CN104565618A - 一种含柔性石墨金属ω形齿复合垫的高温法兰密封结构 - Google Patents

一种含柔性石墨金属ω形齿复合垫的高温法兰密封结构 Download PDF

Info

Publication number
CN104565618A
CN104565618A CN201510040544.5A CN201510040544A CN104565618A CN 104565618 A CN104565618 A CN 104565618A CN 201510040544 A CN201510040544 A CN 201510040544A CN 104565618 A CN104565618 A CN 104565618A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flange
expanded graphite
graphite metal
shape tooth
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510040544.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104565618B (zh
Inventor
王明伍
郑小涛
喻九阳
林纬
徐建民
吴艳阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Institute of Technology
Original Assignee
Wuhan Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Institute of Technology filed Critical Wuhan Institute of Technology
Priority to CN201510040544.5A priority Critical patent/CN104565618B/zh
Publication of CN104565618A publication Critical patent/CN104565618A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104565618B publication Critical patent/CN104565618B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00—Flanged joints
    • F16L23/16—Flanged joints characterised by the sealing means
    • F16L23/162—Flanged joints characterised by the sealing means the pipe ends abutting each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00—Flanged joints
    • F16L23/02—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially
    • F16L23/032—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially characterised by the shape or composition of the flanges

Abstract

本发明涉及管道法兰的密封结构领域，具体涉及一种含柔性石墨金属Ω形齿复合垫的高温法兰密封结构，其特征在于：它包括上法兰、下法兰和柔性石墨金属Ω形齿复合垫片；所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片的金属骨架上下表面都设有多圈截面为“Ω”形的环形凸台，多圈环形凸台之间等间距布置；所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片上下表面平面部分设有柔性石墨层；所述上法兰和下法兰与柔性石墨金属Ω形齿复合垫片的接触面上均设有与环形凸台相匹配的环形凹槽，环形凹槽的截面为矩形；所述环形凸台插在对应的环形凹槽内，并且两者之间为过盈配合。该高温法兰密封结构能应用于高温高压工况，并长期保持良好的紧密性，能有效防止法兰的泄漏。

Description

一种含柔性石墨金属Ω形齿复合垫的高温法兰密封结构
技术领域
本发明涉及管道法兰的密封结构领域，具体涉及一种含柔性石墨金属Ω形齿复合垫的高温法兰密封结构。
背景技术
进入21世纪以来，经济发展同能源供应、环境保护的矛盾日益突出，世界各国纷纷把“安全、高效、环保、经济”作为工业发展的主题。这一趋势在石化行业主要体现为高温设备的安全运行和连接系统的紧密性。法兰连接以其易于拆装的优点广泛应用于石化行业压力管道和压力容器的连接处。长期处于高温高压工况时，法兰连接处容易发生泄漏失效。常用的突面法兰在法兰端面为凸面平台，工况下法兰盘上会产生弯矩，垫片受力不均，法兰盘发生偏转，易发生泄漏。另外，高温高压操作状态下，法兰端面、垫片和螺栓均会受到很大的应力，致使法兰连接中各部件材料的蠕变，致使管道法兰连接系统松弛，最终导致泄漏失效。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含柔性石墨金属Ω形齿复合垫的高温法兰密封结构，该高温法兰密封结构能应用于高温高压工况，并长期保持良好的紧密性，能有效防止法兰的泄漏。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种含柔性石墨金属Ω形齿复合垫的高温法兰密封结构，其特征在于：它包括上法兰、下法兰和柔性石墨金属Ω形齿复合垫片，所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片位于上法兰和下法兰之间；所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片的金属骨架上下表面都设有多圈截面为“Ω”形的环形凸台，多圈环形凸台之间等间距布置，并且与上法兰、下法兰和柔性石墨金属Ω形齿复合垫片同圆心；所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片上下表面平面部分设有柔性石墨层；所述上法兰和下法兰与柔性石墨金属Ω形齿复合垫片的接触面上均设有与环形凸台相匹配的环形凹槽，环形凹槽的截面为矩形；所述环形凸台插在对应的环形凹槽内，并且两者之间为过盈配合。
所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片的金属骨架上下表面的多圈环形凸台之间相互交错布置。
所述环形凸台插在对应的环形凹槽内时，与环形凹槽的底部不接触，并且共同构成一个密封的高压空腔。
所述上法兰和下法兰均为包括法兰盘、锥颈和承接口的一体成型结构，所述法兰盘的密封面为平面；所述法兰盘上设有螺栓孔，上法兰和下法兰之间通过螺栓固定连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明的高温法兰密封结构能应用于高温高压工况，并长期保持良好的紧密性，能有效防止法兰的泄漏。本发明采用截面为“Ω”形的环形凸台与截面为矩形的环形凹槽的接触连接形式，并在柔性石墨金属Ω形齿复合垫片上设置柔性石墨层，多圈环形凸台的间隙形成了多级密封，可以尽可能的将内部介质的动能、势能转化为热能，减小内部介质的压力能，减缓甚至消除泄漏。环形凸台与环形凹槽的连接形式相比于普通法兰，增大了有效密封面积，减小了法兰密封面与垫片表面之间的应力水平，增强了密封效果。在环形凸台与环形凹槽配合时为过盈配合，环形凸台与环形凹槽产生沿半径方向的密封，此密封不受螺栓力松弛的影响，受蠕变影响也较小，在高温高压下产生了十分好的密封效果；
2、本发明的高温法兰密封结构在环形凸台插在对应的环形凹槽内时，共同构成一个密封的高压空腔，该高压空腔的压力可以阻止介质由内向外泄露；同时该高压空腔在整个密封结构上周期出现，形成严格意义的迷宫密封，一个高压空腔和一个柔性石墨层构成一级迷宫，多级迷宫能将介质的动能转化为热能损耗掉，可以很大程度的减弱泄漏或避免泄漏；
3、本发明中的上法兰和下法兰的结构，将承接口与法兰本体设计为整体结构，避免了因对焊焊口缺陷造成泄漏，结构简单，方便使用。而且设置有锥颈，锥颈可以增加对弯矩的承载能力，提高法兰连接的弯矩承受能力。法兰盘密封面避免设置凸台，部分消除了螺栓孔与垫片作用力点之间的弯矩，部分消除了高温高压环境下法兰盘因弯矩产生的偏转与蠕变；
4、在此结构基础上垫片金属环形凸台与上下法兰可以沿半径方向产生两处线接触密封，法兰高温工况下受力矩的作用发生偏转时，所述线接触密封可以随上下法兰的偏转而灵活的移动，该线接触密封依然存在，密封性能极好。
附图说明
图1为本发明实施例的整体剖视结构示意图（正视）。
图2为图1中A部放大示意图（正视）。
图3为单个环形凸台与环形凹槽接触示意图（正视）。
图中：1-法兰盘、2-螺栓、3-锥颈、4-承接口、5-上法兰、6-柔性石墨金属Ω形齿复合垫片、7-下法兰、8-环形凹槽、9-环形凸台、10-柔性石墨层、11-高压空腔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明（如图1、2、3）。
一种含柔性石墨金属Ω形齿复合垫的高温法兰密封结构，它包括上法兰5、下法兰7和柔性石墨金属Ω形齿复合垫片6，（上法兰5和下法兰7相互密封连接时）所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片6位于上法兰5和下法兰7之间；所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片6的金属骨架上下表面都设有多圈截面为“Ω”形的环形凸台9，多圈环形凸台9之间等间距布置（即指环形凸台9与环形凸台9之间存在一定的间隔），并且与上法兰5、下法兰7和柔性石墨金属Ω形齿复合垫片6同圆心；所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片6上下表面平面部分设有柔性石墨层10（该柔性石墨层10应该与上下法兰的密封面很好的接触，并产生良好的密封效果）；所述上法兰5和下法兰7与柔性石墨金属Ω形齿复合垫片6的接触面上均设有与环形凸台9相匹配的环形凹槽8，环形凹槽8的截面为矩形；所述环形凸台9插在对应的环形凹槽8内，并且两者之间为过盈配合（为轻度过盈配合，在此结构基础上柔性石墨金属Ω形齿复合垫片6与上下法兰可以沿半径方向产生两处点接触密封，无论上下法兰如何偏转，该点接触密封依然存在，所述点接触密封可以随上下法兰的偏转而灵活的移动。注：该点接触密封式针对剖视图而言的，纵观整体而言，该密封为线接触密封，故而能起到很好的密封效果）。
所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片6的金属骨架上下表面的多圈环形凸台9之间相互交错布置。
所述环形凸台9插在对应的环形凹槽8内时，与环形凹槽8的底部不接触，并且共同构成一个密封的高压空腔11。该高压空腔11为通过环形凸台9插在对应的环形凹槽8内挤压形成的空腔（由于挤压而成产生高压），该高压空腔11的压力可以阻止介质由内向外泄露。
所述上法兰5和下法兰7均为包括法兰盘1、锥颈3和承接口4（用于连接管道）的一体成型结构，所述法兰盘1的密封面为平面（所述密封面即指上下法兰的法兰盘1相接触的面）；所述法兰盘1上设有螺栓孔，上法兰5和下法兰7之间通过螺栓2固定连接。

Claims (4)

1. 一种含柔性石墨金属Ω形齿复合垫的高温法兰密封结构，其特征在于：它包括上法兰（5）、下法兰（7）和柔性石墨金属Ω形齿复合垫片（6），所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片（6）位于上法兰（5）和下法兰（7）之间；所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片（6）的金属骨架上下表面都设有多圈截面为“Ω”形的环形凸台（9），多圈环形凸台（9）之间等间距布置，并且与上法兰（5）、下法兰（7）和柔性石墨金属Ω形齿复合垫片（6）同圆心；所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片（6）上下表面平面部分设有柔性石墨层（10）；所述上法兰（5）和下法兰（7）与柔性石墨金属Ω形齿复合垫片（6）的接触面上均设有与环形凸台（9）相匹配的环形凹槽（8），环形凹槽（8）的截面为矩形；所述环形凸台（9）插在对应的环形凹槽（8）内，并且两者之间为过盈配合。
2. 根据权利要求1所述的一种含柔性石墨金属Ω形齿复合垫的高温法兰密封结构，其特征在于：所述柔性石墨金属Ω形齿复合垫片（6）的金属骨架上下表面的多圈环形凸台（9）之间相互交错布置。
3. 根据权利要求1所述的一种含柔性石墨金属Ω形齿复合垫的高温法兰密封结构，其特征在于：所述环形凸台（9）插在对应的环形凹槽（8）内时，与环形凹槽（8）的底部不接触，并且共同构成一个密封的高压空腔（11）。
4. 根据权利要求1所述的一种含柔性石墨金属Ω形齿复合垫的高温法兰密封结构，其特征在于：所述上法兰（5）和下法兰（7）均为包括法兰盘（1）、锥颈（3）和承接口（4）的一体成型结构，所述法兰盘（1）的密封面为平面；所述法兰盘（1）上设有螺栓孔，上法兰（5）和下法兰（7）之间通过螺栓（2）固定连接。
CN201510040544.5A 2015-01-27 2015-01-27 一种含柔性石墨金属ω形齿复合垫的高温法兰密封结构 Expired - Fee Related CN104565618B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510040544.5A CN104565618B (zh) 2015-01-27 2015-01-27 一种含柔性石墨金属ω形齿复合垫的高温法兰密封结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510040544.5A CN104565618B (zh) 2015-01-27 2015-01-27 一种含柔性石墨金属ω形齿复合垫的高温法兰密封结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104565618A true CN104565618A (zh) 2015-04-29
CN104565618B CN104565618B (zh) 2016-11-02

Family

ID=53082353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510040544.5A Expired - Fee Related CN104565618B (zh) 2015-01-27 2015-01-27 一种含柔性石墨金属ω形齿复合垫的高温法兰密封结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104565618B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107387508A (zh) * 2017-07-11 2017-11-24 江苏盐发机械有限公司 一种耐高压法兰及其生产工艺
CN109114346A (zh) * 2018-10-29 2019-01-01 山东省环能设计院股份有限公司 一种循环水管道内压推力抵消装置
CN109595411A (zh) * 2019-01-21 2019-04-09 安庆市鑫华腈工贸有限责任公司 一种过盈配合式法兰
CN109690152A (zh) * 2016-09-09 2019-04-26 李钟彻 垫圈
CN113090822A (zh) * 2021-04-23 2021-07-09 江西恒东管业有限公司 一种具有法兰结构的克拉管
CN114439941A (zh) * 2021-12-29 2022-05-06 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种法兰对接面的密封结构及其密封方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4428603A (en) * 1980-12-09 1984-01-31 Davlin Irwin H Flange union with improved metal-to-metal seals
CN2079234U (zh) * 1990-12-18 1991-06-19 吴树济 改进型金属-膨胀石墨复合垫片
CN2821352Y (zh) * 2005-09-21 2006-09-27 韩文生 一种铝、镁合金输水管
CN203248869U (zh) * 2013-03-27 2013-10-23 上海梅山钢铁股份有限公司 高压法兰密封

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4428603A (en) * 1980-12-09 1984-01-31 Davlin Irwin H Flange union with improved metal-to-metal seals
CN2079234U (zh) * 1990-12-18 1991-06-19 吴树济 改进型金属-膨胀石墨复合垫片
CN2821352Y (zh) * 2005-09-21 2006-09-27 韩文生 一种铝、镁合金输水管
CN203248869U (zh) * 2013-03-27 2013-10-23 上海梅山钢铁股份有限公司 高压法兰密封

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109690152A (zh) * 2016-09-09 2019-04-26 李钟彻 垫圈
CN107387508A (zh) * 2017-07-11 2017-11-24 江苏盐发机械有限公司 一种耐高压法兰及其生产工艺
CN109114346A (zh) * 2018-10-29 2019-01-01 山东省环能设计院股份有限公司 一种循环水管道内压推力抵消装置
CN109114346B (zh) * 2018-10-29 2024-01-26 山东省环能设计院股份有限公司 一种循环水管道内压推力抵消装置
CN109595411A (zh) * 2019-01-21 2019-04-09 安庆市鑫华腈工贸有限责任公司 一种过盈配合式法兰
CN113090822A (zh) * 2021-04-23 2021-07-09 江西恒东管业有限公司 一种具有法兰结构的克拉管
CN114439941A (zh) * 2021-12-29 2022-05-06 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种法兰对接面的密封结构及其密封方法
CN114439941B (zh) * 2021-12-29 2024-04-16 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种法兰对接面的密封结构及其密封方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104565618B (zh) 2016-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104565618A (zh) 一种含柔性石墨金属ω形齿复合垫的高温法兰密封结构
CN204664681U (zh) 一种高温法兰垫片齿形接触连接结构
CN204420391U (zh) 一种基于波齿复合垫的法兰密封结构
CN204512721U (zh) 高压耐腐蚀法兰
CN203880274U (zh) 一种高温管道法兰
CN204459547U (zh) 一种管道密封装置
CN204420390U (zh) 一种新型法兰密封结构
CN203549193U (zh) 一种球形法兰接头结构
CN204628873U (zh) 一种三角形齿接触式法兰
CN104089041A (zh) 阀门组合式密封结构及其方法
CN204628872U (zh) 一种梯形齿接触式法兰
CN201059400Y (zh) 一种密封法兰
CN204628874U (zh) 一种长方形齿接触式法兰
CN208816912U (zh) 一种排气系统气体自锁密封结构
CN204664441U (zh) 一种高压差双向软密封蝶阀
CN204358089U (zh) 一种自紧式异角齿面双锥环垫
CN205013747U (zh) 保温夹套球阀
CN204512725U (zh) 抗氢钢专用法兰
CN102966821B (zh) 一种三通式法兰
CN205173851U (zh) 一种抗高压管道快速抢修器
CN211081988U (zh) 一种用于汽轮机高压前汽封密封蒸汽的弹性密封装置
CN217003537U (zh) 一种密封性能优异的密封垫片
CN103939447A (zh) 一种双重密封螺栓
CN207247981U (zh) 一种高压换热器密封结构
CN203500714U (zh) 衬塑钢管法兰密封连接结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20161102

Termination date: 20190127