一种高温法兰密封结构的制作方法

本实用新型涉及一种法兰密封结构，尤其是一种用于高温压力容器的法兰密封结构。

背景技术：

法兰密封结构是压力容器中的重要结构，在高温压力容器中为了获得稳定的密封效果，常将金属透镜垫与法兰组合作为高温压力容器密封结构。普通金属透镜垫的密封面均为球面，与管道的锥形密封面相接触，初始状态为一环线，在预紧力作用下，金属透镜垫在接触处产生塑性变形，环线变成环带，其密封性能较好。但是，现有技术中的金属透镜垫均为实心垫，实心金属透镜垫在高温状态下弹性不好，在预紧力作用下易产生塑性变形，因此，当采用这种实心金属透镜垫作为高温压力容器的密封结构时，容易发生密封失效。此外，这种实心金属透镜垫也不具有自紧密封的效果。

技术实现要素：

实用新型要解决的技术问题是：提供一种高温法兰密封结构，该高温法兰密封结构具有耐受温度高、密封效果好、密封可靠性高、结构简单等优点，可以满足温度变化幅度较大的高温压力容器的密封要求。

解决技术问题所采取的技术方案：一种高温法兰密封结构，包括上筒节、下筒节，在上筒节下端设有上法兰，在下筒节的上端设有下法兰，在上法兰和下法兰上设有紧固螺孔，在紧固螺孔内设有紧固螺栓，在上筒节和下筒节的对接端分别设有锥形密封端面，在两锥形密封端面之间设有金属透镜垫，所述金属透镜垫为空心金属透镜垫，在金属透镜垫的内圆周面设有环形槽。

作为本实用新型的改进：所述环形槽由圆形截面内环槽和直口环缝构成。

作为本实用新型的进一步改进：在法兰的内圆周面设有环形或C形冷却水槽，筒节的外圆周面将环形或C形冷却水槽封闭成密闭的冷却水流道，在法兰上设有与环形或C形冷却水槽相通的冷却水进孔和冷却水出孔。

作为本实用新型的再进一步改进：所述紧固螺栓为双头紧固螺栓，位于螺栓中部无螺纹的光杆段直径为螺纹根径的85%—95%。

作为本实用新型的最佳方案：位于螺栓中部无螺纹的光杆段直径为螺纹根径的90%。

有益效果：本实用新型的高温法兰密封结构，由于采用了所述高温法兰密封结构包括上筒节、下筒节，在上筒节下端设有上法兰，在下筒节的上端设有下法兰，在上法兰和下法兰上设有紧固螺孔，在紧固螺孔内设有紧固螺栓，在上筒节和下筒节的对接端分别设有锥形密封端面，在两锥形密封端面之间设有金属透镜垫，所述金属透镜垫为空心金属透镜垫，在金属透镜垫的内圆周面设有环形槽的技术方案，通过采用空心金属透镜垫作为筒节间的密封垫片，该空心金属透镜垫在预紧时既有塑性变形又有弹性变形，因此，当容器温度大幅变化时，空心金属透镜垫会自动适应两锥形密封端面，并且，容器内部的高压气体进入金属透镜垫的环形槽会使金属透镜垫向外扩张，形成自密封效果，克服了现有技术中的实心金属透镜垫高温下弹性大幅降低，温度大幅度变化会导致金属透镜垫密封失效的缺点，本实用新型的高温法兰密封结构具有耐受温度高、密封效果好、密封可靠性高、结构简单等优点，可以满足温度变化幅度较大的高温压力容器的密封要求。由于采用了所述环形槽由圆形截面内环槽和直口环缝构成的技术特征，在保证空心金属透镜垫具有一定弹性的同时，不但避免环形槽内出现结构弱点，而且增加了容器内部高压气体对环形槽的作用面积，使本实用新型的高温法兰密封结构中空心金属透镜垫的弹性更好、自密封效果更好，使用寿命更长。由于采用了在法兰的内圆周面设有环形或C形冷却水槽，筒节的外圆周面将冷却水槽封闭成密闭的冷却水流道，在法兰上设有与冷却水槽相通的冷却水进孔和冷却水出孔的技术特征，可以有效降低空心金属透镜垫、法兰、螺柱部分的工作温度，相对增加透镜垫、螺柱的弹性和法兰的强度，缩小温度变化幅度，进一步降低温度对密封效果的影响。由于采用了所述紧固螺栓为双头紧固螺栓，并合理地限定了位于螺栓中部无螺纹的光杆段直径与螺纹根径的比值，通过适当减小螺栓光杆段的直径，增加了螺栓在高温状态下的回弹性，从而增加螺柱的紧固性能，进一步提高了本实用新型的高温法兰密封结构的密封性能。本实用新型的高温法兰密封结构可以满足1000℃的高压容器密封要求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的高温法兰密封结构作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的高温法兰密封结构的剖面结构示意图；

图2是本实用新型的高温法兰密封结构中空心金属透镜垫部分的放大结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的高温法兰密封结构，包括上筒节8、下筒节1，在上筒节下端设有上法兰7，在下筒节的上端设有下法兰3，在上法兰和下法兰上设有紧固螺孔，在紧固螺孔内设有紧固螺栓2，所述紧固螺栓为双头紧固螺栓，位于螺栓中部无螺纹的光杆段21直径为螺纹根径的85%—95%，作为优选，位于螺栓中部无螺纹的光杆段直径为螺纹根径的90%。在法兰的内圆周面设有环形冷却水槽4，当法兰与筒节组焊后，筒节的外圆周面将冷却水槽封闭成密闭的冷却水流道，在法兰上设有与冷却水槽相通的冷却水进孔6和冷却水出孔9，为了提高冷却效果，冷却水槽可以加工成C形冷却水槽，冷却水进孔和冷却水出孔设置在C形冷却水槽的两端，这样冷却水在冷却水槽中流动更均匀，不会存在冷却死角。

如图2所示，在上筒节和下筒节的对接端分别设有与金属透镜垫相配合的锥形密封端面（81、11），在两锥形密封端面之间设有金属透镜垫5，所述金属透镜垫为空心金属透镜垫，在金属透镜垫的内圆周面设有环形槽，所述环形槽优选由圆形截面内环槽51和使容器内高压气体进入圆形截面内环槽的直口环缝52构成。

本实施例中，为了表述方便使用了“上”、“下”这样的方位名词，方位名词不应理解为对本实用新型的限制，本实用新型的高温法兰密封结构具体使用过程中，可以根据实际需要任意变换方位使用安装。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。