的時間，因為法蘭較輕，從而亦可相應地降低包裝和運輸費用。大幅度減少製造費用可允許在現場生產，這是從低工資國家進口法蘭所不能比擬的，從而可消除倉儲、管理、交貨周期、再供應和隨機價格問題。按本發明的法蘭和配合法蘭能在所有尺寸範圍內製造，並可用作自由法蘭、被焊接連上的法蘭和配合法蘭。
權利要求
1.用於帶有其上開有用於裝配螺栓的圓形或橢圓形孔(64)的圓環面的管道或是補償聯接器的法蘭，其特徵在於它含有一個內環(21)，一個通過輻條(23)與內環(21)相連的外環(22)，在輻條(23)上開有用於穿過裝配螺栓的孔(24)。
2.按權利要求1所述的法蘭，其特徵為輻條(73)相對於至少一個環(71，72)厚度減少。
3.按權利要求1所述的法蘭，其特徵為孔(64，74，84)為橢圓形孔。
4.按權利要求1所述的法蘭，其特徵為輻條(23)具有以孔(24)為中心的圓弧形外形。
5.按權利要求1所述的法蘭，其特徵在於輻條(23』)具有徑向對著法蘭中心的直的輪廓。
6.按權利要求1所述的法蘭，其特徵在於內環(21』)在一個面上具有一個形成環形凹口，限定了一個凹槽(21』B)。
7.按權利要求1所述的法蘭，其特徵在於內環(61，71)上具有一凹口(61A，71A)。
8.按權利要求1所述的法蘭，其特徵為所述的法蘭在開有用於通過螺栓的孔(34，54)的輻條(33，53)之間設有連接內環(31，51)和外環(32，52)的加強件(39，59)。
9.按權利要求1所述的法蘭，其特徵在於內環(91)上延伸有一個特別是帽狀變形件(95)，用於形成一個悶頭法蘭(90)。
10.按權利要求1所述的法蘭，其特徵在於所述的法蘭由球墨鑄鐵或鑄鋁或鑄鋼(碳鋼，不鏽鋼)構成。
全文摘要
用於補償聯連器或管道的法蘭，它包含一個內環(21)，一個外環(22)，內、外形之間由其上開有用於穿過裝配螺栓的橢圓形孔(64)或圓形孔(24)的輻條(23)相連接。
文檔編號F16L23/036GK1139188SQ96100679
公開日1997年1月1日 申請日期1996年1月24日 優先權日1995年1月25日
發明者萊維維埃爾·蓋, 萊維維埃爾·依夫 申請人:萊維維埃爾·蓋, 萊維維埃爾·依夫