CN110864171A - 一种法兰活接 - Google Patents

Abstract

一种法兰活接，其包括第一法兰接头、第二法兰接头。这两个接头的外围分别可转动地设置有法兰螺栓，两个法兰螺栓之间通过紧固件固定连接，实现对接头之间径向或周向移动的限制。两个接头的端部还分别设置有密封槽，两个密封槽之间设置垫圈实现对接头内部管路的密封。每一个密封槽的内圈还分别设置有定位圈，两者相互抵接保护密封圈不直接与接头内部管路中流通的介质接触。本发明结构简单，通过对接头结构以及法兰螺栓的设计，能够仅通过紧固件就能实现接头之间的固定连接，并能够有效限制接头结构之间相对移动，还能够有效保护垫圈，延长其使用寿命。本发明中的法兰螺栓能够相对接头转动，方便装配又不影响活接的密封效果。

Description

一种法兰活接

技术领域

本发明涉及列车零部件领域，具体而言涉及一种法兰活接。

背景技术

车上的管道之间需要通过接头件实现连接。现有接头件之间仅通过螺纹以及密封垫圈实现其连接部位的密封。

现有的列车上的管道间密封方式存在以下问题：

1、列车运行过程中，列车上管道的工作环境中存在高频率的震动，该震动作用于管道、接头件等机械结构上，会相应的向内挤压密封垫圈，使其产生机械疲劳而容易破损，失去密封效果；

2、列车运行过程中的所述上频震，直接作用于接头件之间，容易造成接头件之间径向移动，致使螺纹松脱，导致接头件之间连接松脱，造成管道内介质泄露。

3、我司在先申请2019109363681中所提供的接头结构，其虽然能够限制接头头之间的径向移动，但其结构较为复杂，安装过程中需要将定位部件和限位装置分别套在接头部件的外周，按压定位部件实现对接头部件中螺栓的紧固。使用中，该结构虽然固定、密封效果好，但是容易受到狭小安装环境制约，不方便安装。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种法兰活接，本发明通过紧固件与法兰螺栓之间的连接，限制接头结构相对旋转，保证接头结构之间均匀紧固，保护接头结构内部所设置的垫圈。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种法兰活接，其包括：第一法兰接头，其一端设置有第一密封槽；第二法兰接头，其一端设置有第二密封槽；垫圈，其两端面分别设置有第一凸出部和第二凸出部，分别抵接在第一密封槽和所述第二密封槽内；第一法兰螺栓，其可转动地设置在所述第一法兰接头的外周；第二法兰螺栓，其可转动地设置在所述第二法兰接头的外周；所述第一法兰螺栓和第二法兰螺栓之间紧密贴合连接。

可选的，上述的一种法兰活接，其中，所述第一密封槽的截面形状与第二密封槽的截面形状不同；所述第一凸出部的截面形状和第二凸出部的截面形状不同。

可选的，上述的一种法兰活接，其中，所述第一密封槽的截面形状与第二密封槽的截面形状相同；所述第一凸出部的截面形状和第二凸出部的截面形状相同。

可选的，上述的一种法兰活接，其中，第一法兰螺栓上设置有至少三个第一安装通孔，第二法兰螺栓上设置有至少三个第二安装通孔，所述第一安装通孔与第二安装通孔之间分别对应设置；第一法兰螺栓和第二法兰螺栓之间通过第一安装通孔和第二安装通孔固定连接。

可选的，上述的一种法兰活接，其中，所述第一法兰螺栓的内周设置有第一法兰限位圈；所述第二法兰螺栓的内周设置有第二法兰限位圈；所述第一法兰接头，其接近第一密封槽的一端设置有第一限位凸环，所述第一法兰限位圈的内周面贴合所述第一限位凸环的外周面设置；所述第二法兰接头，其接近第二密封槽的一端设置有第二限位凸环，所述第二法兰限位圈的内周面贴合所述第二限位凸环的外周面设置。

可选的，上述的一种法兰活接，其中，还包括：定位外圈，其设置在第一法兰接头的端部，且位于第一密封槽的内部；定位内圈，其设置在第二法兰接头的端部，且位于第二密封槽的内部；所述定位内圈的外周面贴合在定位外圈的内周面上。

可选的，上述的一种法兰活接，其中，法兰活接还包括：限位外圈，其设置在第一法兰接头的端部，且位于第一密封槽的外部；限位内圈，其设置在第二法兰接头的端部，且位于第二密封槽的外部；所述限位内圈安装在限位外圈的内部。

可选的，上述的一种法兰活接，其中，限位内圈的外周面贴合在限位外圈的内周面上。

可选的，上述的一种法兰活接，其中，当所述限位内圈的顶端抵接在限位外圈的内部底面时，所述垫圈的压缩距离处于非破坏挤压范围内。

可选的，上述的一种法兰活接，其中，所述定位外圈的内周面为圆台形，定位内圈的外周面为圆台形。

有益效果

本发明通过第一法兰接头、第二法兰接头这两个接头外围所分别可转动地设置的两个法兰螺栓连接固定。具体而言，本发明可通过简单的紧固件结构均匀的将两个法兰螺栓之间固定连接，实现对接头之间相对径向或周向的移动的限制。这种固定方式，相对于现有整体套设在接头外圈的螺纹紧固件而言，能够通过分布在法兰螺栓周向的紧固件均匀的对接头进行固定，避免螺纹错位造成对接头局部的挤压，避免挤压接头内部的垫圈造成垫圈变形损坏。

进一步的，本发明中，两个接头的端部还分别设置有密封槽，两个密封槽之间设置垫圈实现对接头的密封。每一个密封槽的内圈还分别设置有定位圈，两者相互抵接保护密封圈不直接与接头内流通的介质接触。而两个接头中，设置在密封槽外圈的限位外圈又能够通过两者的相互抵接关系，限制定位内圈插接进入定位外圈的深度，限制对内部垫圈的挤压力度。本发明结构简单，通过对接头内部结构的设计，本发明仅通过法兰螺栓的配合就能实现接头之间的固定连接，并能够有效限制接头结构之间相对移动，还能够有效保护垫圈，延长其使用寿命。

更进一步，本发明设置定位内圈的端部外周具有弧度，该弧度配合定位外圈内壁的弧度实现对接头结构安装时的导向，能够方便安装。同时，通过限位内圈、限位外圈之间的抵接作用实现对接头之间安装紧固位置深度的限制。由此，本发明能够避免安装过紧挤压垫圈，保护垫圈始终处于较为理想的安装环境和工作环境中。本发明所提供的法兰活接结构，其使用寿命更长，对管道的密封也更为稳定可靠。

同时，由于本发明中设置法兰螺栓通过其内周的法兰限位圈抵接在法兰接头的限位凸环的外周，本发明中的法兰螺栓可相对其内部所设置的法兰接头转动，因而，能够通过对法兰限位圈的转动，方便在狭小空间内拧接不同位置的紧固件，实现法兰接头之间的可靠密封连接。这种安装方式能够避免安装过程中转动法兰接头所连接的管道，避免转动过程损伤管道密封。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的法兰活接连接固定状态下的示意图；

图2是本发明的法兰活接内部结构的示意图；

图3是本发明的法兰活接中两个接头之间连接关系的示意图；

图4是本发明的法兰活接中第二法兰螺栓在轴向视角下的示意图；

图5是本发明的法兰活接中各法兰螺栓的截面示意图。

图中，1表示第一法兰接头；11表示第一密封槽；12表示定位外圈；13表示第一法兰接头的管道连接端；14表示限位外圈；2表示第二法兰接头；21表示第二密封槽；22表示定位内圈；23表示第二法兰接头的管道连接端；24表示限位内圈；3表示第二法兰螺栓；31表示第二安装通孔；32表示第二法兰限位圈；4表示第一法兰螺栓；41表示第一安装通孔；42表示第一法兰限位圈；5表示垫圈；51表示第一凸出部；52表示第二凸出部

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所述领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于法兰活接所形成的管道而言，由法兰活接外表面指向管道内流通的介质的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

图1为根据本发明的一种法兰活接，参考图2所示的拆解示意图，该法兰活接具体可设置为包括：

第一法兰接头1，其一端设置有第一密封槽11；

第二法兰接头2，其一端设置有第二密封槽21；

垫圈5，其两端面分别设置有第一凸出部51和第二凸出部52，分别抵接在第一密封槽11和所述第二密封槽21内；

第一法兰螺栓4，其可转动地设置在所述第一法兰接头1的外周；

第二法兰螺栓3，其可转动地设置在所述第二法兰接头2的外周；

所述第一法兰螺栓4和第二法兰螺栓3之间紧密贴合，可通过螺栓、螺钉、螺帽、螺柱、销、铆钉、连接副、焊钉等紧固件固定连接。

具体而言，参考图2，上述法兰活接中，第一密封槽11的截面形状与第二密封槽21的截面形状可设置为不同，以配合垫圈的两个凸起，其中，垫圈的所述第一凸出部51的截面形状可设置为半圆或圆弧状，垫圈的第二凸出部52的截面形状与第一凸出部51的截面形状不同，可具体设置为矩形或三角形等形状，以通过凸出部的弧度实现导向，通过另一凸出部的折角结构实现密封槽内部的密封连接。这种结构在法兰活接工作环境温度升高时能够通过垫圈截面的受热膨胀而填充密封槽内部间隙，实现管道端部的紧密密封。

或者，在其他的实现方式下，上述的第一密封槽11的截面形状与第二密封槽21的截面形状也可设置为相同。此时，相应的所述第一凸出部51的截面形状也同样的设置为与第二凸出部52的截面形状相同。

参考图3或图4所示的结构，为实现第一法兰接头1和第二法兰接头2之间的相互紧密抵接固定。法兰螺栓与对应的法兰接头之间可设置为可拆卸的连接。比如，参照图5所示，所述第一法兰螺栓4的内周可设置有第一法兰限位圈42；所述第二法兰螺栓3的内周可设置有第二法兰限位圈32；所述第一法兰接头1，其接近第一密封槽11的一端可对应的设置有第一限位凸环，由此，所述第一法兰限位圈42的内周面能够贴合所述第一限位凸环的外周面设置，使得第一法兰螺栓4包围第一法兰接头1，使得所述第一法兰限位圈42的内周面能够贴合所述第一限位凸环的外周面旋转，方便调节第一法兰螺栓4上安装通孔的位置，实现与第二法兰螺栓的连接。而对应的，所述第二法兰接头2，其接近第二密封槽21的一端可设置有第二限位凸环，由此，所述第二法兰限位圈32的内周面能够贴合所述第二限位凸环的外周面设置，使得第二法兰螺栓3包围第二法兰接头2，使得所述第二法兰限位圈32的内周面能够贴合所述第二限位凸环的外周面旋转，方便调节第二法兰螺栓3上安装通孔的位置，实现与第一法兰螺栓中安装孔的对接。

第一法兰螺栓4上可通过图4所示的方式沿法兰的周向均匀设置有至少两个第一安装通孔41，相应的第二法兰螺栓3上设置有至少两个第二安装通孔31，所述第一安装通孔41与第二安装通孔31之间分别对应设置；第一法兰螺栓4和第二法兰螺栓3之间通过第一安装通孔41和第二安装通孔31固定连接，实现对法兰螺栓之间旋转或位移的限制。其中，较为简单的实现方式下，第一安装通孔41和第二安装通孔31之间可通过螺栓等紧固件贯穿拧接实现固定。其他方式下，第一安装通孔41和第二安装通孔31之间还可通过其他连接固定部件，例如插销、凸起等结构实现固定。由于各紧固件的扭力值可通过紧固件的旋转而设置为相同，因此，这种固定结构能够均匀的对接头施加抵押力，使得两个接头之间相互固定，由紧固件限制接头之间的转动。

所述的紧固件，还可连接垫片或其他紧固结构，进一步保证对接头的作用力恒定，防止紧固件松脱。

上述接头之间的径向位移，则可通过图3所示的定位外圈12和定位内圈22之间端面的相互抵接而得到限制。具体而言，在一种较为优选的实现方式下，上述的法兰活接，其定位外圈12，可设置在第一法兰接头1的端部，且位于第一密封槽11的内部；其定位内圈22，可设置在第二法兰接头2的端部，且位于第二密封槽21的内部；所述定位内圈22安装在定位外圈12的内部，两者的端面相互抵接，限制第一密封槽11和第二第一密封槽21之间的间距，保护两个密封槽内所设置的垫圈不会被过度的挤压变形而出现破裂或损坏。

进一步的，为保证安装顺利，方便操作者在狭小的作业环境中准确对接两个定位圈结构，所述的定位外圈12的内壁表面可设置有图1所示向内凹陷的弧度，对应的定位内圈22的端部外表面可设置有图1所示的弧度，两弧度相互匹配，定位内圈22的端部能够由定位外圈12的内壁表面的弧度而导向，准确的对接至与定位外圈12同心。此时，由于定位内圈22插入第一法兰接头1的深度超过垫圈相对于第一法兰接头1的安装位置，因此，定位内圈22的内壁能够通过定位外圈12的容纳空间限制在垫圈5与接头内部做形成的介质流通空间之间。也就是说，本发明中的定位内圈22除了能够通过与定位外圈之间的抵接限制接头之间的插入深度保护两个接头之间的垫圈不被过渡挤压，本发明中的定位内圈22还能够进一步的阻挡管道内介质直接与垫圈接触避免垫圈被介质内物质或杂质影响而老化。所述定位内圈22的外周面贴合在定位外圈的内周面上，能够限制接头之间的轴向位移，而接头之间的径向移动又被几个均匀设置的紧固件限制，因此，本发明中的橡胶圈能够被均匀的抵接固定，由限位槽均匀的限制密封。本发明中接头之间的装配误差可限缩至20～40丝，能够有效保护橡胶圈，确保密封效果。

此外，本发明中的法兰活接，其还可以设置包括：

限位外圈14，其设置在第一法兰接头1的端部，且位于第一密封槽11的外部；

限位内圈24，其设置在第二法兰接头2的端部，且位于第二密封槽21的外部；

所述限位内圈24安装在限位外圈14的内部，两者相互抵接，限位内圈24的外周面贴合在限位外圈14的内周面上，从而限制垫圈只能被固定在限位圈和定位圈之间所形成的腔体空间内。

由此，由于垫圈5内、外两处相互抵接的定位结构和限位结构，垫圈不会被过度挤压装配的接头结构直接挤压变形。相反，通过设置定位结构和限位结构之间装配抵接的深度，可有效的调整对内部垫圈5的挤压力度，保证垫圈被均匀的施加适宜的挤压力度以确保接头结构密封，同时保证垫圈不被过度挤压变形影响使用寿命。

在其他的实现方式下，所述的定位内圈22和定位外圈12的导向结构，除了弧度方案外，还可设置为锥形的斜面。其配合喇叭口形状向第一法兰接头1内部延伸的管头，能够对第二法兰接头2提供导向作用。该导向结构的长度可设置为厚于橡胶垫的厚度。

由此，本发明通过法兰结构实现接头之间的固定连接并限制接头结构之间的相对旋转，本发明能够通过设置限位内圈限位外圈的槽口深度，使得当所述限位内圈24的顶端抵接在限位外圈14的内部底面时，所述垫圈5的压缩距离处于非破坏挤压范围内，保证垫圈所受负荷始终未超出弹性形变的可承载范围，保护垫圈不会损坏变形或者挤压破裂。

为方便装配中旋转接头或其相应的管道连接端13、23所连接的管体，所述定位外圈12的内周面可设置为圆台形，定位内圈22的外周面可相应的配合该内周面，同样的设置为圆台形。

其他实现方式下，所述的法兰螺栓，并不应当局限于图4所示的三角形的法兰结构。圆盘形、椭圆形、矩形或任意多边形均可用于实现接头结构之间的固定连接。考虑到方便对齐装配，该法兰结构一般优选的设置为各种正多边形、正圆形等对称或轴对称结构，以方便安装通孔之间对齐连接组装固定。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种法兰活接，其特征在于，包括：

第一法兰接头(1)，其一端设置有第一密封槽(11)；

第二法兰接头(2)，其一端设置有第二密封槽(21)；

垫圈(5)，其两端面分别设置有第一凸出部(51)和第二凸出部(52)，分别抵接在第一密封槽(11)和所述第二密封槽(21)内；

第一法兰螺栓(4)，其可转动地设置在所述第一法兰接头(1)的外周；

第二法兰螺栓(3)，其可转动地设置在所述第二法兰接头(2)的外周；

所述第一法兰螺栓(4)和第二法兰螺栓(3)之间紧密贴合连接。

2.根据权利要求1所述的一种法兰活接，其特征在于，所述第一密封槽(11)的截面形状与第二密封槽(21)的截面形状不同；所述第一凸出部(51)的截面形状和第二凸出部(52)的截面形状不同。

3.根据权利要求1所述的一种法兰活接，其特征在于，所述第一密封槽(11)的截面形状与第二密封槽(21)的截面形状相同；所述第一凸出部(51)的截面形状和第二凸出部(52)的截面形状相同。

4.根据权利要求1所述的一种法兰活接，其特征在于，第一法兰螺栓(4)上设置有至少三个第一安装通孔(41)，第二法兰螺栓(3)上设置有至少三个第二安装通孔(31)，所述第一安装通孔(41)与第二安装通孔(31)之间分别对应设置；第一法兰螺栓(4)和第二法兰螺栓(3)之间通过第一安装通孔(41)和第二安装通孔(31)固定连接。

5.根据权利要求1-4所述的一种法兰活接，其特征在于，

所述第一法兰螺栓(4)的内周设置有第一法兰限位圈(42)；

所述第二法兰螺栓(3)的内周设置有第二法兰限位圈(32)；

所述第一法兰接头(1)，其接近第一密封槽(11)的一端设置有第一限位凸环，所述第一法兰限位圈(42)的内周面贴合所述第一限位凸环的外周面设置；

所述第二法兰接头(2)，其接近第二密封槽(21)的一端设置有第二限位凸环，所述第二法兰限位圈(32)的内周面贴合所述第二限位凸环的外周面设置。

6.根据权利要求1所述的一种法兰活接，其特征在于，还包括：

定位外圈(12)，其设置在第一法兰接头(1)的端部，且位于第一密封槽(11)的内部；

定位内圈(22)，其设置在第二法兰接头(2)的端部，且位于第二密封槽(21)的内部；

所述定位内圈(22)的外周面贴合在定位外圈的内周面上。

7.根据权利要求1所述的一种法兰活接，其特征在于，法兰活接还包括：

限位外圈(14)，其设置在第一法兰接头(1)的端部，且位于第一密封槽(11)的外部；

限位内圈(24)，其设置在第二法兰接头(2)的端部，且位于第二密封槽(21)的外部；

所述限位内圈(24)安装在限位外圈(14)的内部。

8.根据权利要求1-7所述的一种法兰活接，其特征在于，限位内圈(24)的外周面贴合在限位外圈(14)的内周面上。

9.根据权利要求1-7所述的一种法兰活接，其特征在于，当所述限位内圈(24)的顶端抵接在限位外圈(14)的内部底面时，所述垫圈(5)的压缩距离处于非破坏挤压范围内。

10.根据权利要求1-6所述的一种法兰活接，其特征在于，所述定位外圈(12)的内周面为圆台形，定位内圈(22)的外周面为圆台形。

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