CN204420391U - 一种基于波齿复合垫的法兰密封结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型及管道法兰的密封结构领域，具体涉及一种基于波齿复合垫的法兰密封结构, 其特征在于：它包括上法兰、下法兰和柔性石墨金属波齿复合垫片，所述柔性石墨金属波齿复合垫片位于上法兰和下法兰之间；所述上法兰和下法兰的密封面上分别设有上法兰波齿形端面和下法兰波齿形端面，上法兰波齿形端面和下法兰波齿形端面的位置相对；所述柔性石墨金属波齿复合垫片的金属骨架上与上法兰波齿形端面和下法兰波齿形端面相对应位置处为与之相吻合的波形结构，所述金属骨架波形结构处的上下表面均设有柔性石墨层。该法兰密封结构能应用于高温高压工况，并长期保持良好的紧密性，能有效防止法兰的泄漏。

Description

一种基于波齿复合垫的法兰密封结构
技术领域
本实用新型及管道法兰的密封结构领域，具体涉及一种基于波齿复合垫的法兰密封结构。
背景技术
进入21世纪以来，经济发展同能源供应、环境保护的矛盾日益突出，世界各国纷纷把“安全、高效、环保、经济”作为工业发展的主题。这一趋势在石化行业主要体现为高温设备的安全运行和连接系统的紧密性。法兰连接以其易于拆装的优点广泛应用于石化行业压力管道和压力容器的连接处。长期处于高温高压工况时，法兰连接处容易发生泄漏失效。常用的突面法兰在法兰端面为凸面平台，工况下法兰盘上会产生弯矩，垫片受力不均，法兰盘发生偏转，易发生泄漏。另外，高温高压操作状态下，法兰端面、垫片和螺栓均会受到很大的应力，致使法兰连接中各部件材料的蠕变，致使管道法兰连接系统松弛，最终导致泄漏失效。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于波齿复合垫的法兰密封结构，该法兰密封结构能应用于高温高压工况，并长期保持良好的紧密性，能有效防止法兰的泄漏。
为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：
一种基于波齿复合垫的法兰密封结构, 其特征在于：它包括上法兰、下法兰和柔性石墨金属波齿复合垫片，所述柔性石墨金属波齿复合垫片位于上法兰和下法兰之间；所述上法兰和下法兰的密封面上分别设有上法兰波齿形端面和下法兰波齿形端面，上法兰波齿形端面和下法兰波齿形端面的位置相对；所述柔性石墨金属波齿复合垫片的金属骨架上与上法兰波齿形端面和下法兰波齿形端面相对应位置处为与之相吻合的波形结构，所述金属骨架波形结构处的上下表面均设有柔性石墨层。
所述上法兰波齿形端面和下法兰波齿形端面的径向截面均由多段同一曲率半径的圆弧连续连接组成。
所述上法兰波齿形端面和下法兰波齿形端面的圆弧凸起方向均朝向柔性石墨金属波齿复合垫片，并且圆弧在出现的频率上相差半个周期。
所述上法兰波齿形端面和下法兰波齿形端面的多段圆弧正对布置。
所述上法兰和下法兰均为包括法兰盘、锥颈和承接口的一体成型结构，所述法兰盘的密封面为平面；所述法兰盘上设有螺栓孔，上法兰和下法兰之间通过螺栓固定连接。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的法兰密封结构能应用于高温高压工况，并长期保持良好的紧密性，能有效防止法兰的泄漏。该结构中的密封形式设置了波齿形端面，并设置与该波齿形端面对应的柔性石墨金属波齿复合垫片，多段圆弧形成了多级密封，并且形成一种类似迷宫密封的密封形式，可以尽可能的将内部介质的动能、势能转化为热能，减小内部介质的压力能，减缓甚至消除泄漏；
2、本实用新型中上法兰波齿形端面和下法兰波齿形端面的圆弧凸起方向均朝向柔性石墨金属波齿复合垫片，并且圆弧在出现的频率上相差半个周期，这样结构的柔性石墨金属波齿复合垫片具有更好的压缩回弹性能；
3、本发明中的上法兰和下法兰的结构，将承接口与法兰本体设计为整体结构，避免了因对焊焊口缺陷造成泄漏，结构简单，方便使用。而且设置有锥颈，锥颈可以增加对弯矩的承载能力，提高法兰连接的弯矩承受能力。法兰盘密封面避免设置凸台，部分消除了螺栓孔与垫片作用力点之间的弯矩，部分消除了高温高压环境下法兰盘因弯矩产生的偏转与蠕变；
4、本实用新型的实施是建立在工程中现有的柔性石墨金属波齿复合垫片的基础上的，适用性很高，深化了对密封性能和压缩回弹性都较好的柔性石墨金属波齿复合垫片的工程应用。
附图说明
图1为本实用新型实施例的整体剖视结构示意图（正视）。
图2为图1中的A部放大示意图（正视）。
图中：1-法兰盘、2-螺栓、3-锥颈、4-承接口、5-上法兰、6-柔性石墨金属波齿复合垫片、7-下法兰、8-上法兰波齿形端面、9-柔性石墨层、10-金属骨架、11-下法兰波齿形端面。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本实用新型作进一步说明。
一种基于波齿复合垫的法兰密封结构, 其特征在于：它包括上法兰5、下法兰7和柔性石墨金属波齿复合垫片6，（上法兰5和下法兰7相互密封连接时）所述柔性石墨金属波齿复合垫片6位于上法兰5和下法兰7之间；所述上法兰5和下法兰7的密封面上分别设有上法兰波齿形端面8和下法兰波齿形端面11，上法兰波齿形端面8和下法兰波齿形端面11的位置相对（上下法兰波齿端面的波齿曲面方向相对）；所述柔性石墨金属波齿复合垫片6的金属骨架10上与上法兰波齿形端面8和下法兰波齿形端面11相对应位置处为与之（指与上法兰波齿形端面8和下法兰波齿形端面11结构）相吻合的波形结构，所述金属骨架10波形结构处的上下表面均设有柔性石墨层9（该柔性石墨层9应该与上下法兰的密封面很好的接触，并产生良好的密封效果）。
所述上法兰波齿形端面8和下法兰波齿形端面11的径向截面均由多段同一曲率半径的圆弧连续连接组成。
所述上法兰波齿形端面8和下法兰波齿形端面11的圆弧凸起方向均朝向柔性石墨金属波齿复合垫片6，并且圆弧在出现的频率上相差半个周期（即指上下法兰波齿形端面8，11的多段圆弧相互交错布置，上法兰波齿形端面8波齿形的凸面正对下法兰波齿形端面11波齿形的凹面，或者相反）。
所述上法兰波齿形端面8和下法兰波齿形端面11的多段圆弧正对布置（形状完全一样）。
所述上法兰波齿形端面8、柔性石墨金属波齿复合垫片6上下表面和下法兰波齿形端面11能完全的接触；上法兰波齿形端面8由多段同一曲率半径的圆弧连续连接组成，柔性石墨金属波齿复合垫片6的金属骨架10的上表面形状与之相同；下法兰波齿形端面11由多段同一曲率半径的圆弧连续连接组成，柔性石墨金属波齿复合垫片6的金属骨架10的下表面形状与之相同，在柔性石墨金属波齿复合垫片6的金属骨架10的上下表面均设置有水平的柔性石墨层。
所述上法兰5和下法兰7均为包括法兰盘1、锥颈3和承接口4（用于连接管道）的一体成型结构，所述法兰盘1的密封面为平面（所述密封面即指上下法兰的法兰盘1相接触的面）；所述法兰盘1上设有螺栓孔，上法兰5和下法兰7之间通过螺栓2固定连接。

Claims (5)

1. 一种基于波齿复合垫的法兰密封结构, 其特征在于：它包括上法兰（5）、下法兰（7）和柔性石墨金属波齿复合垫片（6），所述柔性石墨金属波齿复合垫片（6）位于上法兰（5）和下法兰（7）之间；所述上法兰（5）和下法兰（7）的密封面上分别设有上法兰波齿形端面（8）和下法兰波齿形端面（11），上法兰波齿形端面（8）和下法兰波齿形端面（11）的位置相对；所述柔性石墨金属波齿复合垫片（6）的金属骨架（10）上与上法兰波齿形端面（8）和下法兰波齿形端面（11）相对应位置处为与之相吻合的波形结构，所述金属骨架（10）波形结构处的上下表面均设有柔性石墨层（9）。
2. 根据权利要求1所述的一种基于波齿复合垫的法兰密封结构, 其特征在于：所述上法兰波齿形端面（8）和下法兰波齿形端面（11）的径向截面均由多段同一曲率半径的圆弧连续连接组成。
3. 根据权利要求2所述的一种基于波齿复合垫的法兰密封结构, 其特征在于：所述上法兰波齿形端面（8）和下法兰波齿形端面（11）的圆弧凸起方向均朝向柔性石墨金属波齿复合垫片（6），并且圆弧在出现的频率上相差半个周期。
4. 根据权利要求2所述的一种基于波齿复合垫的法兰密封结构, 其特征在于：所述上法兰波齿形端面（8）和下法兰波齿形端面（11）的多段圆弧正对布置。
5. 根据权利要求1、2、3或4所述的一种基于波齿复合垫的法兰密封结构, 其特征在于：所述上法兰（5）和下法兰（7）均为包括法兰盘（1）、锥颈（3）和承接口（4）的一体成型结构，所述法兰盘（1）的密封面为平面；所述法兰盘（1）上设有螺栓孔，上法兰（5）和下法兰（7）之间通过螺栓（2）固定连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109676330A (zh) * 2019-02-26 2019-04-26 无锡市星达石化配件有限公司 一种连接法兰盘的防渗水处理工艺
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