CN204717181U

CN204717181U - 改进型三角环密封垫圈和改进型三角环密封活接及法兰

Info

Publication number: CN204717181U
Application number: CN201520243897.0U
Authority: CN
Inventors: 杨顺立
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2025-04-20

Abstract

本实用新型公开了两种变形的金属三角环密封垫圈——外边型三角环和端边型三角环，及采用外边型三角环密封的活接和采用端边型三角环密封的法兰。外边型三角环是在三角环外加一外圆柱环，从而可以减小环斜角，有利三角环活接的安装和密封。端边型三角环是在三角环两头分别加一个圆柱环，两头圆环的作用的定位，防止安装法兰时三角环偏心。本实用新型还公开了一种改进的三角环密封活接，将原来活接的接头承插焊改为对焊，将接管下部直径增大，减小接管和压盖孔的间隙，解决了活接安装时三角环变形和偏心的问题。

Description

改进型三角环密封垫圈和改进型三角环密封活接及法兰

技术领域

本实用新型属于化工设备领域，具体涉及一种金属密封垫圈和采用金属密封垫圈的活接及法兰。

背景技术

在工业上，尤其是在化学工业上，管道连接大量使用法兰。小口径管道，这里指DN100以下管道，尤其是DN50以下管道，连接没有必要采用法兰，应该用活接。活接的重量只有法兰的1/5～1/3，一个活接的价格只是一对法兰价格的一半左右。管道连接使用活接，不仅节省钢材，费用低，而且安装方便，省时。水管用镀锌活接，由于丝处易漏和垫片(石棉或橡胶)易坏，现在不仅在化工上已没人用，就是在水管道上用的也不多了。焊接式活接，如《焊接式直通管接头标准》JB 970-77，公称压力32MPa，使用温度-25～80℃，采用橡胶O型环密封，由于橡胶不耐高温，易老化，在化工上也没得到普及，只在制药行业有应用。

现有的硬密封环垫都是双面密封，如椭圆型环，八角型环，加工精度要求高，价格很高，不能普及，只能在一些高温高压的特殊场合使用。DN100以下管道，应该使用活接，使用法兰是极大的浪费，制造材料成本高，安装费时费力，但由于密封问题，活接一直没有得到普及。

现有的管连接件基本上都是法兰，密封件有石棉板垫片和金属缠绕石墨垫片，由于这两种密封垫片都不能做的太窄，故不宜用于活接。金属环垫，按截面形状分为八角型和椭圆型，详见国标GB/T 9128-2003(钢制管法兰用金属环垫尺寸)，国标GB9130-2007(钢制管法兰用金属环垫技术条件)，国标GB-T 9115.4-2000(环连接面对焊钢制管法兰)，这是一种最好的密封垫，耐高温高压，可以反复使用，但加工精度要求很高，价格很贵，故未能普及，在行业内很少有人知道，只在石油化工高温高压的场合使用。另外，上述金属环垫是双面密封，也不适应于活接。

本实用新型发明人已经申请了实用新型专利《三角环密封垫圈和采用三角环密封垫圈的活接》，授权公告号CN203756982U。专利中的设计，应用在口径DN50以下活接没有问题，但当活接口径为DN50时，发现了两个问题。一是在安装活接时，将管子插入接头焊接，由于电焊时产生的高温，三角环变形，失去密封作用。二是设计时接管和压盖(也叫螺母)孔留有1～3mm的间隙，这对活接的安装和检修是必须的，但随着活接口径的增大，间隙也随之增大，安装时三角环很容易偏心。本实用新型对设计了进行改进，克服了三角环活接的这两个缺点，同时对三角环密封法兰也进行了相应改进。

实用新型内容

本实用新型公开了两种改进的金属三角环密封垫圈，一种是外边型三角环，一种是端边型三角环，分别用于活接和法兰的密封。两种密封垫圈都是对本发明人实用新型专利CN203756982U公开三角环的改进，为避免混淆，改进前的三角环称为基本型三角环。

一种金属外边型三角环密封垫圈(即外边型三角环)，包括三角环和附于三角环外侧的外边环；

所述三角环内侧面与管路轴向平行，两个对称的外斜面为密封面，外顶角沿管路轴向截去一段；

所述外边环为圆柱状，与三角环截去顶角的部位相连。

截去外顶角的三角环与外边环为一体结构，以厚壁钢管为原料，用车床加工制造。外边型三角环的优点，是可以减小环斜角β，从而减小三角环密封面的锥度，有利密封圈三角环的定位，同时可以减小组装活接时上紧需要的扭矩。

作为优选，密封面与管路轴向形成的夹角为10～45°。

作为进一步的优选，密封面与管路轴向形成的夹角为15～30°。

本实用新型还提供了一种活接，包括接管、接头、压盖和密封圈，密封圈为基本型三角环或所述的金属外边型三角环密封垫圈；

所述接头与管道的连接方式为对焊，接管与压盖孔接触的部分直径增加1～6mm(指的是该接触的部分的直径与接触部分上部的直径之差)，最好为1～3mm，接管与压盖孔的间隙为0.05～2mm，最好为0.05～0.5mm。

该活接是对本发明人实用新型专利CN203756982U三角环密封活接的改进，活接包括接管、接头、压盖和密封圈，密封圈为基本型三角环或外边型三角环，如图7、8。

作为优选，所述的接管与压盖的接触角为45°，改进前为30°。三角环的外径D比压盖螺母内径(小径)小0.2～1mm(间隙0.1～0.5mm)，最好为0.3～0.8(间隙0.15～0.4mm)，间隙大小与活接口径DN有关，DN大间隙也相应大。这样的改进，解决了焊活接时三角环容易变形的问题，也解决了组装活接时三角环容易偏心的问题。

本实用新型还提供了一种金属端边型三角环密封垫圈(即端边型三角环)，包括三角环和附于三角环两头的两个端边环；

所述三角环内侧面与管路轴向平行，两个对称的外斜面为密封面，两头的两个顶角沿管路径向截去一段；

所述端边环为圆柱状，与三角环两头截去顶角的部位相连。

截去两头顶角的三角环与端边环为一体结构，用与管路同口径的厚壁钢管制造，用车床加工制造。

作为优选，密封面与管路轴向形成的夹角(即环斜角β)为10～45°，最好为15～30°。端边环的作用是定位，防止上法兰时密封垫三角环被上偏(偏心)。

本实用新型还提供了一种法兰，法兰的密封圈为所述的端边型三角环金属密封垫圈，法兰的密封面为圆弧形，安装时两片法兰的圆弧与三角环的两个斜面接触密封，法兰内圆与所述端边环接触定位，所述法兰的内径比所述端边环的外径大0.1～5mm，接触长度为5～20mm。

作为优选，所述法兰的内径比所述端边环的外径大0.5～1mm。采用该种方式可以保证三角环不会被上偏(偏心)，偏心将导致密封失效。

附图说明

图1为本实用新型接头的结构示意图；

图2为改进前接头的结构示意图；

图3为本实用新型接管的结构示意图；

图4为改进前接管的结构示意图；

图5为本实用新型压盖的结构示意图；

图6为本实用新型外边型三角环密封垫圈的结构示意图；

图7为本实用新型活接的结构示意图(密封垫为基本型三角环)；

图8为本实用新型活接的结构示意图(密封垫为外边型三角环)；

图9为本实用新型端边型三角环密封垫圈的结构示意图；

图10为采用端边型三角环垫圈密封的法兰结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

为了解决安装时三角环变形的问题，本实用新型将活接接头由原来的承插焊改成对焊，见图1，图2为原来的接头。改进后，解决了活接焊接时三角环的变形问题。

为了解决三角环偏心的问题，对接管进行了两处改进，见图3，图4为原来的接管。如图3所示，接管外径为d₁，接管下部直径为d₂，d₂比d₁大1～6mm，最好为1～3mm。加工要求接管下部直径为d₂－0.10－δ(只允许负偏差)，相应的压盖孔直径为d₂+δ(只允许正偏差)，见图5。公差δ＝0.05～0.15mm，一般取0.10mm，安装后接管和压盖孔的间隙为0.05～0.15mm。另一项改进是将接管和压盖接触的角度加大，原来为30°，改为45°，见图3、4和5。改进后的活接，安装图见图7，图中密封垫为基本型三角环，环斜角37.5°。生产了一批DN15～100八种规格活接，材料不锈钢和碳钢，随意组装都不会出现密封圈三角环偏心的现象，密封圈真正实现了自定位，往管道上焊活接也没有出现三角环变形现象，用管钳轻轻一紧接头和压盖螺丝，就可耐10MPa高压。

为了减小活接长度和减小三角环斜角β，同时又要保证三角环的自定位功能不受影响，本实用新型还设计了一种变形的三角环，见图6，在三角环外边加一个圆环，我们将其称为带外边环型三角环，简称为外边型三角环或外边三角环。外边型三角环的外径D比螺母内径(国标术语为小径)小0.2～1mm(间隙0.1～0.5mm)，最好0.3～0.8mm(间隙0.15～0.4mm)，间隙与活接口径DN有关，DN大间隙也相应大。安装后见图8，环斜角30°，图7、8都是DN25活接，压盖尺寸一样，比较可以看出，外边型三角环可以使压盖和活接长度明显减小，如果基本型三角环的环斜角采用30°，压盖和活接长度会增加更多，基本型三角环的环斜角不宜超过37.5°。外边型三角环的主要优点是可以减小环角β，从而增加三角环锥度，有利密封圈三角环的定位，同时可以减小组装活接时上紧需要的扭矩，缺点是加工难度大。

鉴于三角环活接使用中发现的问题，本实用新型对三角环密封法兰也进行了改进。如图9、10，本实用新型对法兰和三角环都进行了改进，改进后既解决了安装时可能会出现的密封垫三角环偏心问题，也解决了焊法兰时可能会出现的三角环变形问题。如图9，我们将改进后的三角环叫端边型三角环或端边三角环，D为标准管外径，d为厚壁标准管内径(三角环采用厚壁管加工)，f为1～6mm，一般取2～4mm。如图10，法兰为带颈对焊法兰，以防止焊法兰时三角环变形。三角环端边插入法兰的深度称为接触长度，接触长度取5～20mm，从而可以保证三角环不会被上偏(偏心)，偏心将导致密封失效。

Claims

1.一种金属外边型三角环密封垫圈，其特征在于，包括三角环和附于三角环外侧的外边环；

所述外边环为圆柱状，与三角环截去顶角的部位相连。

2.根据权利要求1所述的金属外边型三角环密封垫圈，其特征在于，密封面与管路轴向形成的夹角为10～45°。

3.根据权利要求2所述的金属外边型三角环密封垫圈，其特征在于，密封面与管路轴向形成的夹角为15～30°。

4.一种活接，包括接管、接头、压盖和密封圈，其特征在于，密封圈为三角环或如权利要求1～3任一项所述的金属外边型三角环密封垫圈；

所述接头与管道的连接方式为对焊，接管与压盖孔接触的部分直径增加1～6mm，接管与压盖孔的间隙为0.05～2mm。

5.根据权利要求4所述的活接，其特征在于，所述的接管与压盖的接触角为45°。

6.一种金属端边型三角环密封垫圈，其特征在于，包括三角环和附于三角环两头的两个端边环；

所述端边环为圆柱状，与三角环两头截去顶角的部位相连。

7.根据权利要求6所述的金属端边型三角环密封垫圈，其特征在于，密封面与管路轴向形成的夹角为10～45°。

8.根据权利要求7所述的金属端边型三角环密封垫圈，其特征在于，密封面与管路轴向形成的夹角为15～30°。

9.一种法兰，其特征在于，法兰的密封圈为权利要求6～8任一项所述的端边型三角环金属密封垫圈，法兰的密封面为圆弧形，安装时两片法兰的圆弧与三角环的两个斜面接触密封，法兰内圆与所述端边环接触定位，所述法兰的内径比所述端边环的外径大0.1～5mm，接触长度为5～20mm。

10.根据权利要求9所述的法兰，其特征在于，所述法兰的内径比所述端边环的外径大0.5～1mm。