一种法兰式管道连接装置的制作方法

本发明涉及一种管路输送系统，具体涉及一种法兰式管道连接装置。

背景技术：

在大型的气体或液体管路系统中，存在着管路联接装置密封件使用寿命的问题。

流体管路系统中以法兰对夹密封垫圈进行密封,使用一段时间后就会出现氧化、老化等问题，造成系统渗漏及其他一系列连锁的质量问题，而维修需要的时间、成本都很高。

对于管路的安装施工，普遍采用法兰式连接，需要进行现场焊接，然后进行泄漏测试，如果焊缝有夹渣等焊接缺陷需要返工，对现场安装工人的技能有较高要求，并有因现场禁止动火，无法进行焊接修复的可能。存在安装效率低下、不易拆卸等问题；法兰连接广泛应用于石油、化工、冶金等领域，在现有技术中，法兰连接还有一种是采用垫片的形式，就是把两个管道、管件或器材，先各自固定在一个法兰盘上，然后在两个法兰盘之间加上法兰垫，最后用螺栓将两个法兰盘压紧使密封圈沿轴向压缩与其紧密结合起来的一种可拆卸的接头，但实际工程中这种法兰连接方式容易泄漏，而且大多泄漏都是由垫片氧化或老化失效引起的，一旦泄漏，拆卸螺栓、起吊设备再更换垫片及压力试验等会耽误一定的生产周期。因此法兰密封一直以来需要一种初期投运时方便检修、后期运行出现问题时在短时间内能完成维护的一种设计结构。

由于柔性石墨密封圈通常的使用工况为高温高压，在氧化环境下，超过450℃的高温才会使其开始氧化；在通常高压环境下，压力波动也基本不会引起柔性石墨沿边界的缝隙大片的挤出；因此，柔性石墨密封圈用于静态密封的温度(200℃ 以下)低压(1.6MPa以下)流体管路系统中可实现长期安全可靠的密封。

技术实现要素：

为了解决现有技术中管道连接存在的寿命、密封性以及安装效率等问题，本申请提供了一种密封效果好、使用寿命长且牢固性能稳定的法兰式管道连接装置。具体技术方案如下。

本申请提供一种法兰式管道连接装置，该装置包括密封架体(1)、两个密封圈(2)、两个锁紧环(3)和两个连接法兰(4)；所述密封架体(1)的两侧依次是密封圈(2)、锁紧环(3)和连接法兰(4)；所述连接法兰(4)的一端面设有与法兰本体(41)连接的环形台(42)，所述法兰本体(41)为圆环形，环形台(42)插入到密封架体(1)内，其内表面(43)与锁紧环(3)外表面相抵，且其内表面为内环面(431)，与锁紧环(3)外表面相抵为内锥面(432)；所述锁紧环(3)内环面(31)设有卡环或卡齿(32)，其外表面(33)分为外环面(331)和外锥面(332)并与连接法兰的内锥面(432)相抵；所述密封圈(2)的一侧与锁紧环(3)连接，另一侧与密封架体(1)的密封面(11)相抵。

优选地，本申请中所述密封圈(2)为柔性石墨密封圈。

优选地，本申请所述装置还包括拆卸环(5)，所述拆卸环(5)置于密封架体(1)的中间，两端分别与两侧的管道(6)相接。

优选地，所述拆卸环(5)由弹性材料制成。

本申请所述管道为小管径时，优选地，所述锁紧环内环面(31)为卡齿(32)形状，即为多条尖齿螺纹形状，本申请的连接装置通过尖齿螺纹卡紧管道。当本申请所述管道为大管径时，上述尖齿螺纹很难与管道卡紧，这时，本申请中所述管道的接头处设有压槽(61)，与压槽(61)对应的，锁紧环内环面(31) 为卡环(32)形状；或所述管道(6)的接头处设有凸台(61)，对应地，锁紧环内环面卡环(32)为凹槽形状。

优选地，本申请所述锁紧环(3)为开口环；所述锁紧环(3)两端环面上设有一个或多个开口槽(35)。

优选地，本申请所述锁紧环外锥面(332)长度不小于连接法兰内锥面(432)长度，所述锁紧环外锥面(332)的底半径不小于连接法兰环形台的内锥面(432)底半径。

优选地，本申请所述连接法兰的法兰本体(41)与环形台(42)为一体结构或通过焊接连接。

为了使平板法兰与密封架体连接更加稳固、且方便施工，优选地，所述连接法兰环形台(42)的外表面与密封架体(1)两侧的内表面设有对应的花键卡槽(12)。

在实际应用过程中，首先在两个管道(6)的管接头处分别依次套入连接法兰(4)、锁紧环(3)、密封圈(2)，然后将连接法兰(4)的环形台(42)上的花键分别插入密封架体(1)的两端的花键槽内，用螺栓将位置对好的两法兰连接，拧紧两个连接法兰(4)的连接螺栓，完成安装。

有益效果：

1)本申请通过锁紧环与法兰的配合设计，提供了一种结构简单、安装方便、密封性能好以及连接牢固的连接装置；

2)本申请将石墨密封圈用于静态管路系统，配以相应的连接装置，大大提高了静态管路系统的使用寿命。

附图说明

图1法兰式管道连接装置的爆炸结构示意图；

图2法兰式管道连接装置的剖面结构示意图；

图3连接法兰与密封架体的结构示意图；

图4锁紧环下端面为卡环形状的结构示意图；

图5锁紧环下端面为卡齿形状的结构示意图；

图中：1-密封架体，2-密封圈，3-锁紧环，4-连接法兰，5-拆卸环，6-管道，11-密封面，12-花键卡槽，31-锁紧环内环面，32-卡环或卡齿，33-锁紧环外表面，331-锁紧环外环面，332-锁紧环外锥面，35-开口槽，36-锁紧环立面，37-开口，41-法兰本体，42-环形台，43-连接法兰内表面，431-连接法兰内表面的内环面，432-连接法兰的内锥面，421-环形台立面，61-压槽或凸台。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步的解释说明。

如图1-2所示，为本申请提供的一种法兰式管道连接装置结构示意图，该装置包括密封架体1、两个密封圈2、两个锁紧环3和两个连接法兰4；所述密封架体1的两侧依次是密封圈2、锁紧环3和连接法兰4；所述连接法兰4的一端面设有与法兰本体41连接的环形台42，所述连接法兰的法兰本体41与环形台42为一体结构或通过焊接连接，所述法兰本体41为圆环形，环形台42插入到密封架体1内，其内表面43与锁紧环3外表面相抵，且其内表面为内环面431，与锁紧环3外表面相抵为外锥面432；所述锁紧环3内环面31设有卡环或卡齿32，其外表面33分为外环面331和外锥面332并与连接法兰的内锥面432相抵；所述锁紧环外锥面332长度不小于连接法兰的内锥面432长度，所述锁紧环外锥面332的底半径不小于连接法兰环形台的内锥面432底半径；所述密封圈2的一侧与锁紧环3连接，另一侧与密封架体1的密封面11相抵。优选地，本申请中所述密封圈2为柔性石墨密封圈。

为了方便拆卸更换零件，优选地，本申请所述装置还包括拆卸环5，所述拆卸环5置于密封架体1的中间，两端分别与两侧的管道6相接。优选地，所述拆卸环5由弹性材料制成。

本申请所述管道为小管径时，优选地，所述锁紧环内环面31为卡齿32形状，即为多条尖齿螺纹形状，本申请的连接装置通过尖齿螺纹卡紧管道，如图4所示。当本申请所述管道为大管径时，上述尖齿螺纹很难与管道卡紧，这时，本申请中所述管道的接头处设有压槽61，与压槽61对应的，锁紧环内环面31为卡环32形状；或所述管道6的接头处设有凸台61，对应地，锁紧环内环面卡环33为凹槽形状；如图5所示。优选地，本申请所述锁紧环3为开口环；所述锁紧环3两端环面上设有一个或多个开口槽35。

为了使平板法兰与密封架体连接更加稳固、且方便施工，优选地，所述连接法兰环形台42的上表面与密封架体1两侧的内表面设有对应的花键卡槽12，具体结构如图3所示。

在实际安装过程中，首先在两个管道6的管接头处分别依次套入连接法兰4、锁紧环3、密封圈2，然后将密封架体1的两端分别插入两侧的连接法兰4中，调整对准花键卡槽12，拧紧两个连接法兰4，完成安装。

具体的工作原理为：在实际应用过程中，首先在两个管道6的管接头处分别依次套入连接法兰4、锁紧环3、和密封圈2，然后将连接法兰(4)的环形台(42)上的花键分别插入密封架体(1)的两端的花键槽内，用螺栓将位置对好的两法兰连接，拧紧两个连接法兰(4)的连接螺栓，连接法兰轴向移动使环形台42挤压锁紧环3，锁紧环3在连接法兰环形台42的推挤下，沿轴向和径向运动，连接法兰环形台42继续推挤，其内锥面432挤压锁紧环3的外锥面332，使其沿径向继续运行，进而锁紧环3的卡齿32咬合管道或者卡环 32与压槽61契合，锁紧环3有开口槽35，保证锁紧环3沿径向的更大变形。连接法兰环形台42继续推挤锁紧环3，使连接法兰环形台42上的外锥面432压锁紧环3达到锁紧环3的径向最大进给量。连接法兰挤压环形台42带动锁紧环3与管道沿轴向前进，挤压密封圈2，压紧密封圈2，密封圈2在挤压下沿径向向内和向外变形，将管道6与密封架体1之间完全密封。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。