一种超临界水条件下的高温高压法兰密封结构的制作方法

本实用新型属于石油化工领域，具体涉及一种超临界水条件下的高温高压法兰密封结构。

背景技术：

超临界水是一种温度和压力处于临界点以上，无汽液相界面，兼具气体和液体优点的流体。超临界水流体技术需要合适的法兰用于反应器、流体管道等的连接密封。超临界水的条件下，温度一般高于400摄氏度，压力一般高于22MPa。工况条件的苛刻给法兰连接及其密封方式提出了非常高的要求。一般形式的法兰通过螺栓将上下法兰连接，其螺栓拆卸繁琐，不易维修。所采用的金属环垫密封对密封表面光洁度要求很高，在高温高压条件下容易泄露，造成重大安全隐患。为了满足超临界水高温高压的工况条件，设计安全可靠，稳定密封且维修简单的法兰连接及密封方式是非常必要。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供了一种超临界水条件下的高温高压法兰密封结构，该结构能够实现高温高压下安全可靠，密封良好且维修拆卸简便的法兰密封。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种超临界水条件下的高温高压法兰密封结构，包括圆环形法兰套、上法兰及下法兰，上法兰和下法兰设置在圆环形法兰套内，并且上法兰上设置有圆环形金属衬片，上法兰和圆环形法兰套通过螺栓连接。

所述圆环形法兰套内呈阶梯型。

所述上法兰带有密封槽，下法兰带有与密封槽相匹配的密封凸台。

所述上法兰的密封槽与下法兰的密封凸台均为平滑圆环表面。

所述上法兰的密封槽与下法兰的密封凸台之间设置有环形金属石墨缠绕垫。

所述圆环形法兰套包括两个半圆环形法兰套，每个半圆形法兰套在轴向上对称开设有螺纹通孔。

所述圆环形金属衬片包括两个半圆环形金属衬片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中通过采用螺栓将上法兰与圆环形法兰套相连接，螺栓不直接将力作用于上法兰，而是将力作用于半圆环形金属衬片上，避免了上法兰的磨损。拆卸时，只需稍稍松开螺栓，取下半圆环形法兰套，上下法兰即拆卸完成。上下法兰无螺纹孔，螺栓只与半圆环形法兰套连接，安装与拆卸简单方便。

本实用新型的密封方式的应用场合具有广泛性，适合在超临界水高温高压条件下使用，还可用高温高压反应釜、高温高压流体管道等的连接。

进一步的，半圆环形法兰套内呈阶梯状，能与上下法兰有效匹配。

进一步的，本实用新型采用了活动的半圆环形法兰套，安装拆卸方便，便于维修。本实用新型所述的金属石墨缠绕垫及密封方法能实现750℃，35MPa条件下的安全可靠的有效密封。

附图说明

图1为密封方式结构剖视图；

图2为半圆环形法兰套俯视图；

图3为图2中沿A-A线的剖视图及侧视图；其中，图(a)为剖视图，图(b)为图(a)的侧视图。

图4为半圆环形金属衬片结构示意图；其中，图(a)为侧视图，图(b)为俯视图；

图5为圆环形金属石墨缠绕垫示意图。其中，图(a)为侧视图，图(b)为俯视图。

图中：1-半圆环形法兰套，2-上法兰，3-螺栓，4-半圆环形金属衬片，5-环形金属石墨缠绕垫，6-下法兰。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细介绍。

如图1所示，本实用新型是一种法兰密封结构，适合在超临界水高温高压条件下使用，包括圆环形法兰套1，一个上法兰2，螺栓3，圆环形金属衬片4，一个环形金属石墨缠绕垫5及一个下法兰6。参见图2，圆环形法兰套1包括两个半圆环形法兰套；上法兰2带有密封槽，下法兰6带有密封凸台，密封槽和密封凸台组成凹凸型密封面。上法兰的密封槽与下法兰的密封凸台均为平滑圆环表面，并且上法兰的密封槽与下法兰的密封凸台之间设置有环形金属石墨缠绕垫5。

所述圆环形金属衬片4包括两个半圆环形金属衬片。

所述圆环形法兰套1内呈阶梯型，能与上下法兰有效匹配。

上法兰2与下法兰6的上下外沿为平面。上法兰2上贴放着两个半圆环形金属衬片4。利用两个半圆环形法兰套将上法兰2、下法兰6及两个半圆环形金属衬片卡在该圆环形法兰套1内。参见图3、图4和图5，每个半圆形法兰套在轴向上对称开设有螺纹通孔，通过螺栓3将上法兰2与圆环形法兰套1进行密封，通过拧紧螺栓3，圆环形金属衬片4及上法兰2接触，实现上下法兰的密封。螺栓3不直接将力作用于上法兰，而是将力作用于半圆环形金属衬片4上，避免了上法兰2的磨损。拆卸时，只需稍稍松开螺栓3，取下半圆环形法兰套，上下法兰2即拆卸完成。

利用两个半圆环形法兰套将上法兰，下法兰及两个半圆环形金属衬片卡在该法兰套内。对称布置的螺栓与法兰套连接，通过拧紧螺栓，压紧衬片，实现上下法兰的密封。

本实用新型中的上下法兰无螺纹孔，螺栓只与半圆环形法兰套连接，安装与拆卸简单方便。