CN108916499B - 改进型船用双联盲板法兰及其位置切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进型船用双联盲板法兰及其位置切换方法，属于船舶制造技术领域。解决了目前双联盲板法兰位置切换费时费力、企业制造成本高的问题。主要包括相互连为一体、并分别设有安装孔的法兰端和盲板端，以法兰端外圆轨迹与盲板端外圆轨迹相交的两公共点为圆心分别开设两等径螺栓孔，两螺栓孔之间按螺栓孔直径大小贯穿构成跑道型镂空滑槽，以及改进型双联盲板法兰的位置切换方法。本发明构思巧妙，安全高效，零成本解决问题，实用性非常强，给企业创造了可观经济效益，在法兰技术领域及船舶技术领域具有深远意义。
Description
技术领域
本发明属于船舶制造技术领域，具体地说，尤其涉及一种改进成本很低、切换快捷方便、省时省力、大幅度降低船舶制造维护成本的改进型船用双联盲板法兰及其位置切换方法。
背景技术
双联盲板法兰是船舶上常用的零件，用于管路之间的连接。在船舶的管系中有很多在不用时需要隔断，而使用时又需要接通的管路，对于这种情况就需要用到对双联盲板法兰的法兰端与盲板端两个位置进行切换来实现管路的通与断。根据国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会联合发布的最新GB/T 4450-2008船用盲板钢法兰执行标准，双联盲板法兰结构为相互连为一体、并分别设有安装孔的法兰端和盲板端，以法兰端外圆轨迹与盲板端外圆轨迹相交的两公共点为圆心分别开设两等径螺栓孔。在此之前执行的是GB/T 4450-1995船用盲板钢法兰执行标准，该标准中双联盲板法兰结构包括相互连为一体、并相切法兰端和盲板端，在相切点设计以该切点为圆心的螺栓孔，但GB/T 4450-1995标准中的这种结构因占用面积大等原因已经被淘汰，船舶制造业已经不允许用该结构的双联盲板法兰。
以GB/T 4450-2008船用盲板钢法兰执行标准中的BS型双联盲板法兰为例，公称压力PN为0.6MPa，公称通径DN为350mm的BS型双联盲板法兰，其重量为30.94kg，公称通径越大重量越重；公称压力PN为1.0MPa，公称通径DN为300mm的BS型盲板法兰，其重量为27.48kg，公称通径越大重量越重。所以双联盲板法兰的重量是很重的，只要要想实现双联盲板法兰两端位置切换就需要借助起吊装置。事实上，目前船舶制造企业就是通过起吊装置将双联盲板法兰拆下，再换方向，然后再用起吊装置安装上的方式来实现双联盲板法兰位置的切换。目前采用的这种方式一方面会增加企业设备购进成本、劳动力成本，另一方面费时费力影响制造加工进度。
当然，为解决此问题，申请公布号CN 105003768 A、申请公布日2015.10.28、发明创造名称为双联盲板法兰的中国专利，其通过增加凸部、拉槽等结构实现位置切换，但该技术方案结构设计较为复杂，制造加工难度大，制造成本高，还有另外一个很关键的地方，这种结构理论上可以通过拉槽实现，但实际上是比较难实现的，因为双联盲板法兰的重量是很重的，人为力量是很难抵抗法兰在拉槽间滑动所产生的摩擦力的，所以这种结构方式不会得到普遍推广。此外，在该说明书具体实施方式提到，第一种切换方式为转动方式，通过任一通孔中的螺栓为旋转中心实现位置切换。这个技术方案本身就是一个错误的技术方案，以申请案提到的任一通孔中的螺栓为旋转中心旋转180度后，法兰位置相对原来位置是向上或向下移动了一定高度，是不会贴合管路，也不会贴合管路上螺栓孔位置，所以是不可能实现双联盲板法兰两端位置切换的。
发明内容
本发明创造是鉴于上述背景而完成的，目的是一种改进成本很低、切换快捷方便、省时省力、大幅度降低船舶制造维护成本的改进型船用双联盲板法兰。
当研发团队开发出改进型船用双联盲板法兰后，便对样品进行实船试验，试验结果很好，结果如预期一样有效解决传统盲板法兰问题。其中一位细心的研发人员发现，当盲板法兰旋转超过90°时，镂空滑槽相对螺栓发生的位移速度相对较快，在此过程中产生较大的冲击力，虽然该现象对解决传统盲板法兰位置切换问题没有影响。但该冲击力在长期多频率使用环境下，会使螺栓的使用寿命缩水，并且存在螺栓突然断裂对工作人员造成伤害的安全隐患。后来，为解决此问题，研发人员企图从盲板法兰的结构上进行进一步改进来解决此问题；比如通过在镂空滑槽内壁增加橡胶层，利用橡胶层增加滑动摩擦；也比如通过将螺栓改为强磁螺栓，通过强磁螺栓与盲板法兰的吸力来减小冲击力，当盲板法兰不是碳钢结构无法与强磁螺栓吸合时，还需要在盲板法兰内部嵌入铁质金属嵌件来解决等等；虽然这些方案理论上能解决问题，但加工成本非常高，实现难度大、耐用性也很差；此外，强磁与法兰之间的吸合力在减小冲击力的同时上也增加初次安装的难度，初次安装时该吸力就成为工作人员安装时所需要克服的阻力。经过反复多次研究，研发人员终于想到可以通过在方法上的小改动就能零成本解决上述冲击力问题，这就是本申请案切换方法的由来。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种改进型船用双联盲板法兰，包括相互连为一体、并分别设有安装孔的法兰端和盲板端，以所述法兰端外圆轨迹与所述盲板端外圆轨迹相交的两公共点为圆心分别开设两等径螺栓孔，两所述螺栓孔之间按所述螺栓孔直径大小贯穿构成跑道型镂空滑槽。
优选地，所述镂空滑槽经铣床加工而成。
优选地，所述法兰端上的安装孔与两所述螺栓孔规格尺寸一样，均匀分布在所述法兰端外圆轨迹上，且与两所述螺栓孔构成均匀等称的孔阵。
优选地，所述法兰端上的安装孔数量为6。
优选地，所述盲板端上的安装孔与两所述螺栓孔规格尺寸一样，均匀分布在所述盲板端外圆轨迹上，且与两所述螺栓孔构成均匀等称的孔阵。
优选地，所述盲板端上的安装孔数量为6。
优选地，所述双联盲板法兰的材质为碳钢、不锈钢或者合金钢。
一种改进型船用双联盲板法兰的位置切换方法，包括如下操作步骤：
a.松开镂空滑槽内的螺栓紧固件；需要切换法兰端与盲孔端位置时，首先拆除所述法兰端、所述盲孔端安装孔内的紧固件；留下所述镂空滑槽内的螺栓紧固件，并借助紧固件安装工具完全松开所述镂空滑槽的螺栓紧固件；此时，所述镂空滑槽的一端支承于所述螺栓紧固件的螺栓上；
b.旋转盲板法兰；以所述镂空滑槽内的螺栓为旋转轴顺时针或逆时针旋转盲板法兰；
c.一道紧固镂空滑槽紧固件；当盲板法兰的旋转角度等于90°时停止旋转，借助紧固件安装工具紧固所述镂空滑槽内的螺栓紧固件，当所述螺栓紧固件与盲板法兰稍有夹紧力时停止紧固；
d.继续按原方向旋转盲板法兰；继续旋转盲板法兰，此时旋转角度大于90°，在盲板法兰自身重力作用下，盲板法兰的所述镂空滑槽会相对所述镂空滑槽内的螺栓滑动，直到所述镂空滑槽的另一端置顶，即此时所述镂空滑槽的另一端支承于所述螺栓紧固件的螺栓上；
e.二道紧固镂空滑槽紧固件；当所述镂空滑槽的另一端支承于所述螺栓紧固件的螺栓上时，所述法兰端与所述盲板端位置切换初步成功；借助紧固件安装工具完全拧紧所述镂空滑槽内的螺栓紧固件；
f.位置切换完成；最后依次将所述法兰端、所述盲板端上的安装孔安装好紧固件即可，所述法兰端与所述盲板端位置切换完成。
优选地，所述紧固件安装工具为驱动式液压扳手。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明构思非常巧妙，以及其简单的结构改进解决双联盲板法兰切换大难题，改进成本很低，只在原来法兰制造基础上增加一道铣槽工序即可，结构改进而产生的成本几乎可以忽略不计；
2.本发明实用非常强，只需要在初次安装时需要借助起吊装置，后续维护、管路通断切换等都无需外借工具，无需购买多台起吊装置，也无需浪费人力资源，大幅度降低企业制造成本，给企业带来可观经济效益；
3.本发明切换方便快捷，省时省力，配合本发明切换方法，达到安全而高效的状态；
4.本发明切换方法同样构思巧妙，零成本保证了切换过程中的安全性，同时有效提高了双联盲板法兰及其配件的使用寿命；
5.本发明应用广泛，在法兰技术领域及船舶技术领域具有深远意义。
附图说明
图1是本发明实施例1盲板法兰位置切换前结构示意图；
图2是本发明实施例1盲板法兰逆时针旋转45°角度时结构示意图；
图3是本发明实施例1盲板法兰逆时针旋转90°角度时结构示意图；
图4是本发明实施例1盲板法兰逆时针旋转135°角度时结构示意图；
图5是本发明实施例1盲板法兰逆时针旋转180°角度时结构示意图；
图6是本发明实施例1盲板法兰位置切换前和切换后结构对比图；
图7是本发明图1至图5旋转轨迹集合图。
图中：1.法兰端；2.盲板端；3.安装孔；4.镂空滑槽；5.螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
一种改进型船用双联盲板法兰，包括相互连为一体、并分别设有安装孔3的法兰端1和盲板端2，以所述法兰端1外圆轨迹与所述盲板端2外圆轨迹相交的两公共点为圆心分别开设两等径螺栓孔，两所述螺栓孔之间按所述螺栓孔直径大小贯穿构成跑道型镂空滑槽4。
优选地，所述镂空滑槽4经铣床加工而成。
优选地，所述法兰端1上的安装孔3与两所述螺栓孔规格尺寸一样，均匀分布在所述法兰端1外圆轨迹上，且与两所述螺栓孔构成均匀等称的孔阵。
优选地，所述法兰端1上的安装孔3数量为6。
优选地，所述盲板端2上的安装孔3与两所述螺栓孔规格尺寸一样，均匀分布在所述盲板端2外圆轨迹上，且与两所述螺栓孔构成均匀等称的孔阵。
优选地，所述盲板端2上的安装孔3数量为6。
优选地，所述双联盲板法兰的材质为碳钢、不锈钢或者合金钢。
一种改进型船用双联盲板法兰的位置切换方法包括如下操作步骤：
a.松开镂空滑槽内的螺栓紧固件；需要切换法兰端与盲孔端位置时，首先拆除所述法兰端、所述盲孔端安装孔3内的紧固件；留下所述镂空滑槽4内的螺栓紧固件，并借助紧固件安装工具完全松开所述镂空滑槽4的螺栓紧固件；此时，所述镂空滑槽4的一端支承于所述螺栓紧固件的螺栓5上；
b.旋转盲板法兰；以所述镂空滑槽4内的螺栓5为旋转轴顺时针或逆时针旋转盲板法兰；
c.一道紧固镂空滑槽紧固件；当盲板法兰的旋转角度等于90°时停止旋转，借助紧固件安装工具紧固所述镂空滑槽内的螺栓紧固件，当所述螺栓紧固件与盲板法兰稍有夹紧力时停止紧固；
d.继续按原方向旋转盲板法兰；继续旋转盲板法兰，此时旋转角度大于90°，在盲板法兰自身重力作用下，盲板法兰的所述镂空滑槽会相对所述镂空滑槽内的螺栓5滑动，直到所述镂空滑槽4的另一端置顶，即此时所述镂空滑槽4的另一端支承于所述螺栓紧固件的螺栓5上；
e.二道紧固镂空滑槽紧固件；当所述镂空滑槽4的另一端支承于所述螺栓紧固件的螺栓5上时，所述法兰端与所述盲板端位置切换初步成功；借助紧固件安装工具完全拧紧所述镂空滑槽内的螺栓紧固件；
f.位置切换完成；最后依次将所述法兰端1、所述盲板端2上的安装孔3安装好紧固件即可，所述法兰端1与所述盲板端2位置切换完成。
优选地，所述紧固件安装工具为驱动式液压扳手。
实施例1：
因为盲板法兰自身重量很大，所以初次安装时需要借助起吊装置(比如吊机)进行安装。先安装好镂空滑槽内4的螺栓紧固件进行初步定位，然后人工将安装孔3与管路安装孔对齐，依次在安装孔3内安装上紧固件。
当需要进行法兰端1与盲板端2进行位置切换时，拆除掉法兰端1、盲孔端2的安装孔3内的紧固件；留下镂空滑槽4内的螺栓紧固件，并借助紧固件安装工具完全松开镂空滑槽4内的螺栓紧固件，可以将螺栓紧固件的螺母完全卸下也可以不卸下，只要螺栓紧固件与盲板法兰之间没有夹紧力即可；此时，镂空滑槽4的一端(图中A端)支承于所述螺栓紧固件的螺栓5上，此时的状态就是说明书附图图1所示的状态，也就在旋转前盲板法兰的结构示意图。
然后以镂空滑槽4内的螺栓5为旋转轴逆时针旋转盲板法兰，说明书附图图2就是本实施例在逆时针旋转45°角度下的结构示意图，说明书附图图3就是本实施例在逆时针旋转90°角度下的结构示意图。
当旋转角度大于90°，在盲板法兰自身重力作用下，盲板法兰的镂空滑槽会相对镂空滑槽内的螺栓5滑动，说明书附图图4就是本实施例在逆时针旋转135°角度下的结构示意图，在重力作用下继续下滑直到镂空滑槽4的另一端(B端)置顶，即此时镂空滑槽4的另一端(B端)支承于螺栓紧固件的螺栓5上。最后安装好所有紧固件，法兰端与盲板端位置切换完成。为便于理解，在说明书附图图6给出了本实施例盲板法兰位置切换前和切换后结构对比图；在说明书附图图7给出了本实施例几个重要旋转角度旋转轨迹集合图,图7中的虚线是指螺栓的水平线。
本实施例构思非常巧妙，以及其简单的结构改进解决双联盲板法兰切换大难题，改进成本很低，只在原来法兰制造基础上增加一道铣槽工序即可，结构改进而产生的成本几乎可以忽略不计；本实施例实用非常强，只需要在初次安装时需要借助起吊装置，后续维护、管路通断切换等都无需外借工具，无需购买多台起吊装置，也无需浪费人力资源，大幅度降低企业制造成本，给企业带来可观经济效益。
实施例2：
前面提到，当研发团队开发出改进型船用双联盲板法兰后，便对样品进行实船试验，试验结果很好，结果如预期一样有效解决传统盲板法兰问题。只是当盲板法兰旋转超过90°时，镂空滑槽相对螺栓发生的位移速度相对较快，在此过程中产生较大的冲击力，虽然该现象对解决传统盲板法兰位置切换问题没有影响。但该冲击力在长期多频率使用环境下，会使螺栓的使用寿命缩水，并且存在螺栓突然断裂对工作人员造成伤害的安全隐患。后来，为解决此问题，研发人员企图从盲板法兰的结构上进行进一步改进来解决此问题；比如通过在镂空滑槽内壁增加橡胶层，通过橡胶层增加滑动摩擦；也比如通过将螺栓改为强磁螺栓，通过强磁螺栓与盲板法兰的吸力来减小冲击力，当盲板法兰不是碳钢结构无法与强磁螺栓吸合时，还需要在盲板法兰内部嵌入铁质金属嵌件来解决等等；虽然这些方案理论上能解决问题，但加工成本非常高，实现难度大、耐用性也比较差，不具备实用性能；此外，强磁与法兰之间的吸合力，减小冲击力的同时上也增加初次安装的难度，初次安装时该吸力就成为工作人员安装时所需要克服的阻力。经过反复多次研究，研发人员终于想到可以通过在方法上的小改动就能零成本解决上述冲击力问题。基于上述背景，提出了改进型船用双联盲板法兰的位置切换方法，其主要通过以下步骤来实现：
a.松开镂空滑槽内的螺栓紧固件；需要切换法兰端与盲孔端位置时，首先拆除法兰端、盲孔端安装孔3内的紧固件；留下镂空滑槽4内的螺栓紧固件，并借助紧固件安装工具完全松开所述镂空滑槽4的螺栓紧固件；此时，镂空滑槽4的一端(A端)支承于所述螺栓紧固件的螺栓5上；
b.旋转盲板法兰；以镂空滑槽4内的螺栓5为旋转轴逆时针旋转盲板法兰；
c.一道紧固镂空滑槽紧固件；当盲板法兰的旋转角度等于90°时停止旋转，借助紧固件安装工具紧固镂空滑槽内的螺栓紧固件，当螺栓紧固件与盲板法兰稍有夹紧力时停止紧固；
d.继续按原方向旋转盲板法兰；继续旋转盲板法兰，此时旋转角度大于90°，在盲板法兰自身重力作用下，盲板法兰的镂空滑槽会相对所述镂空滑槽内的螺栓5滑动，直到镂空滑槽4的另一端置顶，即此时镂空滑槽4的另一端(B端)支承于螺栓紧固件的螺栓5上；
e.二道紧固镂空滑槽紧固件；当所述镂空滑槽4的另一端(B端)支承于螺栓紧固件的螺栓5上时，法兰端与盲板端位置切换初步成功；借助紧固件安装工具完全拧紧所述镂空滑槽内的螺栓紧固件；
f.位置切换完成；最后依次将法兰端1、盲板端2上的安装孔3安装好紧固件即可，法兰端1与盲板端2位置切换完成。
本实施例在盲板法兰的旋转角度等于90°时停止旋转，对镂空滑槽4内的螺栓紧固件进行一定紧固，当螺栓紧固件与盲板法兰稍有夹紧力就停止紧固。这是巧妙利用二者之间的夹紧力作为冲击力的阻力，对过大的冲击力起到一个缓冲作用，真的是零成本解决冲击力过大问题。本实施例方法使得改进型双联盲板法兰达到安全而高效的状态；构思巧妙，零成本保证了切换过程中的安全性，同时有效提高了双联盲板法兰及其配件的使用寿命；本实施例应用广泛，在法兰技术领域及船舶技术领域具有深远意义。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
Claims (8)
1.一种改进型船用双联盲板法兰的位置切换方法，其特征在于：改进型船用双联盲板法兰包括相互连为一体、并分别设有安装孔的法兰端和盲板端，以所述法兰端外圆轨迹与所述盲板端外圆轨迹相交的两公共点为圆心分别开设两等径螺栓孔，其特征在于：两所述螺栓孔之间按所述螺栓孔直径大小贯穿构成跑道型镂空滑槽，
改进型船用双联盲板法兰对应的位置切换方法，包括如下操作步骤：
a.松开镂空滑槽内的螺栓紧固件；需要切换法兰端与盲孔端位置时，首先拆除所述法兰端、所述盲孔端安装孔内的紧固件；留下所述镂空滑槽内的螺栓紧固件，并借助紧固件安装工具完全松开所述镂空滑槽的螺栓紧固件；此时，所述镂空滑槽的一端支承于所述螺栓紧固件的螺栓上；
b.旋转盲板法兰；以所述镂空滑槽内的螺栓为旋转轴顺时针或逆时针旋转盲板法兰；
c.一道紧固镂空滑槽紧固件；当盲板法兰的旋转角度等于90°时停止旋转，借助紧固件安装工具紧固所述镂空滑槽内的螺栓紧固件，当所述螺栓紧固件与盲板法兰稍有夹紧力时停止紧固；
d.继续按原方向旋转盲板法兰；继续旋转盲板法兰，此时旋转角度大于90°，在盲板法兰自身重力作用下，盲板法兰的所述镂空滑槽会相对所述镂空滑槽内的螺栓滑动，直到所述镂空滑槽的另一端置顶，即此时所述镂空滑槽的另一端支承于所述螺栓紧固件的螺栓上；
e.二道紧固镂空滑槽紧固件；当所述镂空滑槽的另一端支承于所述螺栓紧固件的螺栓上时，所述法兰端与所述盲板端位置切换初步成功；借助紧固件安装工具完全拧紧所述镂空滑槽内的螺栓紧固件；
f.位置切换完成；最后依次将所述法兰端、所述盲板端上的安装孔安装好紧固件即可，所述法兰端与所述盲板端位置切换完成。
2.根据权利要求1所述的改进型船用双联盲板法兰的位置切换方法，其特征在于：所述镂空滑槽经铣床加工而成。
3.根据权利要求1所述的改进型船用双联盲板法兰的位置切换方法，其特征在于：所述法兰端上的安装孔与两所述螺栓孔规格尺寸一样，均匀分布在所述法兰端外圆轨迹上，且与两所述螺栓孔构成均匀等称的孔阵。
4.根据权利要求1或3所述的改进型船用双联盲板法兰的位置切换方法，其特征在于：所述法兰端上的安装孔数量为6。
5.根据权利要求1所述的改进型船用双联盲板法兰的位置切换方法，其特征在于：所述盲板端上的安装孔与两所述螺栓孔规格尺寸一样，均匀分布在所述盲板端外圆轨迹上，且与两所述螺栓孔构成均匀等称的孔阵。
6.根据权利要求1或5所述的改进型船用双联盲板法兰的位置切换方法，其特征在于：所述盲板端上的安装孔数量为6。
7.根据权利要求1所述的改进型船用双联盲板法兰的位置切换方法，其特征在于：所述双联盲板法兰的材质为碳钢、不锈钢或者合金钢。
8.根据权利要求1所述的改进型船用双联盲板法兰的位置切换方法，其特征在于：所述紧固件安装工具为驱动式液压扳手。
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