CN1007751B - 法兰接头 - Google Patents

法兰接头

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Abstract

一种法兰接头，它包括被连接的管端和具有为通过管子(1)而设有中心孔的法兰盘(5)，每个管端有一个凸缘(2)，凸缘的端面(4)是平的，基本上垂直于管子的纵轴线，法兰盘安放在凸缘后面并用适当的紧固装置，如螺栓(7)和螺帽(8)沿管子的纵向固紧在一起，凸缘(2)的厚度从凸缘外缘向管子的中心是增加的，因此凸缘(2)背面(3)的形状与端面(4)是不同的。本发明法兰接头的结构为，法兰盘(5)紧靠凸缘(2)的表面不在垂直于管子(1)纵轴线的平面内，法兰盘(5)紧靠凸缘外缘的部分离管子端面(4)的距离比法兰盘(5)紧靠凸缘(2)中心区的部分离管子端面(4)的距离近，使凸缘(2)和法兰盘(5)相对表面的形状基本相同，配合紧密。

Description

本发明涉及一种法兰接头，它包括被连接的管端和具有为通过管子而设有中心孔的法兰盘，每个管端有一个凸缘，该凸缘的端面是平的，基本垂直于管子的纵轴线，法兰盘安放在凸缘后面并用适当的紧固装置，如螺栓和螺帽固紧在一起，凸缘的厚度从外缘向管子的中心是增加的，因此凸缘背面的形状与端面不同。
为制造这种类型的法兰接头，要连接的管端首先要设有基本垂直于管子纵轴线的凸缘。制造这种凸缘有几种方案。其中之一被描述于芬兰专利申请791695中。在管端制造这种凸缘的另一方案叙述于芬兰专利申请870799号中，其凸缘的制作工序分为二个阶段，管端首先扩张到近35～40°角，然后借助一个辅助扩张头，扩张到90°角。另一种制造90°凸缘的常用方法是将一段具有预制好凸缘管段焊到管端上。
在凸缘制造好之后，用适当的紧固装置，如螺栓和螺帽将安放在相对着的管子凸缘后的法兰盘固紧在一起。一般在管端之间的接合处还安放一个密封垫。
目前，这种型式的法兰接头所使用的法兰盘紧靠凸缘的表面是平的，并基本垂直于管子的纵轴线。具有平直背面的凸缘可以用一个平的垫模板在曲边机中加工而成。虽然制造一个具有平直背面的凸缘成形工作量可能最小，但会有许多材料堆积在凸缘中心区附近的端面一侧上，使端面不是平直的。但在法兰接头中要求被连接的管子的凸缘 应尽可能紧密地靠在一起，换而言之，如果凸缘端面不是平的，就必须进一步加工成平的。
当扩张管端以制造垂直于管子纵轴线的凸缘时，凸缘的厚度随其直径的增大而减小。如果具有大直径的管子上的90°凸缘之端面要进一步加工为平的，这意味着凸缘的厚度（这是一个重要指标）要减小，即凸缘的质量要降低。
美国专利3533499提供了一种在管端制造90°凸缘的曲边机。制造凸缘时使用垫模板，垫模板朝向凸缘背面的表面不垂直于管子纵轴线。很明显，当直的法兰盘安装到这种凸缘上时，接合情况不好，因为互相紧靠着的法兰盘和凸缘的表面形状不吻合。
本发明的目的在于提供一种没有上述缺点的法兰接头。本发明法兰接头的特征在于，法兰盘紧靠凸缘的表面不在垂直于管子纵轴线的平面内，法兰盘紧靠凸缘外缘区域的那部分离管子端面的距离比法兰盘紧靠凸缘中心区的那部分离管子端面的距离近，使凸缘和法兰盘相对表面的形状基本相同，配合紧密。
本发明法兰接头的一个有优点的实施例的特征在于，法兰盘紧靠凸缘的表面在垂直剖面中呈曲线形。
本发明法兰接头的又一个有优点的实施例的特征在于，法兰紧靠凸缘的表面在垂直剖面中是直的，相对于管子纵轴线的垂直面略有一定角度。
本发明法兰接头具有许多优于过去已知的方案之处。采用现代化的设备，很容易制造接头所要求的垂直凸缘。凸缘不需要再加工，因此其厚度不会减小。凸缘在其中心区的厚度大于外缘部分，使它能更好地承受会造成凸缘和管子之间的弯曲部分损坏的轴向剪力。
本发明的另一优点是，在凸缘背部的管子和凸缘之间的夹角的边可以作得很直，因此可以减少法兰盘内圆和管子外表面之间的距离。由此增强了接头的承压能力，因为使凸缘弯曲的转动臂减小了。转动力臂取决于管壁中线和法兰和凸缘之间最靠里的接触点之间的距离。
下面，借助附图对本发明作进一步描述。
图1为管端加工出一个垂直凸缘后的部分垂直剖面，
图2为进一步加工后的同一管端
图3为按照本发明一种实施例的管端部分垂直剖面图
图4为按照本发明另一种实施例的管端部分垂直剖面图
图5为本发明法兰接头的垂直剖面图
图1为管端1的剖面，该管端已扩张出一个基本上垂直于管子纵轴线的凸缘2。凸缘的背面3是平滑的，使其能紧密地靠在法兰接头中的法兰盘上，平滑的背面可以用一个平的垫模板在曲边机中加工出来。在本文中未对曲边机加以描述。可以采用芬兰专利申请870799中所描述的机器。如果将一个带有垂直凸缘的一小段管段焊接到管端上，则不需要使用曲边机。
从图1中可以清楚地看出，凸缘2端面的形状不是直的，在扩张的工序中，管子材料的厚度在凸缘外缘部分减少，而向中心部分是增加的，但是凸缘的端面必须是平直的。在法兰接头中一个凸缘端面要靠在另一个管子的凸缘上，在它们之间一般还安放一个密封垫。因此，凸缘必须进一步被加工成平直的（见图2）。从图2可以看出，在进一步加工后整个凸缘的厚度比原始的管壁簿。
图3为本发明的一种凸缘，在这一实施例中其背面3不是直的，略呈曲线状，而端面4是平直的。其原因是在管端扩张成凸缘时，凸 缘的外缘部分比中心部分薄。因为通常的曲边法使用直的垫模板，所以大量的材料堆积在凸缘的中心区，其端面只能用辅助的方法压平。
本发明的指导思想是提供给曲边机一种背面不在垂面中的垫模板，因此在扩张的工序中使堆积在凸缘中心区的材料扩散到凸缘的背面3上。采用了这种方式，凸缘可以获得平的端面，不需要再加工。
凸缘的背面也不需要再进行加工，因为使用于这种接头的法兰盘在设计时使其紧靠凸缘2的表面与凸缘2的背面3具有相同的形状。
图4为凸缘的另一种形式，它的背面3在垂直剖面中看是直的，但它与端面4不同，不完全垂直于管子1。端面和背面之间夹角较小，最好为5至10°，它的大小取决于管子的直径，管壁的厚度，但总是大于1°。同样，在这一实施例中，凸缘的中心部分比外缘部分厚。
图5为本发明的法兰接头，二根管子端对端地连接在一起。管端如上所述具有凸缘2和法兰盘5，法兰盘上紧靠凸缘的表面之形状与凸缘2的背面3相同。法兰盘5上设有孔9以容纳螺栓7，螺栓用螺帽8拧紧。接头用安放于两个凸缘间的环形密封垫6密封。
对本发明所属技术领域的技术人员来说，本发明不只限于上述实施例所述范围，它可以在下述权利要求所述的范围内加以变换。

Claims (2)

1、一种法兰接头，它包括被连接的管端和具有为通过管子(1)而设有中心孔的法兰盘(5)，每个管端有一个凸缘(2)，凸缘的端面(4)是平的，基本上垂直于管子(1)的纵轴线，法兰盘安放在凸缘后面并用适当的紧固装置，如螺栓(7)和螺帽(8)沿管子的轴向固紧在一起，凸缘(2)的厚度从凸缘的外缘向管子的中心是增加的，因此凸缘(2)背面(3)的形状与端面(4)是不同的，法兰盘(5)紧靠凸缘(2)的表面不在垂直于管子(1)纵轴线的平面内，使凸缘(2)和法兰盘(5)相对表面的形状基本相同，且配合紧密，其特征是：法兰盘(5)紧靠凸缘(2)外缘区的部分离管子端面(4)的距离比法兰盘(5)紧靠凸缘(2)中心区的部分离管子端面(4)的距离近。
2、按照权利要求1所述的法兰接头，其特征是：法兰盘（5）紧靠凸缘（2）的表面在垂直剖面中呈曲线状。
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