CN104048123A

CN104048123A - 组合式法兰

Info

Publication number: CN104048123A
Application number: CN201310084359.7A
Authority: CN
Inventors: 卢海川
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2014-09-17

Abstract

本发明提供一种组合式法兰，包括至少两个圆环组件和至少四个连接件，每个所述圆环组件包括至少两个扇环段，每个所述扇环段具有沿周向排列的至少两个通孔；在组装状态下，相邻的两个所述圆环组件中的扇环段错开布置，且所述扇环段上的通孔配置成使相邻的两个所述圆环组件中一个圆环组件中的至少一个扇形段与另一个圆环组件中的两个扇环段通过穿过所述通孔的所述连接件相连接。本发明还提供一种装有上述组合式法兰的波纹管组件，以及具有根据本发明的波纹管组件的气体绝缘金属封闭开关设备。

Description

组合式法兰

技术领域

本发明涉及组合式法兰，尤其是用于波纹管组件的组合式法兰。本发明还涉及装有上述组合式法兰的波纹管组件以及包括所述波纹管组件的气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)。

背景技术

波纹管通常用于补偿轴向长度并被广泛用于工业领域例如石油化工、压力容器等需要采用波纹管输送或容纳物体的领域。波纹管尤其可用于气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)。例如在GIS的母线中采用波纹管来封闭并保护其中容纳的电气元件，并且在该波纹管中通常存在高压绝缘气体。这种波纹管的轴向两端一般分别安装有法兰，法兰与波纹管段构成波纹管组件。

图1示出了现有技术中的用于波纹管组件的法兰2，这种法兰是一体式法兰，在生产波纹管组件的过程中，法兰的制造占据了工作量的主要部分。另外，在制造这种一体式法兰时会产生大量的废料，导致生产成本较高，生产效率较低。

中国发明专利CN1234989C公开一种铸钢法兰盘，法兰盘本体由铸钢材料通过浇铸模具铸成，并且法兰盘本体由至少两块扇环板通过连接机构组合而成。在使用时，通过设置在扇环板两侧的连接机构将相邻的扇环板依次结合在一起，组成整体式法兰盘，从而解决套装法兰盘时遇到的困难，提高了工作效率。但这种法兰不适合装在用于压力容器的波纹管上。

美国专利申请US20050052026A1公开一种分离式法兰，适用于牢固安装到具有柔性管体且具有形成在管体端部的向外展开的管上，这种分离式法兰包括两个或两个以上的弓形法兰件以及位于所述法兰件的两端部且从法兰件的外周面向外伸出的两个连接件。这些法兰件可相互连接形成环形结构。如此配置的分离式法兰能容易地安装到柔性管体上。

尽管现有技术已经提出了多种组合式法兰，但人们仍希望提供一种适用于波纹管组件的成本低廉、安装维护灵活且生产效率高的法兰。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于波纹管组件的成本效益好、安装维护灵活且生产效率高的组合式法兰。

因此，在本发明的一个实施例中，一种用于波纹管组件的组合式法兰，包括至少两个圆环组件和至少四个连接件，每个所述圆环组件由至少两个扇环段构成，每个所述扇环段具有沿周向排列的至少两个通孔；在组装状态下，相邻的两个所述圆环组件中的扇环段错开布置，且所述扇环段上的通孔配置成使相邻的两个所述圆环组件中一个圆环组件中的至少一个扇形段与另一个圆环组件中的两个扇环段通过穿过所述通孔的所述连接件相连接。

在上述实施例中，法兰由多个结构尺寸相同或不同的扇环段组装而成。和生产一体式法兰相比，生产扇环段所用的毛坯材料成本大大减少，并且法兰的加工速度显著提高。

在本发明的一个优选实施例中，所述至少两个圆环组件中的每个圆环组件可包括数目相同的扇环段，例如每个圆环组件包括两个、三个、四个、六个扇环段。各扇环段的结构尺寸可以相同，也可以不同，但其径向尺寸(宽度)相同。

按照本发明的一个优选实施例，为了更方便组装，该组合式法兰仅由两个圆环组件构成，即叠置在一起的第一圆环组件和第二圆环组件。应当理解，根据需要，也可以选择其它合适数目的圆环组件，例如叠置在一起的三个、四个圆环组件。

按照本发明的一个优选实施例，当组合式法兰由两个圆环组件构成时，第一圆环组件中的扇环段的数目为所述第二圆环组件中扇环段数目的两倍。例如，第一圆环组件包括三个结构相同的第一扇环段，该第一扇环段的圆心角为120°；第二圆环组件包括六个结构相同的第二扇环段，该第二扇环段的圆心角为60°。

根据本发明的一个优选实施例，所述至少两个圆环组件中的每个圆环组件均包括六个扇环段，这六个扇环段的结构尺寸优选相同，每个扇环段的圆心角为60°。上述实施例中，每个扇环段具有沿其周向排列的两个通孔，用于安装螺栓。根据法兰的具体尺寸，也可以选择其它合适数目的通孔及合适数目的的扇环段。

按照本发明的一个优选实施例，为了方便将法兰安装定位，所述至少两个圆环组件中的每个的扇环段上的通孔与其它圆环组件上的扇环段上的通孔的数目相同。

本发明的目的还在于提供一种波纹管组件，包括：限定出第一轴向端和第二轴向端的波纹管段；分别安装至该第一轴向端和第二轴向端的根据本发明的组合式法兰。

本发明的另一个目的在于提供一种气体绝缘金属封闭开关设备，其包括一个或多个根据本发明的波纹管组件。

本发明的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本申请后显而易见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1示出了现有技术中的用于波纹管组件的法兰的结构示意图；

图2示出了根据本发明的组合式法兰的一个实施例的分解示意图；

图3示出了装有根据本发明的组合式法兰的波纹管组件的结构示意图；

图4示出了图3所示的波纹管组件的端侧视图；

图5示出了图3所示的波纹管组件的立体图。

在本发明中，相同的附图标记被用来表示相同的或相似的特征。

附图标记列表

10-波纹管组件；2-一体式法兰；20-组合式法兰；200-通孔；201-第一圆环组件；202-第二圆环组件；203-扇环段；30-波纹管段；第一轴向端301；第二轴向端302；40-波纹管翻边。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。尽管提供附图是为了呈现本发明的一些实施方式，但附图不必按具体实施例的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或剖切以更好示出和解释本发明的公开内容。

图2示出了根据本发明的组合式法兰20的一个优选实施例。如图所示，在该实施例中，该组合式法兰20由两个圆环组件构成，即第一圆环组件201和第二圆环组件202，第一圆环组件201包括六个扇环段203，第二圆环组件202也包括六个扇环段203。图中示出的扇环段的结构完全相同，即每个扇环段的圆心角为60°且具有相同的径向尺寸（宽度），使得每个圆环组件中的六个扇环段203可拼接形成一圆环。另外，各扇环段203具有沿其周向排列的两个通孔200，在组装状态下，第一圆环组件201上的扇环段与第二圆环组件202上的扇环段错开布置，例如使第一圆环组件201上的两个相邻扇环段的端部连接处位于第二圆环组件202上相应扇环段的中间，这时，第一圆环组件201扇环段203上的通孔200与第二圆环组件202扇环段203上的通孔200对齐，使得在组装状态下，第一圆环组件201中的至少一个扇环段与相邻的第二圆环组件202中的至少两个扇环段通过穿过通孔200的连接件相连接。

然而，本领域技术人员应当明白，上面的实施例仅仅是示意性的且优选的，本发明并不局限于上述实施例。对于本发明中的组合式法兰来说，可以包括两个以上的圆环组件，例如三个圆环组件或者其它合适数目的圆环组件，这些都涵盖在本发明的范围内。另外，每个圆环组件中的扇环段203可构造成如上面的实施例那样完全相同，也可以构造成结构尺寸不相同。然而，这些结构尺寸不相同的扇环段要秉承一个原则，即所有扇环段的径向宽度是一致的，且每个圆环组件中的扇环段在组装状态下能拼接成一个圆环。

例如，在本发明的另一个未示出的实施例中，组合式法兰由两个圆环组件构成，第一圆环组件包括三个结构尺寸相同的第一扇环段，每个第一扇环段的圆心角为120°且开设有四个沿其周向等距排列的通孔；第二圆环组件包括六个结构尺寸相同的第二扇环段，每个第二扇环段的圆心角为60°且开设有两个沿其周向的通孔。在组装状态下，第一圆环组件中的三个第一扇环段与第二圆环组件中的六个第二扇环段错开布置，并且三个第一扇环段上的通孔与六个第二扇环段上的通孔对齐。在这里，通孔可以为螺纹孔，或者光孔，用于例如螺栓、螺钉、铆钉等连接件的安装。

在本发明的又一个未示出的实施例中，组合式法兰可以由三个（三层）圆环组件构成，即第一圆环组件、第二圆环组件和第三圆环组件，这三个圆环组件中各圆环组件之间的扇环段的结构可以相同，也可以不同。例如，在该实施例中，第一圆环组件包括三个结构尺寸相同的第一扇环段，每个第一扇环段的圆心角为120°且开设有四个沿其周向等距排列的通孔；第二圆环组件包括六个结构尺寸相同的第二扇环段，每个第二扇环段的圆心角为60°且开设有两个沿其周向的通孔；第三圆环组件包括三个结构尺寸相同的第三扇环段，每个第三扇环段的圆心角为120°且开设有四个沿其周向等距排列的通孔。在组装状态下，第一圆环组件中的三个第一扇环段与第二圆环组件中的六个第二扇环段错开布置，而第二圆环组件中的六个第二扇环段与第三圆环组件中的三个第三扇环段错开布置，各圆环组件中的扇环段上的通孔对齐。

另外，任何其它合适的圆环组件数目，以及每个圆环组件中扇环段的结构尺寸相同或不同，或者各圆环组件之间的扇环段的数目、结构尺寸相同或不同，只要这些扇环段最终组装成组合式（可分解的）法兰，均涵盖在本发明思想的保护范围内。

对于上述实施例中的组合式法兰来说，通过生产例如冲压制成扇环段203，与现有技术中的一体式法兰相比，特别是生产大口径法兰，产生的废料显著减少，因此大大节省了毛坯料的成本。并且生产这种扇环段，和生产一体式法兰相比，显著提高了加工速度和工作效率，因而增加了这种组合式法兰的成本效益。另外，这种组合式法兰还具有安装维护灵活的优点，例如如果仅法兰中的一个或几个扇环段遭到破坏，可以根据需要仅更换其中一个或几个扇环段，而不需要像现有技术那样，将整个法兰拆掉更换。

图3-5示意性地示出了根据本发明的波纹管组件的一个实施例。如图所示，波纹管组件10包括具有第一轴向端301和第二轴向端302的波纹管段30。第一轴向端301和第二轴向端302分别安装有根根据本发明的组合式法兰20。与现有技术相比，采用这种组合式法兰20的波纹管组件10，可以将波纹管段30的轴向端的翻边40加大，从而有利于波纹管的定位并使得法兰受力均匀。

本领域技术人员应当明白，图中仅示意性地绘出了波纹管段的长度。虽然绘出的波纹管段的长度较短，但根据需要，在波纹管组件中，可以选择任何合适长度的波纹管段。

这种波纹管组件10可应用于压力容器中，例如石油化工、管道输送等领域的压力容器。该波纹管组件例如也可在气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）中使用，如SF6气体绝缘全封闭开关装置（GIS）中。采用这种组合式法兰的波纹管组件，安装维护更加灵活。例如用于在气体绝缘金属封闭开关设备中时，由于空间较小，现有技术中的一体式法兰很难或几乎不能被拆下，本发明中的组合式法兰则可以通过逐步拆卸各扇环段而实现维护。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种组合式法兰，包括至少两个圆环组件（201、202）和至少四个连接件，其中每个所述圆环组件（201、202）由至少两个扇环段（203）构成，每个所述扇环段（203）具有沿周向排列的至少两个通孔（200）；在组装状态下，相邻的两个所述圆环组件（201、202）中的扇环段（203）错开布置，且所述扇环段（203）上的通孔（200）配置成使相邻的两个所述圆环组件中一个圆环组件（201）中的至少一个扇形段与另一个圆环组件（202）中的两个扇环段通过穿过所述通孔（200）的所述连接件相连接。

2.根据权利要求1所述的组合式法兰，其特征是，所述组合式法兰由第一圆环组件和第二圆环组件构成。

3.根据权利要求1或2所述的组合式法兰，其特征是，所述圆环组件（201、202）中的每个圆环组件包括数目相同的扇环段（203）。

4.根据权利要求2所述的组合式法兰，其特征是，所述第一圆环组件中的扇环段数目为所述第二圆环组件中的扇环段数目的两倍。

5.根据权利要求3所述的组合式法兰，其特征是，所述圆环组件（201、202）中的每个圆环组件包括六个结构相同的扇环段（203）。

6.根据权利要求1或2所述的组合式法兰，其特征是，每个所述扇环段（203）具有沿其周向排列的两个通孔（200）。

7.根据权利要求1所述的组合式法兰，其特征是，所述至少两个圆环组件（201、202）中的每个圆环组件上的通孔（200）的数目相同。

8.根据权利要求4所述的组合式法兰，其特征是，该第一圆环组件包括三个结构相同的第一扇环段；该第二圆环组件包括六个结构相同的第二扇环段。

9.一种波纹管组件，包括：

限定出第一轴向端（301）和第二轴向端（302）的波纹管段（30）；

分别安装至该第一轴向端（301）和第二轴向端（302）的根据权利要求1至8中任一项所述的组合式法兰（20）。

10.一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征是，包括一个或多个根据权利要求9所述的波纹管组件。