专利名称：法兰接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁路货车连接制动风管的法兰接头，尤其是压力气体管路密封联接的接头。
背景技术：
法兰接头的结构形式各式各样，绝大多数接头都是在保证密封结构满足设计和制造、维护要求前提下的"被动"密封，即必须保持接头内密封圈在工作状态下必需的压缩率。一旦因安装问题或安装松动而导致压缩率降低，接头密封效果就会降低，对于密封难度最大的气密来讲，这一现象更为显著。在使用中一旦接头密封失效，就会造成泄漏，如我国线路上运行的铁路货车其空气制动管系由于在安装使用维护等方面的影响，漏泄普遍存在，特别是在我国的寒冷地区，是长期以来无法解决的问题，严重影响了铁路运输安全。
专利申请号为200820062412. 8，公告号为CN20116^20Y，公告日为2008年12月 10日，名称为“弹性密封圈”公开了一种密封圈，其附图3、4、5公开了法兰接头的结构，其技术方案存在的不足是当安装条件满足设计要求时，“E”形密封圈装入法兰相应部位后， 由于接头体是刚性连接，使得密封圈被压实，“E”形圈被压缩，形状成了 “矩形”橡胶密封垫圈。在密封对偶面因安装问题、法兰体发生变形或紧固螺栓松动而导致安装产生间隙时，压力气体进入两接头体间隙之间，而不能进入通气槽，因此压力空气只能对上唇施加压力，使得密封圈与接头体产生缝隙而产生大量泄露，由此可见造成法兰接头泄露主要是由于密封圈与接头体的设计不合理性造成的。发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种法兰接头，该结构合理、使用方便、成本低、密封可靠。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案
一种法兰接头，它包括两个接头体、两个法兰体；所述两个接头体其端面相对、轴向中间开有圆形孔、外圆周方向设凸台，且该凸台靠近其各自的端面，两个接头体之间设有环槽，环槽内安装有密封件，所述两个法兰体其端面相对、中间开有圆孔，圆孔内设有与所述凸台相配合的环形卡槽；两个接头体的凸台卡在两个法兰体的卡槽内，两个法兰体通过连接件固定在一起，所述接头体上设有若干个连通圆形孔与环槽的通气槽。
接头体相对的端面为光滑的平面；圆形孔轴向中间远离其端面的内侧设有用于安装管道的槽，使圆形孔沿轴向的剖面形成凸台状。接头体的外圆周方向加工成双凸台状。
所述法兰体为连接两接头体的结构件，开有三个圆孔，中间圆孔为通过接头体，其余两孔为通过螺栓来紧固接头体与橡胶密封圈的圆孔。
所述环槽设在其中一个接头体的端面上。该接头体能很好的起到对橡胶密封圈3 内缝隙充气的良好效果。
所述密封件为密封圈。
所述通气槽为均勻分布的4个，且相邻两通气槽成90°。通气槽方便气体通过通气槽向橡胶密封圈内的缝隙充风。
所述连接件为用于固定两个法兰体的螺栓和螺母。
所述密封圈包括圈体，圈体的内侧设置有沿周向延伸的缝隙，缝隙的周向两侧分别形成大外环面和小外环面，大外环面的径向宽度大于小外环面的径向宽度；所述密封圈安装在环槽内，缝隙朝向圆形孔，大外环面的伸出部分位于两接头体的端面之间。橡胶密封圈的大外环面与两接头体端面紧密贴合，并置于两端面之间，小外环面与接头体的凹面紧密贴合，从而实现良好的密封效果。
所述密封圈的大外环面和小外环面之间还设有内环面，内环面将圈体内的缝隙分为上下两部分，密封圈的截面形状为“E”形。大外环面9、小外环面及圈体的主要目的是在安装后起密封气体的作用，使用该橡胶密封圈3能加大了法兰接头密封的密封面。
所述内环面上设有连通上下两部分缝隙的导气槽。导气槽的目的是将内环面7 二侧缝隙内的气体进行输送，通过气体压力来达到橡胶密封圈3自动补偿的密封效果。
所述导气槽的宽度彡1.5mm，槽深彡1.5mm。优选导气槽的宽度1. 5_2mm，槽深 ^ 1. 5mm ο
所述大外环面的径向宽度与接头体相对端面的径向宽度相等。
所述内环面与小外环面的径向宽度相等。
所述小外环面的壁厚彡1mm，大外环面的壁厚彡2mm，上下两部分缝隙的宽度彡1mm。优选小外环面的壁厚1-1. 5mm，大外环面的壁厚2-3mm，上下两部分缝隙的宽度 0. 5-lmm。
当在密封连接出现异常，不满足设计密封条件而使正常压量密封失效时，即当工作面出现缝隙的时候，此时就会出现漏风的现象，当漏风时，由于大外环面的内侧面(参考图9所示A面)风压不变，大外环面的外侧面(参考图9中B面)风压降低，使得密封圈的大外环面向大外环面外侧面的接头体端面移动从而形成自密封效果(参考图10)。
采用本发明的法兰接头，其密封圈具有压量密封和主动密封双重性能，可在密封连接出现异常，不满足设计密封条件而使正常压量密封失效时，予以补偿，产生第二道密封，使密封结构具有较大"冗余"提高了可靠性，即使在其他结构部分不能较好发挥设计功能的情况下，仍然可以保持原设计矩形圈体的密封功能；与既有法兰用矩形密封圈完全互换，结构合理，使用方便、成本低，既可装用于新型自密封法兰和既有法兰，也可用于除法兰接头之外的压力气体管路密封联接的密封圈。
本发明的有益效果是，本发明法兰接头具有许多优于过去已知的方案之处。采用现代化的设备，很容易制造接头所要求的垂直凸缘。并且在接头密封对偶面发生变形或紧固件松动，产生不正常密封时，在密封气体的压力下，密封层发生扩展形变，在密封缝隙部位形成新的密封，从而实现自动补偿密封效果。
图1是本发明的使用状态结构示意图2是图1的A-A剖视图3是本发明的接头体I的三维半剖结构图4是本发明的接头体II的三维半剖结构图5是本发明的橡胶密封圈的三维结构图6是图5的B-B剖视图7是本发明的法兰体的三维结构图8是图2工作面有间隙的状态示意图9是图8K部放大图10是图9自动补偿密封效果图。
其中1.接头体I，2.法兰体，3.橡胶密封圈，4.接头体II，5.通气槽，6.小外环面，7.内环面，8.导气槽，9.大外环面，10.圈体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明的上述主题的范围仅限于下述实施例。
如图1、图2所示，法兰接头包括两个接头体分别为接头体I 1和接头体114，两个法兰体2、密封圈(为橡胶密封圈幻及固定两个法兰体2的螺栓螺母。
如图3所示，接头体I 1 轴向中间开有圆形孔、外圆周方向设凸台，且该凸台靠近其各自的端面，接头体相对的端面为光滑的平面；圆形孔轴向中间远离其端面的内侧设有用于安装管道的槽，使圆形孔沿轴向的剖面形成凸台状。接头体的外圆周方向加工成双凸台状。
如图4所示，接头体114:轴向中间开有圆形孔、外圆周方向设凸台，且该凸台靠近其各自的端面，接头体相对的端面为光滑的平面；圆形孔轴向中间远离其端面的内侧设有用于安装管道的槽，使圆形孔沿轴向的剖面形成凸台状。接头体的外圆周方向加工成双凸台状。接头体Π 4的端面上设有环槽，密封环安装在环槽内，接头体II 4上还设有若干个连通接头体Π4上的圆形孔与环槽的通气槽5。如图4所示接头体114上端面开设有四个通气槽5以方便气体通过通气槽5向橡胶密封圈3内的缝隙充风。四个通气槽5的相邻两通气槽5之间成90°夹角。
如图7所示，所述法兰体2为连接两接头体的结构件，开有三个圆孔，中间圆孔为通过接头体，其余两孔为通过螺栓来紧固接头体与橡胶密封圈3的圆孔。
如图5、图6所示橡胶密封圈3由圈体10、大外环面9、小外环面6、内环面7及导气槽8组成。圈体10的内侧设置有沿周向延伸的缝隙，缝隙的周向两侧分别形成大外环面 9和小外环面6，大外环面9的径向宽度大于小外环面6的径向宽度；所述橡胶密封圈3安装在环槽内，缝隙朝向圆形孔，大外环面9的伸出部分位于两接头体的端面之间。所述橡胶密封圈3的大外环面9和小外环面6之间还设有内环面7，内环面7将圈体10内的缝隙分为上下两部分，橡胶密封圈3的截面形状为“E”形。内环面7上设有连通上下两部分缝隙的导气槽8。导气槽8的宽度为1.5mm，槽深为1.5mm。大外环面9的径向宽度与接头体相对端面的径向宽度相等，所述内环面7与小外环面6的径向宽度相等。小外环面6的壁厚为1mm，大外环面9的壁厚为2mm，上下两部分缝隙的宽度为1mm。
大外环面9、小外环面6及圈体10的主要目的是在安装后起密封气体的作用，使用该橡胶密封圈3能加大了法兰接头密封的密封面，导气槽8的目的是将内环面7 二侧缝隙内的气体进行输送，通过气体压力来达到橡胶密封圈3自动补偿的密封效果。
法兰接头组装后两法兰体2端面相对、紧密贴合，接头体I 1、接头体II 4其端面相对，接头体I 1、接头体114与橡胶密封圈3设置在两法兰体2之间，通过两个接头体的凸台卡在两个法兰体2的卡槽内，橡胶密封圈3的大外环面9与两接头体端面紧密贴合，并置于两端面之间，小外环面6与接头体II 4的凹面紧密贴合；从而实现良好的密封效果。
如图8、图9所示，当在密封连接出现异常，不满足设计密封条件而使正常压量密封失效时，即当工作面出现缝隙的时候，此时就会出现漏风的现象，当漏风时，由于A面风压不变，B面风压降低，使得橡胶密封圈3的大外环面9向接头体I 1端面移动从而形成如图10所示的自密封效果。
采用本发明的法兰接头，其接头体II4能很好的起到对橡胶密封圈3内缝隙充气的良好效果。
采用本发明的法兰接头，其橡胶密封圈3具有压量密封和主动密封双重性能，可在密封连接出现异常，不满足设计密封条件而使正常压量密封失效时，予以补偿，产生第二道密封，使密封结构具有较大"冗余"提高了可靠性，即使在其他结构部分不能较好发挥设计功能的情况下，仍然可以保持原设计矩形圈体的密封功能；与既有法兰用矩形密封圈完全互换，结构合理，使用方便、成本低，既可装用于新型自密封法兰和既有法兰，也可用于除法兰接头之外的压力气体管路密封联接的密封圈。
权利要求
1.一种法兰接头，它包括两个接头体、两个法兰体；所述两个接头体其端面相对、轴向中间开有圆形孔、外圆周方向设凸台，且该凸台靠近其各自的端面，两个接头体之间设有环槽，环槽内安装有密封件，所述两个法兰体其端面相对、中间开有圆孔，圆孔内设有与所述凸台相配合的环形卡槽；两个接头体的凸台卡在两个法兰体的卡槽内，两个法兰体通过连接件固定在一起，其特征是，所述接头体上设有若干个连通圆形孔与环槽的通气槽。
2.如权利要求1所述的法兰接头，其特征是，所述环槽设在其中一个接头体的端面上。
3.如权利要求1或2所述的法兰接头，其特征是，所述密封件为密封圈。
4.如权利要求1或2所述的法兰接头，其特征是，所述通气槽为均勻分布的4个，且相邻两通气槽成90°。
5.如权利要求1所述的法兰接头，其特征是，所述连接件为用于固定两个法兰体的螺栓和螺母。
6.如权利要求1所述的法兰接头，其特征是，所述密封圈包括圈体，圈体的内侧设置有沿周向延伸的缝隙，缝隙的周向两侧分别形成大外环面和小外环面，大外环面的径向宽度大于小外环面的径向宽度；所述密封圈安装在环槽内，缝隙朝向圆形孔，大外环面的伸出部分位于两接头体的端面之间。
7.如权利要求6所述的法兰接头，其特征是，所述密封圈的大外环面和小外环面之间还设有内环面，内环面将圈体内的缝隙分为上下两部分，密封圈的截面形状为“E”形。
8.如权利要求7所述的法兰接头，其特征是，所述内环面上设有连通上下两部分缝隙的导气槽；所述导气槽的宽度彡1. 5mm，槽深彡1. 5mm。
9.如权利要求6所述的法兰接头，其特征是，所述大外环面的径向宽度与接头体相对端面的径向宽度相等。
10.如权利要求7所述的法兰接头，其特征是，所述内环面与小外环面的径向宽度相等；所述小外环面的壁厚> 1mm，大外环面的壁厚> 2mm，上下两部分缝隙的宽度< 1mm。
全文摘要
本发明公开了一种法兰接头，它包括两个接头体、两个法兰体、一个密封圈；所述两个接头体其端面相对、轴向中间开有圆形孔、外圆周方向设凸台，且该凸台靠近其各自的端面，两个接头体之间设有环槽，环槽内安装有密封件，所述两个法兰体其端面相对、中间开有圆孔，圆孔内设有与所述凸台相配合的环形卡槽；两个接头体的凸台卡在两个法兰体的卡槽内，两个法兰体通过连接件固定在一起，所述接头体上设有若干个连通圆形孔与环槽的通气槽；所述密封圈截面形状为“”形，包含圈体、大外环面及小外环面，圈体的内侧设置有沿周向延伸的缝隙，缝隙的周向两侧分别形成大外环面和小外环面，大外环面的径向宽度大于小外环面的径向宽度。本发明法兰接头在接头密封对偶面发生变形或紧固件松动，产生不正常密封时，在密封气体的压力下，密封层发生扩展形变，在密封缝隙部位形成新的密封，从而实现自动补偿密封效果。
文档编号F16L23/18GK102494210SQ20111038826
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者刘安全, 刘寅华, 刘红日, 吴杰 申请人:济南轨道交通装备有限责任公司