CN207634849U - 一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，包括位于管节法兰的两个法兰边之间的P形密封条，所述管节法兰为位于两个风管管节之间连接处的薄钢板法兰；所述P形密封条为橡胶密封条且其横截面形状为P字形；所述P形密封条由一个O形密封条和一个布设于O形密封条外侧的长尾式密封条组成，所述O形密封条的横截面形状为O形，所述长尾式密封条的横截面形状为长条形；所述O形密封条卡装在两个所述法兰边之间，所述长尾式密封条贴靠在一个所述法兰边上。本实用新型通过在薄钢板法兰两个法兰边的内侧设置安装槽，无论在薄钢板法兰处于正常连接状态下还是异常连接状态下，密封效果比传统带状密封条明显提高。

Description

一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条

技术领域

本实用新型属于通风空调系统施工技术领域，尤其是涉及一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条。

背景技术

通风空调系统由通风系统和空调系统组成，其中通风系统由送排风机、风管、风管部件、消声器等组成；而空调系统由空调冷热源、空气处理机、空气输送管道输送与分配，以及空调对室内温度、湿度、气流速度及清洁度的自动控制和调节等组成。现如今，通风空调系统因漏风所浪费的能耗无疑是建筑能耗的一个主要组成部分。通风空调系统因系统线路长、组成元件多、风管为薄壳拼接结构且介质压差大，少量漏风是正常的，但过量的漏风则会影响到整个系统功能的实现和能源的大量浪费。当进行系统调试时，最严重的会出现最末端送风口调不出风来的现象，一般都会首先怀疑设备参数选用小了，或者是系统阻力大了等等，往往忽视由于系统管路漏风造成风量不足。

通风空调系统严密性关乎节能降耗和室内通风品质保证，多年来行业技术人员都致力于对通风空调系统漏风与降耗的研究中。越来越多的学者将降低通风空调系统能耗作为建筑节能的一个主要的手段。通风空调风管系统风量泄漏控制技术是施工单位在现场施工中控制系统节能的关键措施。金属风管机械咬口成形技术、薄钢板法兰连接新工艺及风管集成加工技术等三大新技术的发现和创新，促进了本行业科学发展，提高了我国金属风管的制作技术和装备水平，对金属风管加工质量的提升起到了质的飞跃，系统漏风量也较前明显下降。

随着国家持续推行节能建筑和绿色建筑，对于通风空调系统提出了更高的要求，典型的有GB50189-2015《公共建筑节能设计标准》提出风道系统单位风量耗功率的要求，已经颁布的新版GB50243《通风与空调工程施工质量验收规范》中，风管严密性试验不再采用“漏光法试验”而全面应用“漏风量试验”，并提出要对施工工艺进行验证。

为了适应国家绿色建筑和环保节能的要求，提高我国通风空调行业技术质量水平，保证通风与空调系统功能的实现，减少能源浪费，控制通风空调系统漏风这一质量通病和顽症，力争达到在输送同样空气介质的条件下降低整个系统配置规格和参数，以减少建设单位投资和运行费用，在“中国制造2025”中通过实施创新提高建安行业向价值链高端攀升，增强本企业在通风空调专业施工的核心竞争力。因而，需通过初步的理论探讨和对金属风管加工、组对和安装全过程的质量追踪及科技查新，发现并解决控制通风空调系统漏风方面存在的问题。

通风空调系统中风管由多个风管管节拼接而成，风管管节之间的法兰连接系统主要由管节法兰(也称为风管法兰)、法兰间密封垫料和多个法兰连接零件等组成。所采用的管节法兰为角钢法兰或薄钢板法兰(也称为共板法兰)。传统的法兰连接系统在管节法兰间，采用条状密封垫料密封以减少管内介质泄露，在法兰连接系统各组成件形状规矩、加工组装标准、安装符合要求且系统处于静态的情况下，这种密封原理可良好地发挥密封功能。但在实际工程实践中，由于法兰连接系统各组成件在加工、组装、安装、维护等实施环节和系统运行过程中存在诸多因素，导致法兰连接系统的密封性能部分丧失，介质泄露量增大。对于基于薄钢板法兰的法兰连接系统而言，存在的漏风原因具体分析如下：

第一、薄钢板法兰滚压成型环节，因弹性回复效应法兰面与风管管壁夹角呈现前大后小而中间区域夹角接近于90°的现场，此种管节法兰连接时，法兰密封面就会呈现以下四种形式：第1种为两标准法兰相配后密封截面呈条状，详见图1-1；第2种为两缩口法兰相配后密封面呈倒梯形，两法兰边2的末端相对，密封截面呈倒梯形，详见图1-2；第3种为两张口法兰相配后密封面呈梯形，两法兰边2的首端相对，密封截面呈梯形，详见图1-3；第4种缩口法兰与张口法兰相配后条形密封面呈倾斜状态，两法兰边2的首、末端相对，条形密封截面呈倾斜状态。以上前三种状态在一个法兰边2上是交替出现的，即密封截面的形状是连续变化的。这样，法兰密封面一周对密封垫料的压力和密封效果也是随时变化的，图1-2和图1-3所在区域用风速仪现场测试可直接检测到介质泄露；

尽管在风管管节两端四角处使用冲压成形的法兰角强行将法兰首尾两端束缚在同一平面上，但因弹性回复效应两法兰角之间的法兰边2仍按如上所述呈现倾斜状态，共板法兰四边出现翘曲。

第二、风管管节组装环节，薄钢板法兰间连接除四角镶嵌法兰角并采用螺栓紧固外，其余法兰边仅靠断续的弹簧夹夹紧法兰10mm顶边；薄钢板法兰和弹簧夹均采用滚压成型，其尺寸误差难免。从实施效果看主要是弹簧夹内宽尺寸与共板法兰顶边宽度尺寸难于匹配，若弹簧夹内宽尺寸大，两法兰夹不紧；若弹簧夹内宽尺寸小，弹簧夹装不上；用力强行装夹，会导致相邻法兰顶边上下错列。

由此可见，薄钢板法兰连接的最大缺点是管节间的密封效果随薄钢板法兰滚压成型质量而波动，而法兰夹却无适配的调节功能，导致密闭功能不牢靠稳定，经常出现薄钢板法兰四角及边部未压紧、薄钢板法兰四角涂抹密封胶过多而会将局部垫高从而使法兰间间隙增大、弹簧夹成型不规则等问题。

为了克服以上缺陷，创新了顶丝卡新结构代替弹簧夹，消除了弹簧夹与薄钢板法兰顶边滚压质量对密封效果的影响。但同角钢法兰连接一样，因空间限制只能采用普通的手动扳手紧固顶丝甚至一些场合仅徒手旋紧而已，特别是风管局部处于空间尺寸受限的场合，螺栓连接工序可能就无法进行；若遇上如前所述的错边量超差的法兰、风管翻边四角开裂或四角咬口重叠等情形，法兰间一周间隙的均匀程度可想而知；因此风管管节组装时螺栓未紧固区域和因角钢焊接变形、错边或咬口重叠导致密封垫料未压实区域的密闭功能都将部分丧失；因而，没有完全消除薄钢板法兰连接结构密封效果波动这一致命缺陷。

第三、风管多个管节地面组装后整体吊装环节，因起吊过程中风管吊点偏移、倾斜、抖动，支吊架高度不一强行固定，支吊架间距过大，支吊架之间风管自重作用，风管表面绝热施工使系统重量增大等原因，均将引起管线呈弧形下坠或管节法兰之间上下错位，使管节法兰密封截面呈上小下大的梯形结构，导致管节法兰下部半周因间隙加大而降低密闭效果；

第四、系统运行环节，当介质压力逐渐增大时，因风管系统为固有频率较低的薄钢板空壳拼接结构，有压介质沿风管内壁流动容易引起系统振动。刚性大的角钢法兰系统的振幅和频率较小，对密闭性能影响不大；而薄钢板法兰系统的刚性较小、特别是法兰弹簧夹是依靠弹性夹紧两管节法兰顶边而不可调节，系统振动时两法兰边以一定的频率上下错动，法兰间密封条被反复磨损而减薄，长此以往弹簧夹逐渐失去夹紧作用，法兰间密闭效果不断降低。并且以上过程随着系统介质压力增大而更加明显。最终风管无法承受风机高速挡的风压，风量和风压不能满足系统要求。并且，以上过程随着系统介质压力增大而更加明显。最终风管无法承受风机高速挡的风压，风量和风压不能满足系统要求。

如前所述，基于薄钢板法兰的金属风管管节连接法兰系统在系统运行过程中，漏风量超标的机理为在加工、组装、安装、维护等环节两法兰平面不能保持平行且间距小于密封垫料厚度，然而要在以上环节的加工质量和工作质量取得大的提升尚有一定困难甚至无法消除，主要体现在以下方面：

第一、薄钢板法兰断续的滚压成形方式决定了型材在长度方向上前端张口、后端缩口这一原理缺陷，采用折弯成形工艺替代可大大减少这种弹性回复，同样其成本的上升和工效的缓慢也难于接受；此外，法兰边10mm顶边和弹簧夹内腔尺寸的滚压成形误差也是难于避免的，提高设备的加工精度仅可减少误差的范围；

第二、管节组装过程中因空间限制、操作者的技能水平和工作质量参差不齐、缺乏高效的专用工具等因素，一定程度上限制了组对安装质量的提升；

第三、在风管组装和系统运行环节所引起法兰的上下错位和风管抛物线形下坠是不可避免的。

通过以上理性分析，要求风管法兰的两个法兰平面始终保持平行且间距小于密封垫料压实厚度是不现实的，一味地采取封堵等被动行为来提高风管法兰系统的密闭性，其效果仍然是有限的。只有主动适应风管输送介质特性并且采取能够随着法兰间相对位置变化自动补偿的密封结构，才能达到理想的密封效果。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其通过在薄钢板法兰两个法兰边的内侧设置安装槽，无论在薄钢板法兰处于正常连接状态下还是异常连接状态下，因P形密封条的弹性作用会始终紧贴安装槽和法兰边侧面处，密封效果比传统带状密封条明显提高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：包括位于管节法兰的两个法兰边之间的P形密封条，所述管节法兰为位于两个风管管节之间连接处的薄钢板法兰；

所述P形密封条为橡胶密封条且其横截面形状为P字形；所述P形密封条由一个O形密封条和一个布设于O形密封条外侧的长尾式密封条组成，所述O形密封条的横截面形状为O形，所述长尾式密封条的横截面形状为长条形；所述O形密封条卡装在两个所述法兰边之间，所述长尾式密封条贴靠在一个所述法兰边上。

上述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述O形密封条和长尾式密封条均沿所述管节法兰的一周进行布设，所述O形密封条与长尾式密封条粘贴固定为一体或加工制作为一体。

上述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：两个所述法兰边之间通过卡紧结构进行固定，所述卡紧结构包括卡装在两个所述法兰边上的卡装件；所述风管管节为金属风管管节。

上述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述O形密封条的外径D1＝φ8mm～φ16mm，所述O形密封条的壁厚均匀且其壁厚为1mm～2.5mm。

上述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：两个所述法兰边上均设置有供O形密封条安装的卡装的圆弧形安装槽，所述安装槽为将法兰边向外弯曲形成的凹槽；

所述O形密封条的外径大于安装槽的内径。

上述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述安装槽中部与法兰边内端的间距D＝8mm～16mm。

上述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述长尾式密封条的内端与O形密封条连接，所述长尾式密封条的厚度由内向外逐渐减小。

上述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述长尾式密封条的外端厚度h＝0.8mm～1.2mm且其内端厚度H＝1.4mm～1.7mm。

上述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述长尾式密封条的宽度其中D1为O形密封条的外径。

上述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述长尾式密封条中贴靠在法兰边上的侧壁为贴靠壁，所述长尾式密封条的贴靠壁与O形密封条中部的间距d＝3.5mm～4.5mm。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型所采用的补偿型密封条结构简单密封效果好，具有密封补偿功能。不同于传统法兰弹簧夹依靠弹性夹紧两管节法兰顶边而不可调节，系统振动时两法兰边以一定的频率上下错动，法兰间密封条被反复磨损而减薄，法兰间密闭效果不断降低。该补偿型密封条包括O型密封圈和长尾式密封条，二者组合在一起组成角钢法兰连接的补偿式密封条，固定简便，且使用效果好。

2、本实用新型通过在薄钢板法兰两个法兰边的内侧设置安装槽，在薄钢板法兰正常连接状态下，P形密封条在两个法兰边安装槽的挤压下上下挤出，形成如碟形截面密封路线。因密封条的弹性回复特性作用，与两侧法兰边安装槽处紧密贴合。特别是与薄钢板法兰贴合处为曲线密封路径，密封效果比传统带状密封条明显提高。

3、在薄钢板法兰异常连接状态下，P形密封条的O形密封条同样表现出明显的补偿性能。当薄钢板法兰间因加工、组装、安装、维护和运行过程中出现误差和变形不能保持平行或间隙增大时，因P形密封条的弹性作用会始终紧贴安装槽和薄钢板法兰侧面处，保持密封性能不丧失。

综上所述，本实用新型通过在薄钢板法兰两个法兰边的内侧设置安装槽，无论在薄钢板法兰处于正常连接状态下还是异常连接状态下，因P形密封条的弹性作用会始终紧贴安装槽和法兰边侧面处，密封效果比传统带状密封条明显提高。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型与薄钢板法兰的连接状态示意图。

图1-1为两标准法兰相配后密封面示意图。

图1-2为两缩口法兰相配后密封面示意图。

图1-3为两张口法兰相配后密封面示意图。

图2为本实用新型与薄钢板法兰配合使用时的补偿状态示意图。

图3为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明:

1—法兰边； 2—P形密封条； 2-1—O形密封条；

2-2—长尾式密封条； 3—安装槽； 4—卡头；

5—风管管节。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型包括位于管节法兰的两个法兰边1之间的P形密封条2，所述管节法兰为位于两个风管管节5之间连接处的薄钢板法兰；

所述P形密封条2为橡胶密封条且其横截面形状为P字形；所述P形密封条2由一个O形密封条2-1和一个布设于O形密封条2-1外侧的长尾式密封条2-2组成，所述O形密封条2-1的横截面形状为O形，所述长尾式密封条2-2的横截面形状为长条形；所述O形密封条2-1卡装在两个所述法兰边1之间，所述长尾式密封条2-2贴靠在一个所述法兰边1上。

实际使用时，所述P形密封条2为橡胶密封条，因橡胶具有一定的弹性，密封条材质按照规范要求与输送介质配套。

实际使用时，所述风管为矩形风管，金属矩形风管薄钢板法兰连接技术，根据加工形式的不同有所区别：法兰与风管管壁为一体的形式，称之为“共板法兰风管”、“无法兰风管”或叫“TDC法兰风管”；另一种则是“组合式法兰”风管(又称之为TDF法兰)，其薄钢板法兰用专用组合法兰机制作成法兰的形式，根据风管长度下料后，插入制作好的风管管壁端部，再用铆(压)接连为一体。一般采用TDF法兰模式。

本实施例中，所述O形密封条2-1和长尾式密封条2-2均沿所述管节法兰的一周进行布设，所述O形密封条2-1与长尾式密封条2-2粘贴固定为一体或加工制作为一体。

本实施例中，两个所述法兰边1之间通过卡紧结构进行固定，所述卡紧结构包括卡装在两个所述法兰边1上的卡装件；所述风管管节5为金属风管管节。

本实施例中，所述O形密封条2-1的外径D1＝φ8mm～φ16mm，所述O形密封条2-1的壁厚均匀且其壁厚为1mm～2.5mm。

实际使用时，所述O形密封条2-1外径优选为φ12mm，所述O形密封条2-1的壁厚优选为2mm。

本实施例中，两个所述法兰边1上均设置有供O形密封条2-1安装的卡装的圆弧形安装槽3，所述安装槽3为将法兰边1向外弯曲形成的凹槽；

所述O形密封条2-1的外径大于安装槽3的内径。

实际使用时，通过在所述法兰边1侧面设计圆弧，在法兰边1正常连接状态下，P形密封条2在法兰边1侧边安装槽3的挤压下上下挤出，形成如碟形截面密封路线。因P形密封条2的弹性回复特性作用，与两侧法兰边1安装槽3处紧密贴合。特别是与法兰边1贴合处为曲线密封路径，密封效果比传统带状密封条明显提高。

特别需要说明的是，在法兰边1异常连接状态下，P形密封条2的O形密封条2-1同样表现出明显的补偿性能。当法兰边1间因加工、组装、安装、维护和运行过程中出现误差和变形不能保持平行或间隙增大时，因P形密封条2的弹性作用会始终紧贴安装槽3和法兰边1侧面处，保持密封性能不丧失。

本实施例中，所述安装槽3中部与法兰边1内端的间距D＝8mm～16mm。

实际使用时，所述安装槽3中部与法兰边1内端的间距D优选为11.5mm。

本实施例中，所述长尾式密封条2-2的内端与O形密封条2-1连接，所述长尾式密封条2-2的厚度由内向外逐渐减小。

本实施例中，所述长尾式密封条2-2的外端厚度h＝0.8mm～1.2mm且其内端厚度H＝1.4mm～1.7mm。

实际使用时，所述长尾式密封条2-2的外端厚度h优选为1mm，所述长条密封尾2-2的内端厚度H优选为1.5mm。

本实施例中，所述长尾式密封条2-2的宽度其中D1为O形密封条2-1的外径。

实际使用时，所述长尾式密封条2-2的宽度L优选为所述O形密封圈2-1外径D1的2/3倍。

本实施例中，所述长尾式密封条2-2中贴靠在法兰边1上的侧壁为贴靠壁，所述长尾式密封条2-2的贴靠壁与O形密封条2-1中部的间距d＝3.5mm～4.5mm。

实际使用时，所述长尾式密封条2-2的贴靠壁与O形密封条2-1中部的间距d优选为4mm。

实际使用时，两个所述法兰边1之间通过所述卡紧机构进行固定，所述卡紧机为卡装在两个所述法兰边1外侧的卡条，两个所述法兰边1的外端均为经弯曲形成的卡头4，两个所述卡头4与所述卡条卡紧对两个所述法兰边1进行卡装固定。

以下将传统密封条与本实用新型P形密封条的特性进行对应比较，比较结果详见表1：

表1P形密封条与传统密封垫料性能比较表

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：包括位于管节法兰的两个法兰边(1)之间的P形密封条(2)，所述管节法兰为位于两个风管管节(5)之间连接处的薄钢板法兰；

所述P形密封条(2)为橡胶密封条且其横截面形状为P字形；所述P形密封条(2)由一个O形密封条(2-1)和一个布设于O形密封条(2-1)外侧的长尾式密封条(2-2)组成，所述O形密封条(2-1)的横截面形状为O形，所述长尾式密封条(2-2)的横截面形状为长条形；所述O形密封条(2-1)卡装在两个所述法兰边(1)之间，所述长尾式密封条(2-2)贴靠在一个所述法兰边(1)上。

2.按照权利要求1所述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述O形密封条(2-1)和长尾式密封条(2-2)均沿所述管节法兰的一周进行布设，所述O形密封条(2-1)与长尾式密封条(2-2)粘贴固定为一体或加工制作为一体。

3.按照权利要求1或2所述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：两个所述法兰边(1)之间通过卡紧结构进行固定，所述卡紧结构包括卡装在两个所述法兰边(1)上的卡装件；所述风管管节(5)为金属风管管节。

4.按照权利要求1或2所述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述O形密封条(2-1)的外径D1＝φ8mm～φ16mm，所述O形密封条(2-1)的壁厚均匀且其壁厚为1mm～2.5mm。

5.按照权利要求1或2所述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：两个所述法兰边(1)上均设置有供O形密封条(2-1)安装的卡装的圆弧形安装槽(3)，所述安装槽(3)为将法兰边(1)向外弯曲形成的凹槽；

所述O形密封条(2-1)的外径大于安装槽(3)的内径。

6.按照权利要求5所述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述安装槽(3)中部与法兰边(1)内端的间距D＝8mm～16mm。

7.按照权利要求1或2所述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述长尾式密封条(2-2)的内端与O形密封条(2-1)连接，所述长尾式密封条(2-2)的厚度由内向外逐渐减小。

8.按照权利要求7所述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述长尾式密封条(2-2)的外端厚度h＝0.8mm～1.2mm且其内端厚度H＝1.4mm～1.7mm。

9.按照权利要求1或2所述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述长尾式密封条(2-2)的宽度 其中D1为O形密封条(2-1)的外径。

10.按照权利要求1或2所述的一种薄钢板法兰连接金属风管管节间补偿式橡胶密封条，其特征在于：所述长尾式密封条(2-2)中贴靠在法兰边(1)上的侧壁为贴靠壁，所述长尾式密封条(2-2)的贴靠壁与O形密封条(2-1)中部的间距d＝3.5mm～4.5mm。