CN112780856A - 一种具有内嵌循环水路的水冷法兰 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有内嵌循环水路的水冷法兰，包括带有环形水槽腔体的圆筒法兰、盖合在圆筒法兰上的圆筒水盖，所述圆筒法兰的内圈连接有法兰套筒，法兰套筒内部开设的筒状腔体和环形水槽腔体贯通连接，且法兰套筒和圆筒法兰同轴心设置；所述圆筒法兰的一端贯通连接有进水口，圆筒法兰的另一端贯通连接有出水口，从进水口流过的水经过圆筒法兰、圆筒水盖、出水口流出，从而实现水冷降温。
Description
技术领域
本发明属于法兰技术领域，尤其涉及一种具有内嵌循环水路的水冷法兰。
背景技术
在部分真空装置的使用环境中，会出现局部高温以及散热条件不理想的情况，长时间会造成装置失效、失灵以及损坏的状况出现，更有甚者会造成经济财产损失及人员伤害。因此需要针对真空设备这种局部热效应采取有效措施。一般真空设备罐体都设计有内嵌的或者外部添加的冷却水道，以防止相关加热实验下真空罐体出现温度升高，热量累计的情况，但真空罐体本身自带的冷却水道布置数量有限，并不能够顾及到真空罐体的所有部位，在一些法兰接口等位置会出现热量累计的情况。如若不能够及时将法兰处的热量带走，则会造成法兰密封橡胶变形失效、玻璃观察窗炸裂、机械结构部件失灵等情况的出现。
现阶段针对真空罐体法兰处的散热，主要是依靠在法兰表面附着立体散热片或者在法兰外圈添加环状的冷却水道。但此类方法冷却效果均有限，不能够实现长时间、大热量、快速转移的要求。此两类方法仅是依靠在法兰表面加装散热结构，来间接实现将真空装置内部辐射到法兰位置的热量带走，效率较低，并不能真正意义上解决真空法兰位置处温度过高的情况。现阶段使用的真空法兰冷却方式如图1所示。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有内嵌循环水路的水冷法兰，以解决背景技术的问题。
为实现上述目的，本发明的一种具有内嵌循环水路的水冷法兰的具体技术方案如下：
一种具有内嵌循环水路的水冷法兰，包括带有环形水槽腔体的圆筒法兰、盖合在圆筒法兰上的圆筒水盖，所述圆筒法兰的内圈连接有法兰套筒，法兰套筒内部开设的筒状腔体和环形水槽腔体贯通连接，且法兰套筒和圆筒法兰同轴心设置；
所述圆筒法兰的一端贯通连接有进水口，圆筒法兰的另一端贯通连接有出水口，从进水口流过的水经过圆筒法兰、圆筒水盖、出水口流出，从而实现水冷降温。
进一步的，所述法兰套筒包括圆筒堵、外侧水套、内侧水套；所述外侧水套中插接有内侧水套，外侧水套和内侧水套之间形成走水的筒状腔体，且外侧水套和内侧水套的端部通过圆筒水盖密封。
进一步的，所述法兰套筒内部还设两个筒水挡，每个筒水挡的长度短于法兰套筒的长度，从而使得筒水挡的两端均形成筒水缺口，且两个筒水挡将法兰套筒内的筒状腔体一分为两个相互连通的半圆筒状腔体，筒水缺口实现两个半圆筒状腔体的相互连通。
进一步的，所述圆筒法兰的环形水槽腔体中连接有第一圆筒水挡和第二圆筒水挡，从而将环形水槽腔体分割成左半环水槽腔体和右半环水槽腔体，且左半环水槽腔体与进水口连通，右半环水槽腔体与出水口连通。
进一步的，所述左半环水槽腔体中还连接有左半圆环挡水条，左半圆环挡水条将左半环水槽腔体分割成二者连通的左半内水槽和左半外水槽；
所述右半环水槽腔体还连接有右半圆环挡水条，右半圆环挡水条将右半环水槽腔体分割成二者连通的右半内水槽和右半外水槽。
进一步的，所述第二圆筒水挡和左半圆环挡水条端部之间开设有第一循环口，左半内水槽和左半外水槽之间通过第一循环口连通；
所述第一圆筒水挡和右半圆环挡水条端部之间开设有第二循环口，右半内水槽和右半外水槽之间通过第二循环口连通。
进一步的，靠近第一圆筒水挡的所述左半内水槽处开设有第一缺口，第一缺口与法兰套筒内部开设的半圆筒状腔体贯通连接；靠近第二圆筒水挡的所述右半内水槽处开设有第二缺口，第二缺口与法兰套筒内部开设的另一个半圆筒状腔体贯通连接。
进一步的，所述进水口和第一缺口设置在第一圆筒水挡的左侧，所述出水口和第二缺口设置在第二圆筒水挡的右侧。
进一步的，所述左半圆环挡水条和圆筒法兰之间可拆卸连接；且所述右半圆环挡水条和圆筒法兰之间可拆卸连接。
进一步的，所述左半圆环挡水条和圆筒法兰之间通过两个对称设置的螺钉连接；所述半圆环挡水条和圆筒法兰之间通过两个对称设置的螺钉连接。
相比较现有技术而言，本发明具有以下有益效果：
1、根据本发明创造加工制造的冷却法兰，可以满足真空装置需要，对法兰位置进行冷却降温。
2、冷却法兰可以安装到真空罐体和真空法兰之间，在不影响原有法兰功能的条件下，实现对特定位置的降温冷却。
3、冷却法兰采用内嵌冷却水道的形式，实现了对装置的冷却降温，循环水由进水口进入，依次充满一侧圆筒法兰内部的水道、水套之间的冷却夹层、另一侧圆筒法兰内部的水道，最后由另一侧的出水口流出，整个冷却法兰内部形成流动的循环水。
4、冷却法兰两端面留有真空密封槽，可以作为真空装置的密封边界使用。
5、冷却法兰在径向尺寸和轴线冷却形式上可以根据实际需要进行改进，以满足不同种形式真空装置的使用需求。
附图说明
图1为现有真空法兰冷却图；
图2为水冷法兰的爆炸结构图；
图3为水冷法兰的圆筒法兰焊接前的零件图；
图4为水冷法兰的圆筒法兰焊接后的组装图；
图5为圆筒法兰内部的环形水槽腔体示意图；
图6为水冷法兰工作时的内部水流示意图；
图7为水冷法兰的总装配图。
图中标号说明：圆筒法兰1、进水口2、出水口3、筒水挡4、圆筒水盖5、圆筒堵6、外侧水套7、内侧水套8、圆堵头9；左半圆环挡水条101、第一缺口102、第一圆筒水挡103、右半圆环挡水条104、第二缺口105、第二圆筒水挡106、第一循环口107、第二循环口108；左半内水槽109、左半外水槽110、右半内水槽111、右半外水槽112。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图1-7，对本发明的理解。
本发明采用内嵌至真空法兰内部的形式，实现了直接和热源接触来冷却降温的功能，其中内嵌至真空法兰内部的结构，其中间设计有循环的冷却水路，在法兰端口有进出水口，可以实现冷却水的循环，并且在水冷法兰端面设计有密封结构，可以作为真空法兰与真空罐体连接的纽带，同时还不影响相对应真空法兰原有的功能。
水冷法兰采用内嵌冷却水路的形式，解决了真空法兰局部温度过高无法冷却的问题，同时，水冷法兰还考虑到后续的安装便捷性以及与整体真空装置一致性的问题，在端面密封、空间占用、不影响原有真空法兰功能性等方面都具有良好的协调性。在整个使用过程中，水冷法兰的安装形式及结构功能，很好的实现了冷却降温、热量转移的作用。
本发明设计的一种具有内嵌循环水路的水冷法兰，包括带有环形水槽腔体的圆筒法兰1、盖合在圆筒法兰1上的圆筒水盖5，圆筒法兰1的内圈连接有法兰套筒，法兰套筒内部开设有筒状腔体的和环形水槽腔体贯通连接，且法兰套筒和圆筒法兰1同轴心设置；圆筒法兰1的一端贯通连接有进水口2，圆筒法兰1的另一端贯通连接有出水口3，从进水口2流过的水经过圆筒法兰1、圆筒水盖5、出水口3流出，从而实现水冷降温。
其中，法兰套筒包括圆筒堵6、外侧水套7、内侧水套8；外侧水套7中插接有内侧水套8，外侧水套7和内侧水套8之间形成走水的筒状腔体，且外侧水套7和内侧水套8的端部通过圆筒水盖5密封。进一步的，法兰套筒内部还设两个筒水挡4，每个筒水挡4的长度短于法兰套筒的长度，从而使得筒水挡4的两端均形成筒水缺口，且两个筒水挡4将法兰套筒内的筒状腔体一分为两个相互连通的半圆筒状腔体，筒水缺口实现两个半圆筒状腔体的相互连通。将圆筒法兰1、筒水档4、圆筒水盖5以及圆堵头9分别通过氩弧焊填料焊接，焊接时要利用胎具焊接，将厚板焊接固定于一平台上，再将其他件与其焊接，防止其焊接过程中变形量过大，焊接完成。焊接前的零部件及焊接后的成品部件。
将圆筒堵6、外侧水套7、内侧水套8、筒水档4等零件与焊接完成后的圆筒法兰1焊接，焊接全部采用氩弧焊焊接，要确保相对应的螺孔方向，焊接完成后进行整体捡漏，捡漏后打压测试，0.5mpa水压保持30min。
其中，环形水槽腔体包括左半环水槽腔体和右半环水槽腔体；圆筒法兰1的环形水槽腔体中连接有第一圆筒水挡103和第二圆筒水挡106，从而将环形水槽腔体分割成左半环水槽腔体和右半环水槽腔体，且左半环水槽腔体与进水口2连通，右半环水槽腔体与出水口3连通。
左半环水槽腔体又包括左半内水槽109和左半外水槽110；且右半环水槽腔体又包括右半内水槽111和右半外水槽112。左半环水槽腔体中还连接有左半圆环挡水条101，具体的，是通过左半圆环挡水条101将左半环水槽腔体分割成二者连通的左半内水槽109和左半外水槽110；同样的，右半环水槽腔体还连接有右半圆环挡水条104，右半圆环挡水条104将右半环水槽腔体分割成二者连通的右半内水槽111和右半外水槽112。
第二圆筒水挡106和左半圆环挡水条101端部之间开设有第一循环口107，左半内水槽109和左半外水槽110之间通过第一循环口107连通；第一圆筒水挡103和右半圆环挡水条104端部之间开设有第二循环口108，右半内水槽111和右半外水槽112之间通过第二循环口108连通。
靠近第一圆筒水挡103的左半内水槽109处开设有第一缺口102，第一缺口102与法兰套筒内部开设的半圆筒状腔体贯通连接；靠近第二圆筒水挡106的右半内水槽111处开设有第二缺口105，第二缺口105与法兰套筒内部开设的另一个半圆筒状腔体贯通连接。进水口2和第一缺口102设置在第一圆筒水挡103的左侧，出水口3和第二缺口105设置在第二圆筒水挡106的右侧。
为了方便更换零部件，将左半圆环挡水条101和圆筒法兰1之间可拆卸连接；且右半圆环挡水条104和圆筒法兰1之间可拆卸连接。其中，左半圆环挡水条101和圆筒法兰1之间通过两个对称设置的螺钉连接；半圆环挡水条104和圆筒法兰1之间通过两个对称设置的螺钉连接。
本发明具有以下优点：
1、水冷法兰整体圆形设计满足与真空法兰的对接。
2、水冷法兰圆弧端面进出水口位置可以更改，满足不同规格形状的真空设备需要。
3、水冷法兰内部水道循环水道形状可以根据实际需求更改，以满足不同位置，不同规格法兰的冷却需求。
4、内嵌形式安装在真空罐体上，最大限度的发挥了水冷法兰的冷却功效。
5、冷却法兰径向尺寸可以根据实际需要进行更改，水冷法兰内嵌到真空罐体内部的冷却夹层，可以根据实际需要更改形状和长度，由此可以形成一系列冷却法兰。
工作原理：水流向是从进水口2----左半外水槽110----第一循环口107----左半内水槽109----第一缺口102----内侧水套8----第二缺口105----右半内水槽111----右半外水槽112----出水口3流出，其中，进水口2和出水口3可以互换进出水，从而对水冷法兰进行散热。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种具有内嵌循环水路的水冷法兰，其特征在于：包括带有环形水槽腔体的圆筒法兰(1)、盖合在圆筒法兰(1)上的圆筒水盖(5)，所述圆筒法兰(1)的内圈连接有法兰套筒，法兰套筒内部开设的筒状腔体和环形水槽腔体贯通连接，且法兰套筒和圆筒法兰(1)同轴心设置；
所述圆筒法兰(1)的一端贯通连接有进水口(2)，圆筒法兰(1)的另一端贯通连接有出水口(3)，从进水口(2)流过的水经过圆筒法兰(1)、圆筒水盖(5)、出水口(3)流出，从而实现水冷降温。
2.根据权利要求1所述的具有内嵌循环水路的水冷法兰，其特征在于，所述法兰套筒包括圆筒堵(6)、外侧水套(7)、内侧水套(8)；所述外侧水套(7)中插接有内侧水套(8)，外侧水套(7)和内侧水套(8)之间形成走水的筒状腔体，且外侧水套(7)和内侧水套(8)的端部通过圆筒水盖(5)密封。
3.根据权利要求2所述的具有内嵌循环水路的水冷法兰，其特征在于，所述法兰套筒内部还设两个筒水挡(4)，每个筒水挡(4)的长度短于法兰套筒的长度，从而使得筒水挡(4)的两端均形成筒水缺口，且两个筒水挡(4)将法兰套筒内的筒状腔体一分为两个相互连通的半圆筒状腔体，筒水缺口实现两个半圆筒状腔体的相互连通。
4.根据权利要求3所述的具有内嵌循环水路的水冷法兰，其特征在于，所述圆筒法兰(1)的环形水槽腔体中连接有第一圆筒水挡(103)和第二圆筒水挡(106)，从而将环形水槽腔体分割成左半环水槽腔体和右半环水槽腔体，且左半环水槽腔体与进水口(2)连通，右半环水槽腔体与出水口(3)连通。
5.根据权利要求4所述的具有内嵌循环水路的水冷法兰，其特征在于，所述左半环水槽腔体中还连接有左半圆环挡水条(101)，左半圆环挡水条(101)将左半环水槽腔体分割成二者连通的左半内水槽(109)和左半外水槽(110)；
所述右半环水槽腔体还连接有右半圆环挡水条(104)，右半圆环挡水条(104)将右半环水槽腔体分割成二者连通的右半内水槽(111)和右半外水槽(112)。
6.根据权利要求5所述的具有内嵌循环水路的水冷法兰，其特征在于，所述第二圆筒水挡(106)和左半圆环挡水条(101)端部之间开设有第一循环口(107)，左半内水槽(109)和左半外水槽(110)之间通过第一循环口(107)连通；
所述第一圆筒水挡(103)和右半圆环挡水条(104)端部之间开设有第二循环口(108)，右半内水槽(111)和右半外水槽(112)之间通过第二循环口(108)连通。
7.根据权利要求6所述的具有内嵌循环水路的水冷法兰，其特征在于，靠近第一圆筒水挡(103)的所述左半内水槽(109)处开设有第一缺口(102)，第一缺口(102)与法兰套筒内部开设的半圆筒状腔体贯通连接；靠近第二圆筒水挡(106)的所述右半内水槽(111)处开设有第二缺口(105)，第二缺口(105)与法兰套筒内部开设的另一个半圆筒状腔体贯通连接。
8.根据权利要求7所述的具有内嵌循环水路的水冷法兰，其特征在于，所述进水口(2)和第一缺口(102)设置在第一圆筒水挡(103)的左侧，所述出水口(3)和第二缺口(105)设置在第二圆筒水挡(106)的右侧。
9.根据权利要求6或7所述的具有内嵌循环水路的水冷法兰，其特征在于，所述左半圆环挡水条(101)和圆筒法兰(1)之间可拆卸连接；且所述右半圆环挡水条(104)和圆筒法兰(1)之间可拆卸连接。
10.根据权利要求8所述的具有内嵌循环水路的水冷法兰，其特征在于，所述左半圆环挡水条(101)和圆筒法兰(1)之间通过两个对称设置的螺钉连接；所述半圆环挡水条(104)和圆筒法兰(1)之间通过两个对称设置的螺钉连接。
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