CN105240630B - 无螺栓快装大型法兰副 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够实现快速拆卸，且密封效果较好的无螺栓快装大型法兰副。所述无螺栓快装大型法兰副，包括：第一法兰、第二法兰；无螺栓快装大型法兰副，还包括卡合装置，所述卡合装置包括斜铁组件、斜铁固定卡板；所述斜铁组件与斜铁固定卡板一一对应；所述第一法兰与第二法兰贴合，且所述第一法兰与第二法兰之间设置有密封结构；所述斜铁固定卡板上设置有卡槽；所述第一法兰、第二法兰均位于卡槽内，且所述斜铁组件安装在卡槽内卡合第一法兰和第二法兰。采用该无螺栓快装大型法兰副，拆卸安装方便，同时法兰长期使用变形小。

Description

无螺栓快装大型法兰副

技术领域

本发明涉及一种流体输送管道连接装置，尤其是一种无螺栓快装大型法兰副。

背景技术

公知的：法兰联接是流体输送管路、换热器、分离器封头中应用最广泛的一种联接方式。然而法兰联接一般采用螺栓进行固定，如以下两种情况均采用螺栓将法兰副连接：

在移动式取水泵船上，带活动接头的曲臂式出水管与岸边的输水斜管在水位变化较大的季节，需要要将出水管与输水斜管的联接法兰频繁拆装移动泵车，适应水位的变化。因为取水管直径均较大，所以在取水管道的法兰联接中，螺栓直径大、数量多，拆装螺栓工作量大。

换热器、分离器等设备，由于工艺设计的需要，一般均在一端或两端设有封头。这些封头，直径均在一米以上，在工艺故障或定期检修中都要打开进行维修，然后封闭。因此存在螺栓直径大、数量多，拆装螺栓工作量大。

上述法兰以凸面法兰为主，联接均用螺栓紧固。紧固螺栓全部均布在密封面外侧，其紧固的受力点在密封面外侧，这样密封面外侧的密封效果最好，里侧因为受力较小，起的密封效果并不好或没有密封效果。即整个密封面只有小部分起到密封作用。其二，因为内外受力不均，在使用几年后，法兰必然出现碗状变形：里侧上拱，外侧下弯的现象。这时就会出现经常泄漏的情况，即密封效果变差。

其次上述这些设备绝大部分为露天布置。在露天环境下，温差、湿度变化大，螺栓锈蚀情况普遍存在，众所周知，螺栓锈蚀后拆卸极为困难，造成拆装法兰工效较低。

最后，上述联接法兰的密封材料多为自制或定制橡胶垫，这样存在两个问题：一是成本较高：自制的需要大胶板划线切割，浪费较大；定制的橡胶垫成本较高，比如一个直径1m的定制橡胶垫，采购成本达到150元以上。其二，使用过的橡胶垫，因为上面有较深压痕，为了保证密封效果，一般是换新件，浪费较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现快速拆卸，且密封效果较好的无螺栓快装大型法兰副。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：无螺栓快装大型法兰副，包括：第一法兰、第二法兰；无螺栓快装大型法兰副，还包括卡合装置，所述卡合装置包括斜铁组件、斜铁固定卡板；所述斜铁组件与斜铁固定卡板一一对应；所述第一法兰与第二法兰贴合，且所述第一法兰与第二法兰之间设置有密封结构；所述斜铁固定卡板上设置有卡槽；所述第一法兰、第二法兰均位于卡槽内，且所述斜铁组件安装在卡槽内卡合第一法兰和第二法兰,所述第一法兰与第二法兰之间设置的密封结构采用双迷宫密封，所述迷宫密封的密封槽宽度比密封齿宽2～3mm；密封齿的高度与密封槽深度一致，所述密封槽内设置有密封圈。

进一步的，所述斜铁组件包括上斜铁、下斜铁；所述上斜铁和下斜铁均具有斜面；所述上斜铁的斜面与下斜铁的斜面配合形成斜铁组件，且安装在卡槽内；所述下斜铁与第一法兰接触且位于第一法兰与上斜铁之间，或者下斜铁与第二法兰接触，且位于第二法兰与上斜铁之间。

进一步的，所述下斜铁一端横截面的面积大于另一端的横截面的面积，横截面面积较小的一端为斜切端，另一端为固定端，所述固定端上设置有限位板；所述限位板由固定端的侧面向外延伸。

进一步的，所述上斜铁的固定端上设置有通孔。

进一步的，所述密封齿的端面平面度与密封槽底部的平面度均≤0.20mm。

优选的，所述密封圈采用PU管。

进一步的，所述斜铁固定卡板上设置有加强筋板；所述加强筋板设置在斜铁固定卡板上形成U型，且开口方向与卡槽的开口方向相同。

进一步的，所述卡合装置至少具有八组，且沿第一法兰的圆周均匀分布。

本发明的有益效果是：本发明所述的无螺栓快装大型法兰副，包括卡合装置，通过卡合装置卡紧法兰副；所述的卡合装置采用斜铁组件和斜铁固定卡板实现对法兰副的卡合，因此在拆卸的过程中只需将斜铁固定卡板和斜铁组件拆除即可，斜铁固定卡板和斜铁组件相对于传统的螺栓连接，拆除方便，安装方便。同时在法兰副之间设置有密封结构能够保证法兰连接的密封效果。

附图说明

图1是本发明实施例中采用无螺栓快装大型法兰副连接两根管道的立体图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明实施例中采用无螺栓快装大型法兰副总装结构示意图；

图4是本发明实施例中斜铁固定卡板的主视图；

图5是图4中的A-A剖视图；

图6是本发明实施例中下斜铁的主视图；

图7是本发明实施例中下斜铁的俯视图；

图8是本发明实施例中上斜铁的主视图；

图9是本发明实施例中上斜铁的俯视图；

图中标示：1-第一法兰，2-第二法兰，3-上斜铁，31-通孔，4-下斜铁，41-限位板，42-斜切端，43-固定端，5-斜铁固定卡板，51-卡槽，52-加强筋板，53-连接通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-9所示，本发明所述的无螺栓快装大型法兰副，包括：第一法兰1、第二法兰2；无螺栓快装大型法兰副，还包括卡合装置，

所述卡合装置包括斜铁组件、斜铁固定卡板5；所述斜铁组件与斜铁固定卡板5一一对应；所述第一法兰1与第二法兰2贴合，且所述第一法兰1与第二法兰2之间设置有密封结构；所述斜铁固定卡板5上设置有卡槽51；所述第一法兰1、第二法兰2均位于卡槽51内，且所述斜铁组件安装在卡槽51内卡合第一法兰1和第二法兰2,所述第一法兰1与第二法兰2之间设置的密封结构采用双迷宫密封，所述迷宫密封的密封槽宽度比密封齿宽2～3mm；密封齿的高度与密封槽深度一致，所述密封槽内设置有密封圈。

在使用的过程中：首先将第一法兰1和第二法兰2对齐，然后安装斜铁固定卡板5，使得第一法兰1和第二法兰2均位于卡槽51内，再安装斜铁组件，使得斜铁组件位于卡槽51内，且使得第一法兰1和第二法兰2贴合；同时使得第一法兰1和第二法兰2之间的密封结构密封。

安装上述操作，在第一法兰1和第二法兰2的上安装多个斜铁固定卡板5和斜铁组件，实现对第一法兰1和第二法兰2在圆周方向上的压紧和密封。在拆卸的过程中，只需将斜铁组件敲出，斜铁固定卡板5便可以轻松的取下。

综上所述，本发明所述的无螺栓快装大型法兰副具有以下优点：

1)、无紧固螺栓，拆装效率高

取消紧固螺栓，用斜铁组剪压紧上下法兰。因为并不需要太大的紧固力矩，拆装时用一把榔头敲击上斜铁3薄面，即可实现斜铁的拆卸，紧固时用榔头敲紧上斜铁3厚面即可实现法兰的紧固。比起每次拆装几十上百颗大直径的螺栓，拆装效率大幅提高，工人劳动强度也得到极大降低。

2)、法兰长期使用变形小

由于法兰副在贴合的时候内外受力不均，在使用几年后，法兰必然出现碗状变形：里侧上拱，外侧下弯的现象。而快装法兰的紧固受力点在密封面正上方，也就是在法兰的正中，这样，法兰产生碗状变形的情况就消除了。剩下导致变形的因素只是正常热胀冷缩产生的变形，这个变形量是很小的，对长期正常使用影响极轻微。

因此本发明所述的无螺栓快装大型法兰副，通过设置卡合装置实现第一法兰1和第二法兰2的连接。由于所述卡合装置包括斜铁组件、斜铁固定卡板5；通过斜铁固定卡板5将斜铁组卡合在第一法兰1和第二法兰2形成的法兰副上，从而实现法兰副的连接。同时在安装和拆卸的过程中操作简便，能够实现快速安装和拆卸，避免传统法兰副采用螺栓连接时拆装麻烦的问题，由于法兰副受到的斜铁组件和斜铁固定板5的沿贴合面正方向的夹紧压力，因此能够避免法兰长时间使用发生变形。同时在第一法兰1和第二法兰2之间设置有密封结构，能够保证第一法兰1和第二法兰2之间的密封,所述密封结构可以采用多种方式，如在第一法兰1和第二法兰2之间设置密封圈。为了提高密封效果，避免第一法兰1和第二法兰2之间发生泄漏。优选的，所述第一法兰1与第二法兰2之间设置的密封结构采用双迷宫密封。具体的，所述迷宫密封的密封槽宽度比密封齿宽2～3mm；密封齿的高度与密封槽深度一致，所述密封槽内设置有密封圈6。所述密封齿的端面平面度与密封槽底部的平面度均≤0.20mm。。

所述斜铁组件可以采用整体式的，也可以采用组合式的斜铁。为了便于斜铁组件的安装和拆卸，同时便于通过调节斜铁组件卡紧第一法兰1和第二法兰2。进一步的，所述斜铁组件包括上斜铁3、下斜铁4；所述上斜铁3和下斜铁4均具有斜面；所述上斜铁3的斜面与下斜铁4的斜面配合形成斜铁组件，且安装在卡槽51内；所述下斜铁4与第一法兰1接触且位于第一法兰1与上斜铁3之间，或者下斜铁4与第二法兰2接触，且位于第二法兰2与上斜铁3之间。

由于斜铁组件包括上斜铁3和下斜铁4，同时所述上斜铁3和下斜铁4均具有斜面；所述上斜铁3的斜面与下斜铁4的斜面配合形成斜铁组件；因此可以通过上斜铁3和下斜铁4之间斜面的接触位置，从而调节整体斜铁组件的高度，从而实现对第一法兰1和第二法兰2的卡紧。

为了避免下斜铁4在调节的过程中滑出卡槽51，进一步的，所述下斜铁4一端横截面的面积大于另一端的横截面的面积，横截面面积较小的一端为斜切端42，另一端为固定端43，所述固定端43上设置有限位板41；所述限位板41由固定端43的侧面向外延伸。通过限位板41可以限制下斜铁4在卡槽51内的位置，从而避免下斜铁4在调节时滑出卡槽51；同时可以实现下斜体4在卡槽51内的定位。

为了避免在拆卸上斜铁3是，上斜铁3掉落，进一步的，所述上斜铁3的固定端上设置有通孔31。所述上斜铁3的固定端是指上斜铁3上横截面积较大的一端。由于上斜铁3的固定端上设置有通孔31，因此可以通过绳索或者钢丝将上斜铁3栓在管道上，从而避免上斜铁3掉落。

双迷宫密封经过两层迷宫减压后，泄漏出的流体压力已经极低，只需在上法兰上用斜铁稍用力敲击将两个密封垫轻微挤压变形即可实现可靠密封，不再像以前的凸面法兰，需要用很大的紧固力矩将密封胶垫产生较大变形来实现可靠密封效果。

所述密封圈6可以采用橡胶垫，优选的，所述密封圈6采用PU管。用PU管或其他软质材料制作的密封圈，相比于自制或定制橡胶垫，其制作过程相当简单，成本降低幅度较大。以1m的法兰为例，制作两个密封圈需要PU管5.2m，材料费52元，相比于定制密封圈的150元，降低成本约67％。其二，这种密封圈在密封齿的压力作用下，恰好填满密封槽，而且密封齿端面是一个平面，这样就不会出现像凸面法兰上的密封线把密封圈压出较深的压痕的情况，密封圈可以多次使用。

为提高斜铁固定卡板5的强度，如图5所示，所述斜铁固定卡板5上设置有加强筋板52；所述加强筋板52设置在斜铁固定卡板5上形成U型，且开口方向与卡槽51的开口方向相同。

进一步的，在加强筋板52上设置连接孔53，将卡斜铁固定卡板5板用一根铁丝或者绳索固定在管道上，避免拆卸斜铁时斜铁固定卡板5落下砸在工人脚上。

为了使得第一法兰1和第二法兰2的贴合面完成卡合，且受到的卡合压力均匀，避免法兰使用一段时间后发生严重变形。进一步的，所述卡合装置至少具有八组，且沿第一法兰1的圆周均匀分布。

Claims (8)

1.无螺栓快装大型法兰副，包括：第一法兰(1)、第二法兰(2)；其特征在于：还包括卡合装置，所述卡合装置包括斜铁组件、斜铁固定卡板(5)；所述斜铁组件与斜铁固定卡板(5)一一对应；所述第一法兰(1)与第二法兰(2)贴合，且所述第一法兰(1)与第二法兰(2)之间设置有密封结构；所述斜铁固定卡板(5)上设置有卡槽(51)；所述第一法兰(1)、第二法兰(2)均位于卡槽(51)内，且所述斜铁组件安装在卡槽(51)内卡合第一法兰(1)和第二法兰(2)；所述第一法兰(1)与第二法兰(2)之间设置的密封结构采用双迷宫密封，所述迷宫密封的密封槽宽度比密封齿宽2～3mm；密封齿的高度与密封槽深度一致，所述密封槽内设置有密封圈(6)。

2.如权利要求1所述的无螺栓快装大型法兰副，其特征在于：所述斜铁组件包括上斜铁(3)、下斜铁(4)；所述上斜铁(3)和下斜铁(4)均具有斜面；所述上斜铁(3)的斜面与下斜铁(4)的斜面配合形成斜铁组件，且安装在卡槽(51)内；所述下斜铁(4)与第一法兰(1)接触且位于第一法兰(1)与上斜铁(3)之间，或者下斜铁(4)与第二法兰(2)接触，且位于第二法兰(2)与上斜铁(3)之间。

3.如权利要求2所述的无螺栓快装大型法兰副，其特征在于：所述下斜铁(4)一端横截面的面积大于另一端的横截面的面积，横截面面积较小的一端为斜切端(42)，另一端为固定端(43)，所述固定端(43)上设置有限位板(41)；所述限位板(41)由固定端(43)的侧面向外延伸。

4.如权利要求3所述的无螺栓快装大型法兰副，其特征在于：所述上斜铁(3)的固定端上设置有通孔(31)。

5.如权利要求1所述的无螺栓快装大型法兰副，其特征在于：所述密封齿的端面平面度与密封槽底部的平面度均≤0.20mm。

6.如权利要求5所述的无螺栓快装大型法兰副，其特征在于：所述密封圈(6)采用PU管。

7.如权利要求1所述的无螺栓快装大型法兰副，其特征在于：所述斜铁固定卡板(5)上设置有加强筋板(52)；所述加强筋板(52)设置在斜铁固定卡板(5)上形成U型，且开口方向与卡槽(51)的开口方向相同。

8.如权利要求1至7任意一项权利要求所述的无螺栓快装大型法兰副，其特征在于：所述卡合装置至少具有八组，且沿第一法兰(1)的圆周均匀分布。