CN113939681A

CN113939681A - 组件

Info

Publication number: CN113939681A
Application number: CN202080037382.9A
Authority: CN
Inventors: M·丁斯
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2040-04-22
Also published as: US11885446B2; US20220213992A1; EP3948038B1; CN113939681B; WO2020233926A1; EP3948038A1; EP3742035A1

Abstract

本发明涉及一种用于补偿两个管法兰(FLG)之间的偏移(OFT)的组件(ARR)，其包括：多个适配环(AJR)，这些适配环分别具有沿着轴线(X)延伸的空隙(HOL)，环形材料(AMT)围绕该空隙沿着圆周方向(CDR)延伸，其中，多个适配环(AJR)中的至少两个适配环具有两个接触面(CSF)，其中，接触面(CSF)至少沿着相对于轴线(X)同心的圆形轨迹具有平坦的基本上呈圆环形的接触面(CSF)，其中，环形材料(AMT)的沿着圆周方向(CDR)的横截面具有变化的轴向的环形材料厚度(ART)，从而多个适配环(AJR)中的至少两个具有楔形形状，楔形形状由两个接触面(CSF)彼此之间的角度偏移(AOF)形成。为了能灵活地补偿各种类型的偏移现象，规定组件(ARR)包括至少三个适配环(AJR)。

Description

组件

技术领域

本发明涉及一种用于补偿两个管法兰之间的偏移的组件，其包括：多个适配环，所述多个适配环分别具有沿着轴线延伸的空隙，环形材料围绕该空隙沿着圆周方向延伸，其中，所述多个适配环分别具有两个接触面，其中，所述接触面至少沿着相对于所述轴线同心的圆形轨迹具有平坦的基本上呈圆环形的接触面，其中，所述环形材料的沿着圆周方向的横截面具有变化的轴向的环形材料厚度，从而所述多个适配环中的至少两个适配环具有楔形形状，该楔形形状由两个接触面彼此之间的角度偏移形成。

背景技术

在本发明的意义上，法兰也被称为管道法兰。如果在此通过法兰来实施，则仅仅指的是管道法兰。法兰用于管段的密封的、可拆卸的连接。对于密封性来说，法兰的圆环形的密封面对可能处于密封面之间的密封件的压紧力是决定性的，该压紧力借助于法兰螺栓施加。螺栓延伸穿过法兰中的或者所谓的法兰片中的孔。法兰作为管道的组成部分通常与管端部焊接。法兰也可以设置在连接构件上。不同金属材料的不同法兰尤其描述于：EN 1092-1、EN 1092-2、EN 1092-3、EN 1092-4。

在制造管路和装配连接的机器时，例如由于焊接变形，经常会出现有待接合的法兰的空间偏移。

尤其是在没有合适的机床的情况下，这种偏移的补偿通常需要在经常恶劣的条件下在现场进行复杂的再加工或适配工作。

发明内容

本发明的任务在于，简化这些工作。

为了能够简单地灵活补偿法兰之间不同类型的偏移现象，根据本发明，为了解决该任务提出了根据权利要求1的组件。此外，提出一种用于组装这种组件的方法。

各个适配环这样构造，从而多个适配环中的至少三个适配环具有楔形形状，该楔形形状由两个接触面彼此之间的角度偏移形成。换句话说，多个适配环中的至少三个适配环具有两个基本上呈圆环形的接触面，该接触面以相应的面法线基本上沿轴线的方向指向，其中，所述环形材料的横截面沿着圆周方向具有变化的轴向的环形材料厚度，使得这两个面法线彼此具有角度偏移。

两个接触面至少沿着与轴线同心的圆形轨迹具有平坦的基本上圆环形的接触面，由此使多个适配环在组装期间可以围绕空隙的延伸部的轴线彼此相对地旋转。所述接触面因此可以完全平坦地构造或者具有沿着所述同心的圆形轨迹延伸的凸起或者凹槽。借助于这些凸起、凹槽或空隙可以考虑使多个适配环彼此径向对中。

根据本发明使用至少三个、优选至少四个适配环能够补偿偏移，该偏移可以是由轴向偏移、角度偏移和平行偏移构成的组合或者所列举的偏移类型中的仅仅一种单独的偏移类型。

本发明的有利的改进方案规定，楔形的适配环的楔角在<2°至6°之间(角度取决于公称宽度并且应当根据待修正的轴向公差来选择)。这种楔形形状允许补偿在施工现场出现的大多数偏移现象。另外的有利的改进方案规定，楔形的适配环分别具有最小的轴向环形材料厚度和最大的轴向环形材料厚度，其中在平均内直径中适用：0.005<((环形材料厚度的差)/内直径)<1.025。

本发明的另一种有利的改进方案规定，至少若干、优选所有适配环彼此材料连接地、尤其借助粘接互相连接。为此，合适的粘合剂例如是硅树脂。密封材料可以从借助O形环或圆线在环的橡胶部上的单独密封变化到如上所述的粘接。

根据本发明的组件特别适合于桥接地填充两个法兰之间的偏移，这两个法兰与法兰密封面基本上对置。尤其，偏移密封面之间的偏移可以是在0.05°到8°之间的角度偏移(取决于法兰的公称宽度或管道的允许公差(Toneranzen))。法兰或法兰密封面之间的轴向距离可以大于1mm。优选地，在两个法兰密封面之间存在四个适配环，但是也能够根据轴向距离和角度偏移仅使用三个适配环。附加地或代替角度偏移，在两个法兰密封面之间的偏移也可以构造为平行偏移。在此，多个适配环围绕轴线彼此相对地旋转，从而使得多个适配环填充或补偿法兰密封面之间的偏移。

本发明还提供一种用于借助于根据组件权利要求中至少一项所述的组件来补偿包括法兰密封面的两个管法兰之间的偏移的方法。

为此，该方法设置以下步骤：

a)利用布置在法兰密封面之间的至少三个适配环来定向管法兰；

b)使多个适配环围绕所述轴线彼此相对地旋转到接合位置中，从而使得所述多个适配环的分别直接与法兰密封面对置的接触面基本上平行于相应对置的法兰密封面定向，并且分别与法兰密封面相邻布置的多个适配环连同沿着所述轴线延伸的空隙分别基本上与相邻的管法兰同心地布置；

c)在接合位置中材料连接地接合多个适配环或者借助于单独的密封件和借助于形状配合连接的标记、例如粒度

接合多个适配环；

d)在将多个适配环布置在两个法兰密封面之间的情况下将两个管法兰最终组装成法兰连接部。

此外，根据本发明的方法的有利改进方案规定，在旋转之后并且在材料连接的接合之前进行以下步骤：

b1)检验具有多个适配环的组件的无应力性。

此外，可以进行以下附加的步骤：

b2)在接合位置中标记所述多个适配环的彼此相对的圆周位置。

此外，有利地也还可以进行另外的步骤：

b3)从所述法兰密封面之间的组件中取出所述多个适配环。

附图说明

下面借助于具体的实施例参照附图对本发明进行更详细的阐述。

附图示出了：

图1是根据本发明的适配环的三维示意图；

图2至图4分别是在两个对置的法兰之间的多个适配环的不同配置的侧视的二维示意图；

图5是用于说明根据本发明的方法的流程示意图。

具体实施方式

图1示出了适配环AJR的三维示意图。图2至图4分别示出组件ARR的侧向的示意图，其中所示的组件分别包括在相应两个与法兰密封面FLS基本上对置的法兰FLG之间的四个适配环AJR。图5示出了用于组装根据本发明的组件ARR的方法的流程示意图。

图1所示的适配环AJR用于补偿如图2至图4所示的两个管法兰FLG之间的偏移OFT。所述适配环AJR具有沿轴线X延伸的空隙HOL，环形材料AMT围绕该空隙沿圆周方向CDR延伸。适配环AJR在两侧轴向端侧地具有两个接触面CSF。接触面CSF至少沿着与轴线X同心的圆形轨迹构造为平面和基本上圆环形的接触面CSF。环形材料AMT沿圆周方向CDR的横截面具有变化的轴向的环形材料厚度ART。由此，适配环AJR楔形地构造并且两个接触面CSF不是彼此平行的，而是具有角度偏移AOF。为了进行说明，在图1中还为各个接触面CSF绘出了面法线SN1、SN2，这些面法线基本上指向在一侧上的轴线的方向(第一面法线SN1平行于轴线X)，其中，第二面法线SN2具有相对于第一面法线SN1或相对于轴线X的角度偏移AOF。在此可选地示出，适配环AJR在向上指向的接触面CSF上具有圆环形地在接触面上延伸的凸起PRT，所述凸起可以与相邻的适配环AJR的对应的圆环形的切口RCS(在此借助于虚线作为被遮盖的轮廓并且可选地在图1中示出)形成接合，使得不可能在两个相邻的适配环之间进行径向的相对偏移。这种相对偏移阻止(Relativversatzblockade)仅是可选的并且也仅被设置用于适配环AJR，所述适配环不利用相应的接触面CSF与法兰密封面FLS接触。作为这种相对于两个适配环AJR之间的形状配合连接的运动限制的备选方案或者附加方案，在两个相邻的适配环AJR之间设置有材料连接的连接部，形式为例如借助于硅树脂的粘接部GLU。在各个适配环AJR之间和/或在适配环AJR和法兰密封面FLS之间能够设有密封件或材料以用于根据需要进行密封。对于至少若干楔形适配环AJR而言，在两个面法线SN1、SN2之间的楔角AOS或角度偏移AOS在2°至6°之间。优选地，组件ARR的所有楔形的适配环AJR构造有相同的楔角。

楔形适配环AJR分别具有最小的轴向环形材料厚度IAR和最大的轴向环形材料厚度AAR。此外，楔形适配环AJR具有平均内直径AID和平均外直径AOD。对于环形材料厚度IAR、AAR和平均内直径AID之间的关系适用的是：0.005<(AAR-IAR)/AID<<1.025。

此外，平均外直径AOD和平均内直径AID之间的比例适用：1.002＜AOD/AID＜1.2，这取决于相应的法兰密封面积比。

在图2中示出了如下情况：两个对置的法兰FLG的两个法兰密封面FLS仅具有彼此间的轴向距离ADS。相应地，楔形的适配环AJR相对彼此旋转，使得相应的楔角AOF由相邻的适配环AJR补偿。相应地，所涉及的适配环AJR的全部延伸轴线X1、X2、X3、X4与中央轴线X重合。

图3示出了两个对置的法兰FLG或法兰密封面FLS的平行偏移PLS。所述平行偏移PLS借助多个适配环AJR以如下方式进行补偿，即四个适配环分别以两个一组的形式、以最大轴向环厚度AAR的相同的圆周位置进行定向。以这种方式引起所述两个一组适配环的端侧的接触面的角度偏移。具有两个适配环AJR的同样相同的圆周定向的两个一组适配环中的第二组相对于第一组在圆周方向上以相反的定向布置。由此补偿总共四个适配环AJR的角度偏移。仅剩下平行偏移PLS，该平行偏移对应于所述组件ARR的补偿要求。

图4示出了一种情况，其中对置的法兰FLG除了轴向偏移ADS外也具有角度偏移AOF。所述角度偏移借助于四个适配环AJR得到补偿，办法是：所述四个适配环AJR的圆周位置是相同的，使得圆周位置分别与最大的轴向的环厚度ART一致。这三种基本情况在实际的组装情况中彼此叠加，使得轴向偏移或轴向距离ADS、角度偏移AOF和平行偏移PLS的组合在适配环的楔形形状的边界中分别借助各个适配环AJR的旋转补偿，直至偏移情况被补偿。

图5示出了用于补偿两个管法兰FLG之间的偏移OFT的方法的流程图。

在第一步骤a)中，利用布置在法兰密封面FLS之间的至少三个适配环AJR、优选利用四个适配环AJR进行管法兰FLG的定向。

在第二步骤b)中，使多个适配环AJR围绕轴线X相对彼此旋转到接合位置中，从而适配环AJR的分别直接与法兰密封面FLS对置的接触面基本上平行于相应对置的法兰密封面FLS定向，并且分别与法兰密封面FLS相邻布置的适配环AJR连同沿着轴线X延伸的空隙HOL分别基本上与相邻的管法兰FLG同心地布置，

在步骤b)的可选的子步骤(在此是b1)中，进行具有多个适配环AJR的组件ARR的无应力性的可选的检验。

在第二步骤的同样可选的子步骤b2)中，在接合位置中对多个适配环AJR彼此之间的相对圆周位置进行标记。

另一可选的子步骤b3)规定，在材料连接地接合之前，将多个适配环AJR从法兰密封面FLS之间的组件中取出。这种取出是为了将多个适配环AJR粘合在一起。

在接下来的第三步骤c)中，在接合位置中进行多个适配环AJR的材料连接的接合。

最后，在第四步骤d)中，在将多个适配环AJR布置在两个法兰密封面FLS之间的情况下最终将两个管法兰FLG组装成法兰连接部。

Claims

1.一种用于补偿两个管法兰(FLG)之间的偏移(OFT)的组件(ARR)，其包括：

多个适配环(AJR)，所述多个适配环分别具有沿着轴线(X)延伸的空隙(HOL)，环形材料(AMT)围绕所述空隙沿着圆周方向(CDR)延伸，

其中，所述多个适配环(AJR)分别具有两个接触面(CSF)，

其中，所述接触面(CSF)至少沿着相对于所述轴线(X)同心的圆形轨迹是平坦的基本上呈圆环形的接触面(CSF)，

其中，所述环形材料(AMT)的沿着圆周方向(CDR)的横截面具有变化的轴向的环形材料厚度(ART)，从而所述多个适配环(AJR)中的至少两个适配环具有楔形形状，该楔形形状由所述两个接触面(CSF)彼此之间的角度偏移(AOF)形成，

其特征在于，

所述组件(ARR)包括至少三个适配环(AJR)。

2.根据权利要求1所述的组件(ARR)，

其中，所述组件(ARR)包括至少四个适配环(AJR)。

3.根据权利要求1或2所述的组件(ARR)，

其中，楔形的适配环(AJR)的楔角(AOS)在0.01°至6°之间。

4.根据权利要求1、2或3所述的组件(ARR)，

其中，楔形的适配环(AJR)分别具有最小的轴向的环形材料厚度(IAR)并且具有最大的轴向的环形材料厚度(AAR)，具有平均内直径(AID)，其中适用：0.005<(AAR-IAR)/AID<1.025。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的组件(ARR)，

其中，所述多个适配环(AJR)具有平均外直径(AOD)和平均内直径(AID)，其中对于比例来说适用：1.002＜AOD/AID＜1.2，这取决于相应的法兰密封面积比。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的组件(ARR)，

其中，至少若干、优选所有的适配环(AJR)彼此材料连接地连接，尤其是借助于粘接部(GLU)连接。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的组件(ARR)，

其中，所述组件包括两个法兰(FLG)，

其中，所述法兰(FLG)与法兰密封面(FLS)基本上对置，

其中，所述法兰密封面(FLS)相对彼此具有在0.01°至6°之间的角度偏移，

其中，所述法兰(FLG)具有轴向距离(ADS)，其中ADS＞1mm，

其中，至少三个、优选四个适配环(AJR)布置在所述两个法兰(FLG)的两个法兰密封面(FLS)之间，

其中，所述至少三个适配环(AJR)相对于彼此围绕所述轴线(X)旋转地布置，从而所述轴向距离(ADS)和所述角度偏移(AML)由所述多个适配环(AJR)跨接地占据。

8.根据权利要求7所述的组件(ARR)，

其中，附加于所述角度偏移(AML)或代替所述角度偏移(AML)，在所述两个法兰(FLG)之间存在平行偏移(PLS)，

其中，借助于旋转所述多个适配环(AJR)也跨接地占据所述多个适配环(AJR)的平行偏移(PLS)。

9.一种用于借助于根据前述权利要求1至8中至少一项所述的组件补偿两个管法兰(FLG)之间的偏移(OFT)的方法，所述管法兰包括法兰密封面(FLS)，所述方法包括以下步骤：

a)利用布置在所述法兰密封面(FLS)之间的至少三个适配环(AJR)来定向所述管法兰(FLG)，

b)使所述多个适配环(AJR)围绕所述轴线(X)彼此相对地旋转到接合位置中，从而使得所述多个适配环(AJR)的分别直接与所述法兰密封面(FLS)对置的接触面相对于相应对置的法兰密封面(FLS)基本上平行地定向，并且分别与所述法兰密封面(FLS)相邻地布置的多个适配环(AJR)连同沿着所述轴线(X)延伸的空隙(HOL)分别基本上与相邻的管法兰(FLG)同心地布置，

c)在所述接合位置中将所述多个适配环(AJR)材料连接地接合，

d)在将所述多个适配环(AJR)布置在所述两个法兰密封面(FLS)之间的情况下将所述两个管法兰(FLG)最终组装成法兰连接部。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述旋转之后并且在所述材料连接的接合之前进行以下步骤：

b1)检验具有多个适配环(AJR)的组件(ARR)的无应力性。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述旋转之后并且在所述材料连接的接合之前进行以下步骤：

b2)在所述接合位置中标记多个适配环(AJR)的彼此相对的圆周位置。

12.根据权利要求9或10所述的方法，其中，在旋转之后并且在材料连接的接合之前进行以下步骤：

b3)从所述法兰密封面(FLS)之间的所述组件中取出所述多个适配环(AJR)。