一種帶有焊接密封的法蘭結構的製作方法

2023-10-18 04:55:59

一種帶有焊接密封的法蘭結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型是一種帶有焊接密封的法蘭結構，該法蘭結構採用了雙道密封圈和一道金屬罩(3)焊接密封的三道密封冗餘設計，包括下法蘭盤(1)、上法蘭盤(2)、金屬罩(3)、內密封圈(4)、外密封圈(5)、緊固件組件(6)；其中金屬罩內側焊接邊(3-1)、金屬罩外側焊接邊(3-2)分別與上法蘭盤焊接邊(2-1)、下法蘭盤焊接邊(1-2)焊接，焊接區在豎直方向上的長度小於焊接邊長度，控制在5mm以內；該法蘭結構拆卸時，將焊接邊在豎直方向切除7～8mm，即可取下金屬罩(3)；再次安裝時，需要對焊接邊長度進行修配。本實用新型提供的一種採用雙道密封圈加一道金屬罩焊接密封的法蘭結構，既提高了密封效果及結構可靠性，又可以重複拆裝。
【專利說明】一種帶有焊接密封的法蘭結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種密封結構，具體涉及一種帶有焊接密封的法蘭結構。

【背景技術】
[0002]在公知的【技術領域】，法蘭密封結構通常由一對法蘭盤、一個密封圈和若干套緊固件組成，密封圈放置在法蘭盤的密封槽內，緊固件擰緊後，密封圈受力變形並填滿密封槽空間，從而使法蘭盤接觸面密封不洩露。這種法蘭密封結構只採用一個密封圈進行密封，一旦密封圈由於內部介質腐蝕、熱環境等因素發生損壞時，即導致法蘭結構洩漏。
[0003]盛選禹等發明的一種採用雙道金屬密封圈的法蘭結構，相比上述採用單道密封圈的法蘭結構有了很大改進，利用密封圈的冗餘設計來降低總漏率，當其中一個密封圈損壞時，另一個密封圈仍可以達到密封效果。但是這種密封結構仍然局限在密封圈的結構形式，當法蘭結構較大時，金屬密封圈與密封槽的加工精度很難保證，密封效果就會下降，如果將密封圈材料改為橡膠材料，則同樣存在內部介質腐蝕洩漏問題。
[0004]薛傳方發明的一種焊接密封法蘭採用焊接代替密封圈實現法蘭密封，這種結構完全靠焊縫的密封性達到法蘭密封，對焊縫質量要求較高，且一旦焊縫發生損傷，即會導致法蘭結構洩漏，另外一個較大的缺點是這種結構一旦焊接不可拆卸和重複裝配。


【發明內容】

_5] 實用新型目的
[0006]本實用新型的目的是提供一種既可以保證良好的密封效果、又可以實現重複拆裝的法蘭密封結構。
_7] 技術方案
[0008]為實現上述目的，本實用新型採用一種帶有焊接密封的法蘭結構，包括下法蘭盤，上法蘭盤，多套緊固件組件、內密封圈、外密封圈、金屬罩；其中一個法蘭盤的接觸面上設置有雙道密封槽，內密封圈、外密封圈分別安裝在密封槽內；金屬罩與下法蘭盤和上法蘭盤焊接密封。
[0009]所述下法蘭盤的整個外圍設置有豎直向上伸出的下法蘭盤焊接邊；所述上法蘭盤包括:中心的圓盤部分和外圍的水平圓環部分，在上法蘭盤圓環部分整個內側邊緣設置有豎直向上伸出的上法蘭盤焊接邊；從橫截面看，下法蘭盤焊接邊、上法蘭盤焊接邊、與上法蘭盤圓環部分形成「U」型腔體；所述金屬罩的截面為「U」型，金屬罩放入所述「U」型腔體，並且金屬罩內側焊接邊、金屬罩外側焊接邊分別與上法蘭盤焊接邊、下法蘭盤焊接邊焊接；焊接區設置於上部，焊接區豎直方向上的長度小於焊接邊長度。
[0010]所述金屬罩與下法蘭盤和上法蘭盤的焊接區在豎直方向上的長度小於等於5mm。[0011 ] 所述雙道密封槽設置在下法蘭盤的上端面。
[0012]所述內密封圈和外密封圈同為非金屬材料或者金屬材料；或者其中一個為非金屬材料，另一個為金屬材料。
[0013]有益效果
[0014]本實用新型所述的法蘭密封結構採用了雙道密封圈加金屬罩焊接密封的設計。兩個法蘭盤通過緊固件組件提供的預緊力將兩個密封圈壓緊在密封面上，起到主要密封作用；金屬罩的兩個焊接邊分別焊接到兩個法蘭盤的焊接邊上，起到輔助密封作用。如此，本實用新型所述的法蘭密封結構實現了雙道密封圈和一道金屬罩焊接密封的三道密封冗餘設計，雙道密封圈中的任何一道均可達到要求的密封效果，當兩道密封圈均損壞時，內部介質會洩漏到金屬罩內，只有當金屬罩也損壞時才會發生洩漏，從而保證了良好的密封效果。
[0015]本實用新型所述的法蘭密封結構中，兩個法蘭盤伸出的焊接邊在豎直方向上具有一定的長度，焊接時焊接區的長度小於焊接邊的長度，在焊接後需要拆卸時，可以將焊接區切除；再次裝配時，根據需要更換金屬罩，並調整金屬罩焊接邊長度，從而滿足安裝的需求。
[0016]當壓力容器對法蘭的密封要求十分嚴格且要求具備重複拆裝能力時，採用傳統的密封圈法蘭結構或者單純的焊接密封法蘭結構均難滿足結構設計要求，本實用新型提供的一種採用雙道密封圈加一道金屬罩焊接密封的法蘭結構，既提高了密封效果及結構可靠性，又可以重複拆裝。
[0017]本實用新型所述的法蘭密封結構中，兩道密封圈可以同時為非金屬材料、金屬材料；也可以一個為非金屬材料，一個為金屬材料。由於採用了冗餘的密封結構，所以兩道密封圈的材質選擇能夠具有更大的自由度，可以根據具體的實用環境和被密封的內部介質的類型進行靈活選擇。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型所述法蘭密封結構裝配圖。
[0019]圖2為圖1中A處的局部放大圖。
[0020]其中，1、下法蘭盤，2、上法蘭盤，3、金屬罩，4、內密封圈，5、外密封圈，6、緊固件組件，1-1、容器焊接處，1-2、下法蘭盤焊接邊，2-1、上法蘭盤焊接邊，3-1、金屬罩內側焊接邊，3-2、金屬罩外側焊接邊，6-1、螺柱，6-2、墊片，6-3、螺母。

【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步描述。
[0022]如圖1所示，本實用新型提供了一種帶有焊接密封的法蘭結構，用於對容器進行密封，包括下法蘭盤1、上法蘭盤2、金屬罩3、內密封圈4、外密封圈5、緊固件組件6 ;
[0023]如圖2所示，下法蘭盤I的整個外圍設置有水平向外凸起的容器焊接處1-1，用於與容器內壁或者容器上端焊接；下法蘭盤I的整個外圍還設置有豎直向上伸出的下法蘭盤焊接邊1-2，用於與金屬罩3進行焊接；下法蘭盤I上端面內側設置有兩個密封槽，用於安裝內密封圈4和外密封圈5 ;下法蘭盤I上端面，密封槽外側位置，設置有螺紋孔，用於安裝緊固件組件6的螺柱6-1;
[0024]如圖1所示，上法蘭盤2主要由中心的圓盤部分和其外圍的水平圓環部分組成。如圖2所示，上法蘭盤2圓環部分下端面與下法蘭盤I上端面貼合，且位於下法蘭盤焊接邊1-2內部；在上法蘭盤2圓環部分具有穿過螺柱6-1的通孔；在上法蘭盤2圓環部分整個內側邊緣還設置有豎直向上伸出的上法蘭盤焊接邊2-1，用於與金屬罩3進行焊接；
[0025]如圖2所示，從橫截面上看，下法蘭盤焊接邊1-2、上法蘭盤焊接邊2-1、與上法蘭盤2圓環部分的形成「U」型腔體，並且，金屬罩3的截面為「U」型，金屬罩3放入所述「U」型腔體，金屬罩內側焊接邊3-1、金屬罩外側焊接邊3-2分別用於與上法蘭盤焊接邊2-1、下法蘭盤焊接邊1-2焊接；焊接區設置於上部，並且焊接區豎直方向上的長度小於金屬罩3的整個焊接邊長度，如此可以實現多次焊接和拆卸。
[0026]本實用新型所述的法蘭密封結構安裝時，首先將螺柱6-1分別安裝到下法蘭盤I上的螺紋孔中，然後將內密封圈4和外密封圈5分別安裝在下法蘭盤I的密封槽中，之後將上法蘭盤2安裝到下法蘭盤I上，然後在螺柱6-1上安裝墊片6-2、螺母6-3進行鎖緊，如此，兩個法蘭盤通過緊固件組件6提供的預緊力將兩個密封圈壓緊在密封槽中，起到主要密封作用；然後將金屬罩3的金屬罩內側焊接邊3-1、金屬罩外側焊接邊3-2分別與上法蘭盤焊接邊2-1、下法蘭盤焊接邊1-2進行焊接，起到輔助密封作用。
[0027]為了保證密封圈的密封效果，下法蘭盤I上的兩個密封槽應根據內密封圈4和外密封圈5的材質、尺寸和變形能力等進行尺寸和公差設計。兩個密封圈可以同時為非金屬材料、金屬材料；也可以一個為非金屬材料，一個為金屬材料。
[0028]為了保證該法蘭密封結構具備多次重複拆裝的能力，金屬罩3、下法蘭盤I和上法蘭盤2上的焊接邊長度可根據需要進行設計，同時在進行焊接時焊接區長度不宜過長，豎直方向長度控制在5_以內。
[0029]本實用新型所述的法蘭密封結構拆卸時，首先將金屬罩3兩側焊接邊與下法蘭盤焊接邊1-2、上法蘭盤焊接邊2-1在豎直方向切除7?8_，取下金屬罩3，然後擰下緊固件螺母6-3並取下墊片6-2，之後取下上法蘭盤2即可打開法蘭。
[0030]為了保證法蘭結構的密封效果，當法蘭結構打開後要再次安裝時，應更換內密封圈4、外密封圈5和金屬罩3，其中金屬罩3兩側焊接邊長度需根據此時上、下法蘭盤焊接邊長度進行修配。
[0031]上面對本實用新型的實施例作了詳細說明，上述實施方式僅為本實用新型的最優實施例，但是本實用新型並不限於上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【權利要求】
1.一種帶有焊接密封的法蘭結構，包括下法蘭盤(I)，上法蘭盤(2)，多套緊固件組件(6)，其特徵在於:所述法蘭結構還包括:內密封圈(4)、外密封圈(5)、金屬罩(3);其中一個法蘭盤的接觸面上設置有雙道密封槽，內密封圈(4)、外密封圈(5)分別安裝在密封槽內；金屬罩(3)與下法蘭盤(I)和上法蘭盤(2)焊接密封。
2.按照權利要求1所述的一種帶有焊接密封的法蘭結構，其特徵在於:所述下法蘭盤(I)的整個外圍設置有豎直向上伸出的下法蘭盤焊接邊(1-2);所述上法蘭盤(2)包括:中心的圓盤部分和外圍的水平圓環部分，在上法蘭盤(2)圓環部分整個內側邊緣設置有豎直向上伸出的上法蘭盤焊接邊(2-1);從橫截面看，下法蘭盤焊接邊(1-2)、上法蘭盤焊接邊(2-1)、與上法蘭盤(2)圓環部分形成「U」型腔體；所述金屬罩(3)的截面為「U」型，金屬罩(3)放入所述「U」型腔體，並且金屬罩內側焊接邊(3-1)、金屬罩外側焊接邊(3-2)分別與上法蘭盤焊接邊(2-1)、下法蘭盤焊接邊(1-2)焊接；焊接區設置於上部，焊接區豎直方向上的長度小於焊接邊長度。
3.按照權利要求2所述的一種帶有焊接密封的法蘭結構，其特徵在於:所述金屬罩(3)與下法蘭盤(I)和上法蘭盤(2)的焊接區在豎直方向上的長度小於等於5mm。
4.按照權利要求1所述的一種帶有焊接密封的法蘭結構，其特徵在於:雙道密封槽設置在下法蘭盤(I)的上端面。
5.按照權利要求1所述的一種帶有焊接密封的法蘭結構，其特徵在於:內密封圈(4)和外密封圈(5)同為非金屬材料或者金屬材料；或者其中一個為非金屬材料，另一個為金屬材料。
【文檔編號】F16J15/06GK204004387SQ201420409238
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月23日 優先權日:2014年7月23日
【發明者】劉德博, 常志龍, 李斌, 阮小鵬, 劉觀日 申請人:北京宇航系統工程研究所, 中國運載火箭技術研究院