CN214839102U - 一种高低温高压法兰连接界面柔性自锁密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高低温高压法兰连接界面柔性自锁密封装置，属于法兰连接密封技术领域。包括上下法兰盘、和设于两个法兰盘之间的环形柔性结构密封元件。环形柔性结构密封元件上、下面分别设有突出的环状楔形块。法兰盘内侧均开有环形槽，环形槽截面形状呈楔形与环形柔性结构密封元件上下突出的环状楔形块契合。两个法兰盘边缘加工有通孔，通过螺栓固定后，环形柔性结构密封元件呈受压状态，提供初始密封。本实用新型提供的结构简单可靠，易于加工，能够兼容各种结构，不易损坏，可反复使用，服役寿命长，可适用于高低温环境；且内部压力越大，密封效果越显著，极大地解决了目前法兰密封结构的一系列致命问题。

Description

一种高低温高压法兰连接界面柔性自锁密封装置

技术领域

本实用新型属于法兰连接密封技术领域，涉及一种高低温高压法兰连接界面柔性自锁密封装置。

背景技术

航天、航空、核电装备工作在高温/低温、高压、辐射等恶劣环境下，系统中有大量的法兰连接，连接面密封技术一般为金属接触面直接密封。但是，法兰盘一般是采用螺栓连接，密封面在内部高压作用下接触压力减小、螺栓拉力变大、泄漏率增加，高温高压法兰连接界面密封问题一直是国际难题，本实用新型专利采用一种特殊密封技术，采用柔性结构作为第一道密封元件，内部气体、流体压力越大，密封性能越好，实现密封面自锁密封，可靠性好。法兰连接面作为第二道密封面，进一步增加密封可靠性。本专利技术也可以推广到其他密封领域。

实用新型内容

本实用新型针对高温/低温、高压、辐射等恶劣环境下，航天、航空、核电装备的法兰连接在内部高压作用下接触压力减小、螺栓拉力变大、泄漏率增加的问题，设计了一种高低温高压法兰连接界面柔性自锁密封装置，该装置采用在法兰内部放置环形柔性结构密封元件，当法兰被螺栓紧固后，环形柔性结构密封元件被压缩，起到密封作用，且当内部压力越大，环形柔性结构被撑开的角度越大，密封性能越好，另外，当内部压力减小后，环形柔性结构可回复，能够实现弹性调节。相较于常规密封方式，法兰仅靠螺栓紧固，经过多次反复加压、泄压之后，法兰密封面会张开或磨损而导致泄漏率增加，环形柔性结构密封元件的可弹性回复避免了这一致命问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种高低温高压法兰连接界面柔性自锁密封装置，包括法兰盘A1、法兰盘 B2、环形柔性结构密封元件3，环形柔性结构密封元件3设于法兰盘A1(上法兰盘)、法兰盘B2(下法兰盘)之间。

所述的环形柔性结构密封元件3为中空结构，其上、下面分别设有突出且尺寸相同的环状楔形块A4和环状楔形块B5；环状楔形块A4、环状楔形块B5 的角度范围α＝1-179度，优选为5-179度，其中角度如图5所示指环状楔形块斜边与垂直面之间的角度；环状楔形块的高度h≥0.1毫米，优选为0.1-100毫米；上、下面上环状楔形块的数量n≥1个，优选为1-10个。

所述的法兰盘A1内侧开有环形槽A6，法兰盘B2内侧开有环形槽B7，环形槽A6和环形槽B7截面形状呈楔形，分别与环形柔性结构密封元件3上下突出的环状楔形块A4和环状楔形块B5契合。

所述的环状楔形块的上表面与环形槽下表面间的缝隙间距d≥0.2mm。环形柔性结构密封元件3表面与法兰盘内侧表面的缝隙间距s＞d。法兰盘A1和法兰盘B2边缘加工有通孔，用于螺栓8固定。法兰盘A1和法兰盘B2通过螺栓8 固定后，环形柔性结构密封元件3呈受压状态，提供初始密封。

使用时，当法兰盘A1和法兰盘B2被螺栓8紧固后，环形柔性结构密封元件3呈受压状态，提供初始密封。由于环形柔性结构密封元件3内部为中空结构，当密封装置内压力越大时，环形柔性结构密封元件3向外被撑开的角度越大，密封性能越好。另外，当密封装置内部压力减小后，环形柔性结构密封元件3可回复，能够实现弹性调节。

进一步的，所述的环形柔性结构密封元件3可以由金属、非金属等弹性材料构成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

相比于现行的法兰密封结构，该结构简单可靠，易于加工，能够兼容各种结构，不易损坏，可反复使用，服役寿命长，可适用于高低温环境，且内部压力越大，密封效果越显著，极大地解决了目前法兰密封结构的一系列致命问题。

附图说明

图1为传统法兰密封连接示意图；图(a)为主视图，图(b)为剖视图；

图2为高低温高压法兰连接界面柔性自锁密封装置示意图；图(a)为主视图，图(b)为剖视图；

图3为密封处局部放大示意图；

图4为环形柔性结构密封元件示意图；图(a)为主视图，图(b)为俯视图；

图5为密封处相关参数示意图；

图6为环状楔形块数量n＝2示意图。

图中：1法兰盘A；2法兰盘B；3环形柔性结构密封元件；4环状楔形块 A；5环状楔形块B；6环形槽A；7环形槽B。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型做进一步说明。

一种高低温高压法兰连接界面柔性自锁密封装置，包括法兰盘A1、法兰盘 B2、环形柔性结构密封元件3，环形柔性结构密封元件3设于法兰盘A1(上法兰盘)、法兰盘B2(下法兰盘)之间。

所述的环形柔性结构密封元件3的上、下面分别设有突出的环状楔形块A4 和环状楔形块B5，环状楔形块A4、环状楔形块B5的角度范围α＝35度，环状楔形块的高度0.2毫米，上、下面上环状楔形块的数量1个。

所述的法兰盘A1内侧开有环形槽A6，法兰盘B2内侧开有环形槽B7，环形槽A6和环形槽B7截面形状呈楔形，分别与环形柔性结构密封元件3上下突出的环状楔形块A4和环状楔形块B5契合。

所述的环状楔形块的上表面与环形槽下表面间的缝隙间距d＝0.25mm。环形柔性结构密封元件3表面与法兰盘内侧表面的缝隙间距s＞d。法兰盘A1和法兰盘B2边缘加工有通孔，用于螺栓8固定。法兰盘A1和法兰盘B2通过螺栓8 固定后，环形柔性结构密封元件3呈受压状态，提供初始密封。

以上所述实施例仅表达本实用新型的实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种高低温高压法兰连接界面柔性自锁密封装置，其特征在于，所述的自锁密封装置包括法兰盘A(1)、法兰盘B(2)、环形柔性结构密封元件(3)，环形柔性结构密封元件(3)设于法兰盘A(1)、法兰盘B(2)之间；

所述的环形柔性结构密封元件(3)为中空结构，其上、下面分别设有突出的环状楔形块A(4)和环状楔形块B(5)；所述的法兰盘A(1)、法兰盘B(2)内侧分别开有环形槽A(6)、环形槽B(7)，环形槽截面形状呈楔形，分别与环状楔形块A(4)、环状楔形块B(5)契合；法兰盘A(1)和法兰盘B(2)边缘加工有通孔；两个法兰盘通过螺栓(8)固定后，环形柔性结构密封元件(3)呈受压状态，提供初始密封；当密封装置内压力越大时，环形柔性结构向外被撑开的角度越大，密封性能越好；当密封装置内部压力减小后，环形柔性结构密封元件(3)可回复，能够实现弹性调节；

所述环状楔形块的角度范围α＝1-179度；环状楔形块的高度h≥0.1毫米；上、下面上环状楔形块的数量n≥1个；所述的环状楔形块的上表面与环形槽下表面间的缝隙间距d≥0.2mm；环形柔性结构密封元件(3)表面与法兰盘内侧表面的缝隙间距s＞d。

2.根据权利要求1所述的一种高低温高压法兰连接界面柔性自锁密封装置，其特征在于，所述的环形柔性结构密封元件(3)可以由金属或非金属构成。

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