專利名稱：無墊片密封法蘭及密封方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種法蘭，具體的涉及一種無墊片密封法蘭及密封方法。
背景技術(shù)：
法蘭連接結(jié)構(gòu)是一個(gè)組合件，一般是由聯(lián)接件(螺栓、螺母)、被聯(lián)接件(法蘭)和
密封元件(墊片)組成。其功能是保證聯(lián)接緊密、不泄漏，且具有足夠的強(qiáng)度。 普通法蘭在聯(lián)接壓力容器或管路時(shí)是依靠兩法蘭之間的密封元件——墊片的回
彈力來實(shí)現(xiàn)密封的。其防止流體泄漏的基本原理是在聯(lián)接處增加液體流動(dòng)的阻力。當(dāng)壓力
介質(zhì)通過密封面的阻力降大于密封面兩側(cè)的介質(zhì)壓力差時(shí)，介質(zhì)就被密封住了。這種阻力
的增加是依靠墊片與法蘭密封面間的密封比壓來實(shí)現(xiàn)的。 墊片在較大的預(yù)緊力和較高溫度時(shí)會(huì)變形失效，引起泄漏。由于法蘭環(huán)與墊片不 是一個(gè)整體，安裝困難，且經(jīng)過一段時(shí)間的使用就需要更換墊片；特別是當(dāng)密封處溫度較高 時(shí)，墊片容易卡死或粘結(jié)在密封面上，檢修時(shí)不僅拆卸不方便，而且還需修復(fù)密封面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無墊片密封法蘭及密封方法，將密封面設(shè)計(jì)成圓弧面與 平面接觸，密封效果好，方便了安裝和檢修。
上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 無墊片密封法蘭，其組成包括具有聯(lián)接件孔的法蘭體，所述的法蘭體的密封面軸
向斷面為弧形面，所述的法蘭體的上法蘭內(nèi)壁上垂直于軸向開有環(huán)形槽。 所述的無墊片密封法蘭，所述的弧形面為圓弧面，所述的環(huán)形槽與法蘭體的接觸
面為圓弧面。 無墊片密封法蘭的密封方法，所述的法蘭體的密封口為線接觸，在小的預(yù)緊力作
用下能夠獲得較大的初始密封比壓，工作時(shí)通過介質(zhì)壓力的作用，使密封口背面產(chǎn)生軸向
壓力，所述的環(huán)形槽在內(nèi)壓力作用下產(chǎn)生軸向彈性變形對內(nèi)壓引起的密封面軸向位移進(jìn)行
補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)自緊密封。 本發(fā)明的有益效果 1.本發(fā)明不需要密封墊片，將密封面改為圓弧面，即將已有的面接觸變?yōu)榫€接觸， 密封效果好，靠螺栓力獲得初始密封比壓，工作時(shí)由于介質(zhì)壓力的作用，密封口背面會(huì)產(chǎn)生 軸向壓力，使工作密封比隨介質(zhì)的壓力增大而增大，達(dá)到密封的目的。 2.本發(fā)明不使用墊片，避免了墊片易卡死或粘結(jié)在密封面上所帶來的不便，可以
大大方便安裝和檢修，特別是在高溫高壓裝置的應(yīng)用中更有著不可替代的意義。 3.本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，便于對中；采用線接觸密封，在較小的螺栓力作
用下就可以產(chǎn)生較大的密封比壓，因此在相同的壓力等級時(shí)所需法蘭盤厚度較小，螺栓直
徑較小，可以節(jié)省材料；由于不需要另外加工和拆裝墊片，可以減少加工費(fèi)用，大大減小安
裝檢修難度和工作量，且避免了因拆卸墊片造成密封面的劃痕，大大提高勞動(dòng)效率；特別是
3帶有圓弧面的環(huán)形槽在內(nèi)壓力作用下所產(chǎn)生的軸向彈性變形對內(nèi)壓引起的密封面軸向位 移起補(bǔ)償作用，實(shí)現(xiàn)自緊密封；帶有圓弧面的環(huán)形槽所具有的彎曲變形能力遠(yuǎn)比墊片的回 彈力產(chǎn)生的變形能力強(qiáng)，大大提高了密封的可靠性；這種密封結(jié)構(gòu)在壓力和溫度反復(fù)波動(dòng) 的場合以及高溫高壓裝置的應(yīng)用中有著不可替代的意義。較佳的使用范圍為壓力10 34MPa，公稱直徑小于1000mm。


附圖1是本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是附圖1的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 : 無墊片密封法蘭，其組成包括具有聯(lián)接件孔1的法蘭體2，所述的法蘭體的密封
面軸向斷面為弧形面3，所述的法蘭體的上法蘭內(nèi)壁上垂直于軸向開有環(huán)形槽4。所述的
無墊片密封法蘭用于承受內(nèi)壓力容器或其管路的可拆連接處的密封，所述的法蘭體分為上
法蘭和下法蘭，當(dāng)用于管路連接時(shí)，上法蘭和下法蘭分別連接管路，再通過螺栓螺母連接固
定，實(shí)現(xiàn)密封的目的。 實(shí)施例2: 所述的無墊片密封法蘭，所述的弧形面為圓弧面，所述的環(huán)形槽與法蘭體的接觸 面為圓弧面5，所述的環(huán)形槽的外徑處采用圓弧形狀(在經(jīng)線平面上)。
實(shí)施例3 : 無墊片密封法蘭的密封方法，所述的法蘭體的密封口為線接觸，在小的預(yù)緊力作 用下能夠獲得較大的初始密封比壓，工作時(shí)通過介質(zhì)壓力的作用，使密封口背面產(chǎn)生軸向 壓力，所述的環(huán)形槽在內(nèi)壓力作用下產(chǎn)生軸向彈性變形對內(nèi)壓引起的密封面軸向位移進(jìn)行 補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)自緊密封。 本發(fā)明的靜密封結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)法蘭密封組件的根本區(qū)別是在一對密封副之間不需 要密封墊片，這是一個(gè)革命性的創(chuàng)新。密封口為線接觸，在較小的預(yù)緊力作用下即可獲得較 大的初始密封比壓；工作時(shí)由于介質(zhì)壓力的作用，密封口背面會(huì)產(chǎn)生軸向壓力，使類似懸臂 梁的6處發(fā)生彈性彎曲，由于此處彈性彎曲變形能力強(qiáng)，在壓力反復(fù)波動(dòng)時(shí)能及時(shí)回彈，其 設(shè)計(jì)成圓弧形的密封面在環(huán)板發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)仍然能保持與另一個(gè)平形密封面的線接觸，且介 質(zhì)壓力越高，密封比壓力越大，所以特別適用于壓力和溫度反復(fù)波動(dòng)的場合，以及高溫高壓 裝置的密封。這一彈性變形補(bǔ)償了在內(nèi)壓力作用下密封副向著分離方向的位移，致使圓弧 7處與平面8處的線接觸處工作密封比壓隨著介質(zhì)壓力的增大而增大，產(chǎn)生自緊作用，從而 保持足夠的工作密封比壓，達(dá)到密封目的。環(huán)形槽的外徑處采用的圓弧形狀可以減小應(yīng)力 集中，工作中反復(fù)發(fā)生補(bǔ)償位移時(shí)，可以提高疲勞強(qiáng)度。附圖2中9所指箭頭代表介質(zhì)壓力， 10所示為密封口 ，上下的一對箭頭代表軸向力。
權(quán)利要求
一種無墊片密封法蘭，其組成包括具有聯(lián)接件孔的法蘭體，其特征是所述的法蘭體的密封面軸向斷面為弧形面，所述的法蘭體的上法蘭內(nèi)壁上垂直于軸向開有環(huán)形槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無墊片密封法蘭，其特征是所述的弧形面為圓弧面，所述的 環(huán)形槽與法蘭體的接觸面為圓弧面。
3. —種無墊片密封法蘭的密封方法，其特征是所述的法蘭體的密封口為線接觸，在 小的預(yù)緊力作用下能夠獲得較大的初始密封比壓，工作時(shí)通過介質(zhì)壓力的作用，使密封口 背面產(chǎn)生軸向壓力，所述的環(huán)形槽在內(nèi)壓力作用下產(chǎn)生軸向彈性變形對內(nèi)壓引起的密封面 軸向位移進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)自緊密封。
全文摘要
無墊片密封法蘭及密封方法，已有的法蘭連接結(jié)構(gòu)一般是由聯(lián)接件、被聯(lián)接件和密封元件組成。無墊片密封法蘭，其組成包括具有聯(lián)接件孔(1)的法蘭體(2)，所述的法蘭體的密封面軸向斷面為弧形面(3)，所述的法蘭體的上法蘭內(nèi)壁上垂直于軸向開有環(huán)形槽(4)。本發(fā)明用于承受內(nèi)壓力容器或其管路可拆連接處的密封。
文檔編號F16L23/16GK101725781SQ200810137360
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者李紫輝, 李紅 申請人:黑龍江大學(xué)