CN2658527Y - 高温高压用法兰连接密封构件 - Google Patents

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Abstract

一种高温高压用法兰连接密封构件，属于管路及设备连接密封技术领域。密封钢圈的密封曲面和两个连接法兰内凹梯形槽的斜环面为环线接触密封，内凹梯形槽的底部和密封钢圈外环面间形成环形空腔，其特征在于内凹梯形槽和密封钢圈间的环形空腔内填充有密封介质，密封介质和环形空腔内壁紧密贴合形成面密封。该密封构件在不改变原有法兰线接触密封的基础上，将密封形式改为线接触和面接触的组合密封，能有效的降低系统操作温度和压力波动对高压法兰连接密封面的影响，避免密封面出现泄漏，从而延长了连接密封构件的使用寿命，其维修和更换的周期比原有类型构件延长30－50倍，降低了维修费用。可应用于各种高压介质的管路及设备的法兰连接密封。

Description

高温高压用法兰连接密封构件
技术领域
本实用新型属于管道和设备的法兰连接密封技术领域，尤其涉及一种用于高温高压条件下的法兰连接密封构件。
背景技术
目前，高压设备、金属管道、预应力管道或者阀门和管路的连接普遍采用法兰、螺栓和内置环形密封钢圈的连接密封结构。两法兰连接件密封面为内凹梯形槽斜环面，环形密封钢圈为双曲面结构，它具有的两个对称的梯形或半圆形环形曲面，分别和两侧法兰密封面为内凹梯形槽的斜环面接触，由于此接触密封为线接触，在同等螺栓紧固力情况下压强更大，因此广泛应用于6.4MPa以上的高压管道和设备法兰连接密封形式中。
在工程实践中，这种连接结构形式存在一个致命的缺点：管路的密封钢圈、法兰和螺栓的密封结构在环境和输送介质的温度变化时会发生金属收缩或膨胀，由于各构件的收缩和膨胀率不同步，导致密封结构紧固力减弱，这就致使环形钢圈和连接件的环线接触密封的局部位置产生缝隙，出现轻微的介质泄漏；此时输送的内部介质如为高温高压饱和蒸汽介质，泄漏出的饱和蒸汽介质会随着压力急剧下降发生相变，体积急剧膨胀，高温高压介质在泄漏发生相变时产生的巨大冲击流会在梯形槽两侧斜环面和钢圈垫的密封面上冲蚀出细小的径向沟槽，此时即使法兰紧固力恢复到原来水平，由于沟槽的存在，内部介质仍会沿着这些径向沟槽进入到密封钢圈和两法兰梯形槽间的环形空隙内，继而泄漏到管路外侧，造成密封面的永久性泄漏。随着泄漏的介质流不断对密封面进行径向冲刷，法兰和钢圈垫密封面会冲蚀出更深的径向沟槽，使泄漏量不断加大直至系统无法正常使用。此时如系统可以切除处理，除了需要更换密封钢圈，还需要对法兰内凹梯形密封面的蚀损部分进行补焊研磨才能正常使用；如系统不能切除处理，就需要对漏点进行带压堵漏处理，既导致管路和设备运行维修成本大幅度上升，同时对系统的安全运行也造成了严重的威胁。对输送高压氢气、瓦斯等易燃易爆介质的管道和设备，这种泄漏甚至会导致严重火灾事故的发生。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种高温高压用法兰连接密封构件，能够解决现有高压法兰连接密封构件在系统操作温度或压力波动时密封构件密封面易损坏、发生泄漏的难题。
本实用新型采用的技术方案是：
一种高温高压用法兰连接密封构件，密封钢圈的密封曲面和两个连接法兰内凹梯形槽的斜环面为环线接触密封，内凹梯形槽的底部和密封钢圈外环面间形成环形空腔，其特征在于内凹梯形槽和密封钢圈间的环形空腔内填充有密封介质，密封介质和环形空腔内壁紧密贴合形成面密封。
环形空腔内填充的密封介质为高分子材料密封介质。
在密封钢圈外环面和法兰的内凹梯形槽形成的环形空隙内填充的密封胶条为可压缩变形、耐高温、耐腐蚀的高分子和石墨混合材料，先按照梯形槽和钢垫的配合形状尺寸进行压制成型，安装到法兰梯形槽底部，通过法兰螺栓的紧固将这种未聚合或硫化的高分子石墨混合物挤压至充满密封钢圈和两法兰的内凹梯形槽间的环形空隙，由于该材料具有流动性，多余的材料会被压到密封腔外，不会阻碍钢圈和法兰梯形槽的线性接触密封。胶条内的高分子材料通过温度的上升加热，在聚合或硫化过程中逐渐固化，最后和密封钢圈垫的外环面、两法兰的内凹梯形槽斜环面紧密贴合在一起形成密闭实体，在不改变原有法兰线接触密封的基础上，将密封形式改为线和面的组合密封。当使用该连接密封构件的管道在输送高温高压介质时，温度和压力的波动造成泄漏会产生巨大的冲击介质流，但由于内外环线接触面之间的环形空隙内已存在硬化的密封介质，内环线接触面的两侧压力差较小，从而减弱了冲击介质流对环线接触面的冲击；即使短时间出现较大泄漏，由于硬化的密封介质具有很高的强度，也能有效地降低介质泄漏对密封面的冲刷磨损，只要及时恢复压力温度或进行紧固处理就可以恢复法兰的原有密封效果。
本实用新型的有益效果在于，在不改变原有法兰线接触密封的基础上，将密封形式改为线接触和面接触的组合密封，能有效的降低系统操作温度和压力波动对高压法兰连接密封面的影响，避免密封面出现泄漏，从而延长了连接密封构件的使用寿命，其维修和更换的周期比原有类型构件延长30-50倍，降低了维修费用。可应用于各种高压介质的管路及设备的法兰连接密封。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的阐述。
图1是本实用新型实施例的局部剖面结构示意图。
具体实施方式
如图，该高温高压用法兰连接密封构件，两个连接法兰件1和5通过位于两法兰连接件之间的密封钢圈3密封，密封钢圈3的密封曲面和两个法兰1和5的内凹梯形槽的斜环面形成环线接触密封4，内凹梯形槽的底部和密封钢圈外环面间形成环形空腔，在内凹梯形槽和密封钢圈间的环形空腔内填充有高分子材料密封介质2，密封介质和密封钢圈的外环面以及法兰的内凹梯形槽斜环面紧密结合在一起，在不改变原有法兰线接触密封的基础上，将密封形式改为线接触和面接触的组合密封，从而有效地降低了温度和压力波动对高温高压用连接密封构件的影响，避免密封面的冲刷磨损，防止了密封构件的损坏。

Claims (2)

1、一种高温高压用法兰连接密封构件，密封钢圈的密封曲面和两个连接法兰内凹梯形槽的斜环面为环线接触密封，内凹梯形槽的底部和密封钢圈外环面间形成环形空腔，其特征在于内凹梯形槽和密封钢圈间的环形空腔内填充有密封介质，密封介质和环形空腔内壁紧密贴合形成面密封。
2、根据权利要求1所述的高温高压用法兰连接密封构件，其特征在于密封介质为高分子材料密封介质。
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