CN1139188A - 用于补偿连接器或导管的法兰 - Google Patents

Abstract

用于补偿联连器或管道的法兰，它包含一个内环(21)，一个外环(22)，内、外形之间由其上开有用于穿过装配螺栓的椭圆形孔(64)或圆形孔(24)的辐条(23)相连接。

Description

用于补偿连接器或导管的法兰

本发明涉及一用于补偿连接器或导管的法兰，它由带有用于装配螺栓的孔的圆环组成

法兰是工业管道安装中导管装配的基本元件。安装时将法兰成对连接到管端，并在两法兰间压进一密封垫。由穿过法兰孔中的螺栓来进行装配。

上面所述的“法兰”以及在整个说明书中所述的“法兰”包括一个实际的法兰和一个配合法兰有时也称为搭接法兰。

更具体些，按图1和2，导管1一般在其一端焊有一法兰2，另一端也可以焊有一法兰或设有一自由法兰3，该法兰置于焊在管端的一扁平凸缘4的后面。

在一个变型中，亦可将法兰3置于一个上卷的凸缘4’的后面，该凸缘可直接设在管1端部或焊接在管1上。

法兰2、3上都设有用于穿入螺栓(未示出)的孔5。

亦能将相应端设有法兰2，12的两管1，10用补偿联接器11装配起来(图3)。实际的联接器11由带平的封口焊道15的增强层的多层金属骨架组成，并设有由耐管中液体腐蚀的橡胶或塑料制成的内衬16和外套17。在联接口端部则设有两个在工厂中安装好的配合法兰18。

联接器11通过配合法兰18与管道的法兰12、13相连，同时该联接器的棱边19形成密封垫。由螺栓22进行装配。

该补偿联接器可吸收管道1，10的对齐的误差(视差或倾斜)或膨胀或冲击，并能减少或阻止振动的传递。

法兰或配合法兰，特别是在补偿联接器中的法兰，目前是用气割或锻压形成，或者是由灰铸铁制成。但是牵涉到铸铁的最后一个方案只适用于不进行焊接的法兰。铸铁法兰的缺点在于它们比较重并且易碎。

将实际的法兰焊接在管上，而配合法兰则被装在管端，在工厂中将补偿联接器的法兰装配在弹性联接器上，然后将该装配好的联接器供给用户。

法兰的价格直接取决于其重量，因而法兰重量是一个重要因素，因为对法兰进行所有的操作工序(表面处理，运输等)的费用都与其重量有关。

由于存在劳务成本问题，因而法兰大多在低劳务成本国家用简单的过时的机床进行生产，因而目前法兰精度不尽人意，所有零件的尺寸需被检验，必要时还必须进行机加工调整。

此项工作冗长并且花费较大，还存在着供货周期长和高的仓储成本控制问题。

下面结合多个述及法兰的现有技术文件来对其进行进一步描述。

例如在US-A-2528343中公开了一个在一扇形中分布有梯形开口的法兰，可用于吸收另外一个法兰上相应的开口的轻微误差。

US-A-4372587中公开了另外一种形式的法兰，它分成两半且其各自的两侧端面在凸耳中。由穿过两个凸耳的螺栓将此两个半法兰连接，用于使该法兰以其齿与导管夹紧、固定。这样装配完之后，再将该法兰与另一导管的法兰相连。

这种分成两个部件的法兰有一个特殊的要求，即要用一个相对较大的夹紧平面来使法兰紧固在管端，使该法兰相对于一般法兰局部厚度增加。

作一概括，现有技术已有多种不同形状的法兰，但是没有一种能减轻其重量并能较好地传递其中的力。

本发的目的是提供一种法兰和配合法兰，其重量相对于现有法兰和配合法兰要低，使在不提高最终成本甚至降低该成本的基础之上能使用一个更有效的生长技术来进行生产，并且有利于运输，仓储、包装和使用等操作。

为实现上述目的，本发明提供一种如上所述形式的法兰，其特征在于它包括一个内环和一个用辐条与内环相连的外环，辐条上设有通过装配螺栓的孔。

按本发明的法兰和配合法兰新的结构使内、外环之间的夹紧力得到良好的分布，并且相当节省材料，从而导致了其相当大的重量减轻。重量减轻的幅度在50—65％之间，这就有可能考虑使用目前由于成本C与重量有关，而不能使用的制造技术。

根据一个特别有利的特性，按本发明的法兰可特别由SG铸铁(球墨铸铁)、铸钢、铸铝等铸件构成。确切地说是由于法兰重量的降低使这种制造技术从成本角度来看和传统的制造方法有相容性。但是这种浇铸技术能得到良好的制造精度，从而可以去除冗长而又花费大的检验操作。

这种制造技术亦能减少在整个产品成本中劳务成本的比例，使得在劳动力成本高的国家制造这种法兰时，仍能得到一个有竞争性的产品。而且也可能从制造上消除已指出的许多很严重的缺点，如可将高的仓储控制(费用)减少到一半，避免产生关于交货周期的或多或少的随机供应，并能低从劳动力成本低的国家中进口的产品价格。

法兰重量的减少使在防护操作(如镀锌、铬)、包装和运输操作中得到一个相当的节省或成本降低。相当大的重量减轻可使在一个板台架上堆积更多数量的零件，从而就能较大地降低每个零件的包装成本(板台架，塑料罩)。

最后，法兰重量的减少在所有工业(例如船舶工业)应用中都能得到节省，由于减少了设备运输的自重及下部结构(如炼油装置，化工设备等)承受的负载。

另外一些有利的特点是：

—辐条具有相对于至少一个环的减少的厚度；

—孔为椭圆形孔；

—辐条有一个中心在孔中的圆的弧形轮廓；

—内环在一个表面上有一个凸缘形成一个环形凹口，它限定一凹槽；

—内环上有一凹槽；

—法兰在具有通螺栓孔的辐条之间设有与内外环相连的加强件；

—法兰由球墨铸块，铸铝或铸钢(碳钢、不锈钢)制成；和

—内环上盖有一帽状变形件，用于形成一个闷头法兰。

以下借助附图对本发明进行详细描述，附图中：

图1是带有一个法兰和配合法兰的管道的一轴向截面图，配合法兰上具有一扁平凸缘；

图2是设有一个法兰和配合法兰且带有一向上卷的凸缘的管道的轴向截面图；

图3是接有补偿联接器的两管装配的轴向截面示意图；

图4是用于弹性联接器的局部前视图，在其上半部分有一圆形凹口，在其底部有一个环型的凹槽；

图5为图4法兰中按V-V线的截面图；

图6为一法兰变型的半个前视图；

图7为一个用于由一圆形凹口增强联接器的配合法兰的前视图；

图8为一个被用于焊接的法兰的前视图；

图9为一个带加强件的被用于焊接的法兰前视图；

图10为半个带有圆形凹口的法兰的前视图；

图11为根据图10中XI-XI线的截面图；

图12为按另一实施例带有圆形凹口的法兰的半个前视图；

图13为按图12中XIII-XIII线的截面图；

图14为放大的与图13相似的截面图，示出了图12和图13中实施例的一个变型；

图15为按本发明一闷头法兰的前视图；

图16为按图15中XVI-XVI线的截面图；和

图17为按图15中XVII-XVII线的截面图。

图4上部示出了半个法兰20，它包括一个内环21，内环的辐条23与外环22相连，而在辐条上本身开有孔24用于通过装配螺栓。

在该实施例中，等角分布有四个辐条23。螺栓孔数目则按法兰的应用场合(管径，工作压力等)规格化。

内环21，外环22和辐条之间的间隔25相应于开口的大小。

按图1中的实施例，辐条23的形状是以每个孔24为中心的圆弧状。内环设有一个开口在法兰和通道27正面圆形凹口26。

另外，在通道27中设有一个突肩28形成其边棱。

图4的底部示出了一个法兰变型20’与法兰20相比只有内环作了改动，内环21’的一个凸缘21’A在其一内面上形成一个环形凹口，从而限定一个凹槽21’B。

法兰20’的其它部分与法兰20上相应部分用相同的标号标出，此处不再重述。

法兰20，20’凹口的形状对应于图3中法兰相应部分。

图6示出了图4中法兰的一个变型20”，其区别在于辐条23’的形状，其由径向延伸的面对着的轮廓线限定。法兰20”上相应于图4上的其它部分用相同的标号标出，此处就不再叙述。

图7示出一个法兰变型，它由一个内环31、一外环32和连接内、外环的辐条33组成，在辐条33上设有用于穿过安装螺栓的孔34，加强条39与辐条33和内、外环31、32共同形成开口35。

法兰30上最好具有一个例如用于联接器的圆形凹口36(未示出)。

图8中的法兰40其外环42和其上开有孔44并形成开口45的辐条43的形状与图4中法兰相似。内环41的不同在于：它没有凹口。该法兰用于被焊接相连或者形成一个在图1和2中管道的配合法兰。

图9中的法兰50内如图1和2中所示的搭接法兰或者配合法兰。它在内、外环51、52之间除了有其上开有孔54的辐条53之外，还设有加强条59。

该实施例中内环51包含一突肩51A。

图10，11中的法兰60的特征在于外环62和辐条63的相对于内环61的厚度减小，在内环一侧延伸有一轴套环61B，在另一侧含有一个凹口61A。该实施例中孔的标号64且为椭圆形，标号65指的是环61，62和辐条63之间形成的开口。

椭圆形孔可较大地减少法兰重量，可节省10％左右的重量。

图12，13中的法兰70也具有一圆形槽。

法兰70与上述法兰的不同之处在连接内、外凸缘的辐条73厚度的减少。辐条73上开有一椭圆形孔74，内凸缘71具有一凹口71A。

包含图14中最终截面的法兰变型80基本对应于图12，13中所示的法兰形状：一个具环形凹口的法兰在厚度减少的辐条83上具有椭圆形孔84。为了形成环形凹口，在内环81的一个面上由一凸缘81A限定一个环形凹槽81B。

图15，16，17为一个按本发明闷头法兰形式的法兰变型90，例如可用于关闭一个管道。

法兰90具有一内凸缘91，一个外凸缘92和开有孔94的辐条93。

内凸缘上延伸有一特别可为一封住法兰90中心的帽状变形件95。在两侧该变形件留下实质部分96，97。

图15，16示出了在外、内环92和91之间辐条93减少的厚度

图17中的截面图亦突出了辐条93的形状和厚度的及外环92的厚度。

按本发明的法兰、配合法兰、闷头法兰可由铸钢、球墨铸铁、铸铝有益地制成，亦可用锻和切削法来得到所述形式的法兰。

例如，一个目前用于弹性补偿联接器的PN16 DN65型配合法兰中，(额定压力为16巴，额定直径65mm)机加工生产时其重2.6kg，锻时重2kg，而一个按本发明相同类型的由球墨铸铁制成的配合法兰只重0.9kg，铸铝法兰则为0.34kg。

另外，用球墨铸铁制造法兰时，对于一种特殊的装置形式来说每小时可生产200—250件，而相比机加工时每小时只能生产30—50件。

已指出，除了可大大减少重量和提高产量，(按本发明)所生产的法兰件还具有良好的精度，这就可省去了逐件检验和重新机加工的时间，因为法兰较轻，从而亦可相应地降低包装和运输费用。大幅度减少制造费用可允许在现场生产，这是从低工资国家进口法兰所不能比拟的，从而可消除仓储、管理、交货周期、再供应和随机价格问题。按本发明的法兰和配合法兰能在所有尺寸范围内制造，并可用作自由法兰、被焊接连上的法兰和配合法兰。

Claims (10)

1.用于带有其上开有用于装配螺栓的圆形或椭圆形孔(64)的圆环面的管道或是补偿联接器的法兰，其特征在于：它含有一个内环(21)，一个通过辐条(23)与内环(21)相连的外环(22)，在辐条(23)上开有用于穿过装配螺栓的孔(24)。

2.按权利要求1所述的法兰，其特征为：辐条(73)相对于至少一个环(71，72)厚度减少。

3.按权利要求1所述的法兰，其特征为：孔(64，74，84)为椭圆形孔。

4.按权利要求1所述的法兰，其特征为：辐条(23)具有以孔(24)为中心的圆弧形外形。

5.按权利要求1所述的法兰，其特征在于：辐条(23’)具有径向对着法兰中心的直的轮廓。

6.按权利要求1所述的法兰，其特征在于：内环(21’)在一个面上具有一个形成环形凹口，限定了一个凹槽(21’B)。

7.按权利要求1所述的法兰，其特征在于：内环(61，71)上具有一凹口(61A，71A)。

8.按权利要求1所述的法兰，其特征为：所述的法兰在开有用于通过螺栓的孔(34，54)的辐条(33，53)之间设有连接内环(31，51)和外环(32，52)的加强件(39，59)。

9.按权利要求1所述的法兰，其特征在于：内环(91)上延伸有一个特别是帽状变形件(95)，用于形成一个闷头法兰(90)。

10.按权利要求1所述的法兰，其特征在于：所述的法兰由球墨铸铁或铸铝或铸钢(碳钢，不锈钢)构成。

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