CN113272583B - 用于在联接面与参考面之间气密连接的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将管法兰连接的带有联接面(1)的第一联接部位和带有位置固定的、预设的参考面(2)的第二联接部位气密连接的装置，参考面相对于联接面(1)以偏移角(α)布置，偏移角经由角偏移补偿器件可平衡，其中，第一联接部位包括中央的球铰接组件(3)作为角偏移补偿器件，其具有带有凸状的远侧的端部区域(5)的管区段(4)，远侧的端部区域铰接地与法兰盘单元(6)的对应于此的凹状的环形区域共同作用，在法兰盘单元的侧面区域处作用有至少一个调节螺栓(7;7')用于适配于偏移角(α)，利用调节螺栓可调整与相邻于凸状的远侧的端部区域(5)位置固定地同轴地固定在管区段(4)处的配合盘(8)的局部间距。

Description

用于在联接面与参考面之间气密连接的装置

相关申请

本发明要求在2019年1月9日提交的德国专利申请10 2019 100 433.8的优先权，这里参考其内容。

技术领域

本发明涉及一种用于在联接面(Anschlussflaeche)与参考面之间气密连接的装置。

背景技术

本发明的内容尤其但非排他性地在过程工业(Prozessindustrie)中运用于两个容器(其联接面不相互对准并且其(例如出于结构上的原因)不能彼此对准地来取向)的连接。结果，对应的联接面的几何法线彼此偏离并且由此产生角偏移α。这样的角偏移α阻碍这两个容器的气密连接。

原则上已知在对应的联接面之间设置弹性体O形环作为角偏移补偿器件(Winkelversatzkompensationsmittel)并且将对应的联接面相互力配合地连接。附加地，在此可设置有可调整的间隔保持器(调节螺栓)，其限制在对应的联接面与相应的容器之间的机械应力。在此，密封元件的不对称负载(其可导致密封元件的不密封和/或破坏)以及间隔保持器的复杂的调整是不利的。

由文件DE 10 2006 034 323 A1已知一种可动的管线(Rohrleitung)，其在其联接面之间具有波纹管组件(Wellrohranordnung)作为角偏移补偿器件。由该公开文件已知这样的波纹管组件基本适用于补偿在联接面之间的轴向间距变化、联接面横向于波纹管的纵向的相对运动以及联接面的摇摆运动(Taumelbewegung)。

在文件DE 10 2012 016 843 A1中说明了一种用于风力设备的塔的可校正的法兰。在此为了平衡在基础法兰与塔法兰之间的角偏差，设置有两个同类型的环形元件，其端面相应彼此倾斜。由于大量的密封面，这样的组件不适合用于气密连接。

最后，由文件DE 20 2012 011 622 U1已知一种用于流体管路的膨胀连接(Ausdehnungsverbindung)，其中，第一管段具有第一铰接面并且第二管段具有第二铰接面，其中，第一和第二铰接面成形为球状区域。第一和第二管段与波纹管相连接，波纹管将铰接连接对大气密封。该组件的结构长度是不利的。

发明内容

本发明目的在于说明一种用于在联接面与参考面之间气密连接的带有较小结构长度的装置，在其中密封功能与取向功能分开。

根据本发明，该目的利用根据本发明的用于将管法兰连接的带有联接面的第一联接部位和带有位置固定的、预设的参考面的第二联接部位气密连接的装置来实现。本发明的有利的设计方案根据本发明来说明。

本发明从一种用于将管法兰连接的带有联接面的第一联接部位和带有位置固定的、预设的参考面(其相对于所述联接面以偏移角α布置，该偏移角可经由角偏移补偿器件平衡)的第二联接部位气密连接的装置出发。

根据本发明，第一联接部位包括球铰接组件(Kugelgelenkanordnung)作为角偏移补偿器件，其具有带有凸状的远侧的端部区域的管区段，远侧的端部区域铰接地与法兰盘单元的对应于此的凹状的环形区域共同作用，在法兰盘单元的侧面区域处作用有至少一个调节螺栓以适配于偏移角α，利用该调节螺栓可调整与相邻于凸状的远侧的端部区域位置固定地同轴地固定在管区段处的配合盘(Gegenscheibe)的局部间距。

换言之，第一联接部位在其远端处具有以球层(Kugelschicht)形式的带有凸状表面的环形区段。此外，第一联接部位在其远端处包括法兰盘单元，其具有带有凹状表面的以球层形式的凹口(Ausnehmung)并且其远侧的表面对应于第二联接部位的位置固定的、预设的参考面来构造。第一联接部位的凸状表面的半径等于联接元件的凹口的凹状的表面的半径。法兰盘单元可动地与第一联接部位相连接，其中，法兰盘单元的凹口的凹状表面在形成球铰接组件的情况下置于第一联接部位的环形区段的凸状表面上。

由于管区段的远侧的端部区域与法兰盘单元共同作用构造为球铰接组件，能够以简单的方式来平衡待相互连接的管轴线的角偏移。在此，角调整经由至少一个、优选地两个调节螺栓(其校正法兰盘单元相对于位置固定地在待装设的管区段处固定的配合盘的必需的倾斜)实现。原则上，这些角偏移补偿器件将管法兰连接的取向功能与密封功能分离，密封功能通过两个待相互连接的法兰面的整面贴靠来保证。由此可进行处于角偏移下的管法兰连接的更快的且更直观的校正。因为密封经由在管区段的远侧的端部区域处的球铰接组件来确保，对于较大的偏移角也可获得持久的密封性。

为了与管区段的凸状的远侧的端部区域共同作用，法兰盘单元优选地由彼此面贴靠的两个盘部件来构造，其共同在径向内侧形成凹状的环形区域。通过该两件式(Zweiteilung)，法兰盘单元可装配到管区段的远侧的端部区域处。例如可将两个盘部件相互旋拧或焊接。法兰盘单元的一盘部件优选地构造为具有多个通孔的法兰盘，以便就此实现相对于管法兰连接的具有参考面的配对法兰的固定。另一盘部件与此相对可在基础直径中更小地来构造并且优选地具有外围的凹口作为用于通孔的留空(Freilassung)。

按照法兰盘单元的一优选的实施形式设置成，在这两个盘部件之间形成有至少一个球形的凹口，其与相关联的调节螺栓的球头共同形成相关联的球铰接部。球形的凹口就此而言被理解成从一盘部件或两个盘部件侧引入的凹状的球层，其与球头共同形成球铰接部，球铰接部允许调节螺栓(根据偏移角α)摆动。如果调节螺栓的球头具有对应的球层的至少一个凸状表面形状，在此就足够。

按照根据本发明的角偏移补偿器件的一优选的实施形式，包括其的该至少一个调节螺栓具有外螺纹，该外螺纹与构造在位置固定的配合盘中的内螺纹共同作用成使得通过将调节螺栓旋入或旋出，就此可进行对角偏移α的适配。

相当优选地，设置有各带有一相关联的球铰接部的刚好两个调节螺栓，其布置在法兰盘单元的两个彼此正交伸延的摆动轴线X和Y上。由此可通过操纵这两个调节螺栓来补偿任何在空间任意伸延的偏移角α。

按照进一步改进本发明的一措施提出，角偏移补偿器件的该至少一个调节螺栓通过横向于此拧入位置固定的配合盘的边缘区域中的固定螺栓可锁止。由此可防止调节螺栓例如由于振动加载而无意地调整。

为了在第一联接部位的球铰接组件的区域中赋予根据本发明的角偏移补偿器件改进的静态密封，提出在管区段的凸状的远侧的端部区域和法兰盘单元的与此对应的凹状的环形区域之间的重叠区域(Ueberlappunsbereich)中布置至少一个弹性体密封环。密封环例如可构造为O形环，其从管区段或法兰盘单元侧置入周向槽中。

按照改进本发明的另一措施，此外提出在管区段的凸状的远侧的端部区域和法兰盘单元的对应于此的凹状的环形区域之间布置有至少一个止挡销(Anschlagstift)等用于限制可通过调节螺栓调整的用于平衡偏移角α的摆动范围。这样的止挡销例如可拧入管区段的凸状的远侧的端部区域中，亦即在管区段的与相关联的调节螺栓相对而置的侧面处。

按照一优选的运用变体，将根据本发明的角偏移补偿器件应用在用于液体或气体的光学测量仪器、尤其光学气体浓度测量仪器的管法兰连接处，以便将测量仪器联接到测量介质处。

附图说明

接下来根据附图连同本发明的一优选的实施例的说明更详细地示出改进本发明的另外的措施。其中：

图1示出了穿过带有角偏移补偿器件的管法兰连接的示意性纵剖面，

图2示出了对第一联接部位的角偏移补偿器件的俯视图，

图3在图2的剖面A-A中示出了穿过带有集成在其中的角偏移补偿器件的管法兰连接的第一联接部位的纵剖面，以及

图4在图2的剖面E-E中示出了穿过带有集成在其中的角偏移补偿器件的管法兰连接的第一联接部位的纵剖面。

具体实施方式

按照图1，用于将管法兰连接的带有联接面1的第一联接部位和带有参考面2的第二联接部位气密连接的装置具有在第一联接部位侧布置的角偏移补偿器件，以便平衡在第一联接面与参考面2之间的偏移角α。为此，第一联接部位包括球铰接组件3，其具有带有凸状的远侧端部区域5的管区段4。铰接地与法兰盘单元6的对应于此的凹状环形区域共同作用的远侧的端部区域5经由至少一个调节螺栓7可在偏移角α方面适配。出于该目的，可调整与相邻于凸状的远侧端部区域5位置固定地同轴地固定在管区段4处的配合盘8的局部间距。配合盘8垂直于管区段4的管轴线伸延。第一联接部位与第二联接部位的固定经由螺栓连接(Verschraubung)9(示范性地)在法兰连接的意义中来实现。

按照图2，法兰盘单元6由彼此面贴靠的两个盘部件10和11构成。法兰盘单元6的一盘部件10具有多个通孔12(示范性地)用于容纳(这里未进一步示出的)螺栓连接9。偏移角α的平衡通过操纵两个调节螺栓7和7'实现，其布置在两个彼此垂直伸延的摆动轴线X或Y上。在此，调节螺栓7的调整引起法兰盘单元6围绕摆动轴线X摆动，反之另一调节螺栓7'的调整引起法兰盘单元6围绕另一摆动轴线Y摆动。通过这两个调节螺栓7和7'的可不同选择的配置可在限定的摆动范围中调整空间上可设想的任何偏移角α。

图3在前面所讨论的图2的剖面A-A中说明了调节螺栓7的调整的效果。经由中央球铰接组件3实现该平面的可摆动性。为了使调节螺栓7包含对于设置必需的运动自由，在法兰盘单元6的这两个盘部件10和11之间形成有相关联的球形凹口13。该球形凹口13与调节螺栓7的球头14共同作用以形成球铰接部。调节螺栓7的外螺纹接合到对应于此的内螺纹(其被引入位置固定地正交地装设在管区段4处的配合盘6中)中，经由此可围绕摆动轴线X进行对偏移角α的适配。

调节螺栓7通过可横向于此拧入位置固定的配合盘6的边缘区域中的固定螺栓15可锁止。在中央球铰接组件3的区域中此外应用弹性体密封环16，以便密封在管区段4与可动地布置在此处的法兰盘单元6之间的缝隙。此外，在中央球铰接组件3的区域中止挡销17拧入管区段4的凸状的远侧端部区域5中，以便限制用于平衡偏移角α的可通过调节螺栓7调整的摆动范围。

图4在图2中的剖面E-E中说明了用于使法兰盘单元6围绕另一摆动轴线Y摆动的角偏移补偿器件。为此拧入或拧出另一调节螺栓7'。该工作方式在此依据结合前面所讨论的图3所说明的工作方式。彼此相应的构件设有类似的附图标记。

本发明不限于前面所说明的优选的实施例。而是还可考虑由接下来的权利要求的保护范围所一起包括的由此的变体。如此例如不需要必须鉴于两个彼此垂直伸延的摆动轴线实现对偏移角α的适配。根据运用情况可以是足够的是，仅仅一摆动轴线的适配就足以平衡在管法兰连接的联接面与参考面之间的偏移角α。

附图标记清单

1 联接面

2 参考面

3 球铰接组件

4 管区段

5 远侧的端部区域

6 法兰盘单元

7 调节螺栓

8 配合盘

9 螺栓连接

10 第一盘部件

11 第二盘部件

13 球形的凹口

14 球头

15 固定螺栓

16 密封环

17 止挡销

α 偏移角。

Claims (10)

1.一种用于将管法兰连接的带有联接面(1)的第一联接部位和带有位置固定的、预设的参考面(2)的第二联接部位气密连接的装置，所述参考面相对于所述联接面(1)以偏移角(α)布置，所述偏移角经由角偏移补偿器件能够平衡，其中，所述第一联接部位包括中央的球铰接组件(3)作为角偏移补偿器件，所述球铰接组件具有带有凸状的远侧的端部区域(5)的管区段(4)，所述端部区域铰接地与法兰盘单元(6)的对应于此的凹状的环形区域共同作用，在所述法兰盘单元的侧面区域处作用有至少一个调节螺栓(7;7')以适配于所述偏移角(α)，利用所述调节螺栓能够调整与相邻于凸状的远侧的所述端部区域(5)位置固定地同轴地固定在所述管区段(4)处的配合盘(8)的局部间距，并且其中，所述法兰盘单元(6)由彼此面贴靠的两个盘部件(10,11)来构造，所述盘部件共同在径向内侧形成凹状的所述环形区域，其特征在于，在所述法兰盘单元(6)的两个盘部件(10,11)之间形成有至少一个球形的凹口(13;13')，其与相关联的所述调节螺栓(7;7')的球头(14;14')共同形成相关联的周围的球铰接部。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述法兰盘单元(6)的盘部件(10)构造为具有多个通孔(12)的法兰盘。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个所述调节螺栓(7;7')的外螺纹与构造在位置固定的所述配合盘(8)中的内螺纹共同作用成使得就此能够进行对所述偏移角(α)的适配。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设置有各带有相关联的周围的球铰接部的刚好两个调节螺栓(7;7')，其布置在所述法兰盘单元(6)的两个彼此正交伸延的摆动轴线(X,Y)上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，至少一个所述调节螺栓(7;7')通过横向于此拧入位置固定的所述配合盘(8)的边缘区域中的固定螺栓(15;15')能够锁止。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，在所述管区段(4)的凸状的远侧的端部区域(5)和所述法兰盘单元(6)的对应于此的凹状的环形区域之间的重叠区域中布置有至少一个弹性体密封环(16)。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，在所述管区段(4)的凸状的远侧的端部区域(5)和所述法兰盘单元(6)的对应于此的凹状的环形区域之间布置有至少一个止挡销(17)用于限制用于平衡所述偏移角(α)的可通过所述调节螺栓(7)调整的摆动范围。

8.一种用于液体或气体的光学测量仪器，其为了联接到测量介质处配备有管法兰连接，所述管法兰连接为了适配于在联接面(1)与参考面(2)之间的偏移角(α)装备有根据前述权利要求中任一项所述的装置。

9.根据权利要求8所述的光学测量仪器，其特征在于，所述光学测量仪器是光学气体浓度测量仪器。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的装置的一种应用，用于测量仪器以适配于在联接面(1)与参考面(2)之间的偏移角(α)。

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