CN114458847A - 一种耐高温榫槽面密封电绝缘法兰 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温榫槽面密封电绝缘法兰，包括榫面法兰、槽面法兰、绝缘密封垫、内环绝缘衬垫、外环绝缘衬垫、紧固件和紧固件绝缘套筒，所述榫面法兰和槽面法兰通过紧固件连接，在槽面法兰的凹槽底部处设有绝缘密封垫，在凹槽的两侧面处分别设有内环绝缘衬垫和外环绝缘衬垫，所述紧固件处设有用于绝缘的紧固件绝缘套筒，所述紧固件绝缘套筒为垫片和套筒一体式。在满足榫槽面法兰密封的同时，通过采取完善的耐高温电绝缘防护措施，实现不同电位的榫面法兰和槽面法兰间电绝缘的要求。
Description
技术领域
本发明涉及船舶管路附件技术领域，尤其涉及一种耐高温榫槽面密封电绝缘法兰。
背景技术
在船舶金属材料的使用中，船体结构、船体结构上的焊接件和液舱内的预埋管路等大部分采用钢材制造。船舶系统管路一般采用耐腐蚀性能较好的铜合金、钛合金等其他材料制造。船舶系统中存在较多异种金属法兰连接部位，当异种金属间的电位差超过50mV时，易产生电偶腐蚀，加速船舶系统管路和附件的腐蚀。对于异种金属连接部位，电绝缘防护措施的基本原理是进行物理隔离。
承受一定压力的管路连接部位一般采用榫槽面密封法兰，这类法兰密封可靠，具有垫片不易被挤出、压紧面积小、受力均匀、安装对中性好等优点。现有的法兰电绝缘措施多用于常温下平面密封法兰，对于存在异种金属连接的内部流通高温介质的榫槽面密封法兰，其电绝缘措施存在较多难点，首先是榫槽密封面相对于平面密封多出两个接触面，如何在满足密封要求的同时实现接触面的完全隔离；其次是高温电绝缘材料的选型和结构型式设计；再次是紧固件与法兰本体之间的电绝缘，最后还存在紧固件防松措施的电绝缘等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种耐高温榫槽面密封电绝缘法兰，在满足榫槽面法兰密封的同时，通过采取完善的耐高温电绝缘防护措施，实现不同电位的榫面法兰和槽面法兰间电绝缘的要求。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种耐高温榫槽面密封电绝缘法兰，包括榫面法兰、槽面法兰、绝缘密封垫、内环绝缘衬垫、外环绝缘衬垫、紧固件和紧固件绝缘套筒，所述榫面法兰和槽面法兰通过紧固件连接，在槽面法兰的凹槽底部处设有绝缘密封垫，在凹槽的两侧面处分别设有内环绝缘衬垫和外环绝缘衬垫，所述紧固件处设有用于绝缘的紧固件绝缘套筒，所述紧固件绝缘套筒为垫片和套筒一体式。
在上述技术方案中，所述槽面法兰的凹槽宽度相对于标准法兰加宽4-7mm，所述榫面法兰相对于标准法兰的凸台高1-3mm。
在上述技术方案中，所述内环绝缘衬垫和外环绝缘衬垫均为石棉橡胶，其截面为L型的圆环。
在上述技术方案中，所述紧固件为螺栓、螺母，两端处放置平垫圈，螺母处的平垫圈上放置弹簧垫圈。
在上述技术方案中，所述榫面法兰和槽面法兰相对的一面均设有一层陶瓷涂层。
在上述技术方案中，所述陶瓷涂层通过喷涂的方式附着在榫面法兰和槽面法兰相对的一面。
本发明的有益效果是：在满足密封的情况下提供一套完整的电绝缘防护措施，通过在密封面喷涂陶瓷涂层形成基础的物理隔离电绝缘，通过在密封面凹槽设置内、外环绝缘材料衬垫对陶瓷涂层起到保护作用和进一步实现异种金属法兰密封面的物理隔离，通过采用耐高温的垫片、套筒一体式紧固件套筒实现紧固件与法兰的物理隔离，通过在螺栓和螺母两端放置平垫圈使紧固件套筒受力均匀，通过在螺母端放置弹簧垫圈起到防松效果；
在满足榫槽面法兰密封的同时，通过采取完善的耐高温电绝缘防护措施，实现不同电位的榫面法兰和槽面法兰间电绝缘的要求；
实测表明可实现法兰间绝缘电阻值≥2MPa。
附图说明
图1为本发明的耐高温榫槽面密封电绝缘法兰示意图。
图2为本发明的榫槽面法兰示意图。
图3为本发明的内环绝缘材料衬垫示意图。
图4为本发明的内环绝缘材料衬垫的截面图。
图5为本发明的紧固件绝缘套筒示意图。
图6为本发明的外环绝缘材料衬垫示意图。
图7为本发明的外环绝缘材料衬垫的截面图。
图8是本发明的耐高温榫槽面密封电绝缘法兰密封面局部放大示意图。
其中：1-榫面法兰、2-槽面法兰、3-内环绝缘衬垫、4-绝缘密封垫、5-内环绝缘衬垫、6-螺栓、7-平垫圈、8-紧固件绝缘套筒、9-弹簧垫圈、10-螺母。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图8所示的一种耐高温榫槽面密封电绝缘法兰，包括榫面法兰1、槽面法兰2、绝缘密封垫4、内环绝缘衬垫3、外环绝缘衬垫5、紧固件和紧固件绝缘套筒8，所述榫面法兰1和槽面法兰2通过紧固件连接，在槽面法兰2的凹槽底部处设有绝缘密封垫4，在凹槽的两侧面处分别设有内环绝缘衬垫3和外环绝缘衬垫5，所述紧固件处设有用于绝缘的紧固件绝缘套筒8，所述紧固件绝缘套筒8为垫片和套筒一体式。绝缘密封垫4根据使用温度选用不同牌号的石棉橡胶材料(GB/T 3985)，最高使用温度510℃，最高使用压力7.0MPa。垫片规格可按照标准的榫槽面密封法兰，垫片既满足密封要求也满足电绝缘的要求。
紧固件绝缘套筒8实现紧固件与法兰本体的隔离，采用聚酰亚胺材料，该材料长期使用条件下最高使用温度300℃，紧固件套筒的型式为垫片和套筒一体式，避免采用常用的分体式垫片和套筒，所存在的对安装方向要求高和振动使用条件下套筒易移位脱出等问题。
在上述技术方案中，所述槽面法兰2的凹槽宽度相对于标准法兰加宽4-7mm，用于安装内环绝缘材料衬垫3和外环绝缘材料衬垫5，所述榫面法兰1相对于标准法兰的凸台高1-3mm，以满足衬垫安装间隙要求。
在上述技术方案中，所述内环绝缘衬垫3和外环绝缘衬垫5均为石棉橡胶，其截面为L型的圆环，通过压制成型。
在上述技术方案中，所述紧固件包括螺栓6、螺母10，两端处放置平垫圈7，螺母10处的平垫圈上放置弹簧垫圈9。
所述的螺栓6螺母10，采用两端放置平垫圈7以使绝缘套筒8受力均匀，螺母10端放置弹簧垫圈9起到防松效果，避免了采用双耳止动垫圈等防松方式导致法兰和紧固件导通。螺栓6、螺母10、平垫圈7、弹簧垫圈9选用电位相匹配的金属材料。
在上述技术方案中，所述榫面法兰1和槽面法兰2相对的一面均设有一层陶瓷涂层11。
在法兰密封面槽面采用内环绝缘材料衬垫3、外环绝缘材料衬垫5既起到保护陶瓷涂层的作用，也起到物理隔离榫面和槽面配合面的作用。
在上述技术方案中，所述陶瓷涂层11通过喷涂的方式附着在榫面法兰1和槽面法兰2相对的一面。
所述的耐高温榫槽面密封电绝缘法兰采用的陶瓷涂层技术及选用的聚酰亚胺、石棉橡胶板等电绝缘材料，可满足最高温度300℃的使用要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种耐高温榫槽面密封电绝缘法兰，其特征是：包括榫面法兰、槽面法兰、绝缘密封垫、内环绝缘衬垫、外环绝缘衬垫、紧固件和紧固件绝缘套筒，所述榫面法兰和槽面法兰通过紧固件连接，在槽面法兰的凹槽底部处设有绝缘密封垫，在凹槽的两侧面处分别设有内环绝缘衬垫和外环绝缘衬垫，所述紧固件处设有用于绝缘的紧固件绝缘套筒，所述紧固件绝缘套筒为垫片和套筒一体式。
2.根据权利要求1所述的耐高温榫槽面密封电绝缘法兰，其特征是：所述槽面法兰的凹槽宽度相对于标准法兰加宽4-7mm，所述榫面法兰相对于标准法兰的凸台高1-3mm。
3.根据权利要求1所述的耐高温榫槽面密封电绝缘法兰，其特征是：所述内环绝缘衬垫和外环绝缘衬垫均为石棉橡胶，其截面为L型的圆环。
4.根据权利要求1所述的耐高温榫槽面密封电绝缘法兰，其特征是：所述紧固件为螺栓、螺母，两端处放置平垫圈，螺母处的平垫圈上放置弹簧垫圈。
5.根据权利要求1所述的耐高温榫槽面密封电绝缘法兰，其特征是：所述榫面法兰和槽面法兰相对的一面均设有一层陶瓷涂层。
6.根据权利要求1所述的耐高温榫槽面密封电绝缘法兰，其特征是：所述陶瓷涂层通过喷涂的方式附着在榫面法兰和槽面法兰相对的一面。
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