具有法兰的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于焊接到管的管端部（PE）上的、用于两个管端部（PE）的承压的法兰连接部（FLC）的法兰（FL），其中法兰（FL）沿着周向围绕管的中央轴线（AX）延伸，第一端面（FS）指向管端部（PE）的轴向方向，其中第一端面（FS）具有在周向上延伸的密封槽（SG），所述密封槽（SG）将端面（FS）划分成位于径向靠内的内面（IS）和位于径向靠外的外面（OS）。为了避免再加工而提出，内面（IS）相对于外面（OS）平均地轴向地退回一定回退距离（RS）。能够以相同的方式将本发明用于具有法兰或者匹配环的装置或者匹配环。
【专利说明】具有法兰的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种装置，其具有:至少一个法兰，所述法兰用于焊接到管的管端部上并用于两个管端部的承压的法兰连接部；和至少一个密封件；和配对法兰，其中法兰和配对法兰借助于紧固元件在挤压设置在密封槽中的密封件的情况下相对彼此压紧，其中法兰沿着周向围绕管的中央轴线延伸，第一端面指向管端部的轴向方向，其中第一端面具有在周向上延伸的密封槽，所述密封槽将端面划分成位于径向靠内的内面和位于径向靠外的外面，所述内面基本上径向延伸并且是平坦的，所述外面基本上径向延伸并且是平坦的，其中内面相对于外面平均地轴向地退回一定回退距离(RUckstand)。
[0002]此外，本发明也涉及一种具有用于两个管段部的承压的法兰连接部的、用于设置在两个法兰之间的匹配环的类似的装置。
【背景技术】
[0003]开始所述类型的法兰通常使用在承压的管连接部上。在此，其优选为烧焊法兰、预焊法兰或者具有烧焊接合部的松动的法兰，尤其是在EN1092-1、DIN2632至DIN2638、ASMEB16.5或ASME B16.47意义上的这些法兰。
[0004]从US5，904，382A中已知法兰连接部，其中螺丝不在管的轴向方向上受到应力，因为通过环绕的夹子吸收管的轴向方向上的力，所述夹子经由限定的倾斜的平面将压力施加到密封件上。法兰之间的有计划存在的间隙仅用于，确保密封件处于主力线中。借助所述结构既没有计划进行法兰片倾斜补偿也不可以进行法兰片倾斜补偿。法兰片旋转必须几乎为0，因此能够经由倾斜的平面将压力从夹子传递到密封件上。
[0005]从DE4340051A1中已知法兰连接部，其中法兰片倾斜由于取决于法兰密封面的形状而在装配期间出现的拧紧力导致密封件上的力没有下降。由于焊接收缩应力引起的法兰片的倾斜沿刚好相反的方向进行并且不能够通过所述结构来补偿。
[0006](DOGB577, 700A在此申请了一种法兰连接部，其中法兰片直到法兰片的外径都是彼此叠置的，因此不允许有计划地旋转法兰。在法兰内径上存在的间隙仅用于，内部压力能够作用在密封件的内径上并进而径向向外按压密封件，这代表附加的密封性。借助所述结构既没有计划进行法兰片倾斜补偿也不可以进行法兰片倾斜补偿。
[0007](D2)US5，904，382A在此申请了一种法兰连接部，其中螺丝不在管的轴向方向上加应力，因为通过环绕的夹子吸收管的轴向方向上的力，所述夹子经由限定的倾斜的平面将压力施加到密封件上。法兰之间的有计划存在的间隙仅用于，确保密封件处于主力线中。借助所述结构既没有计划进行法兰片倾斜补偿也不可以进行法兰片倾斜补偿。法兰片旋转必须几乎为0，因此能够经由倾斜的平面将压力从夹子传递到密封件上。
[0008]DE4340051A1中示出一种法兰连接部，其中法兰片倾斜由于取决于法兰密封面的形状而在装配期间出现的拧紧力导致密封件上的力没有下降。由于焊接收缩应力引起的法兰片的倾斜通常沿相反的方向进行并且不能够通过所述结构来补偿。
[0009]在DE29504402U1中描述一种具有软材料衬垫的Jungtec梳齿状轮廓密封件的已知的几何形状。在此，侧向的梳齿紧固应首要密封的软材料衬垫。借助该结构仅可以有限制地进行法兰倾斜补偿。在法兰片倾斜较大的情况下，软材料密封件被去负荷并且金属梳齿被加负荷。
[0010]由于将所使用的法兰同与其连接的管路焊接，由于焊接收缩应力通常造成法兰密封面的倾斜、凸度和波度。由于具有环形槽中的O形环的法兰密封件的高的平面性要求需要对法兰密封面进行成本耗费的再加工。
【发明内容】
[0011]本发明提出下述目的:避免这种再加工的附加的耗费。
[0012]为了实现根据本发明的目的，提出开始所述类型的法兰、匹配环或者装置，所述法兰、匹配环或者装置具有分别在权利要求1或权利要求2的特征部分中的附加的特征。
[0013]本发明尤其基于下述知识，法兰密封面的平坦性偏差几乎总是在直径上具有正的倾斜，使得法兰密封面描述凸形的凹性。该倾斜引起，O形环密封件借助其从密封槽中突出于密封面在一些情况下不再能够补偿在环周之上的法兰密封面的根据公差的波度。尤其由于焊接变形引起的对称的倾斜为了其补偿已经用掉大部分的可用的密封件变形路径。所述倾斜是法兰面再加工的必要性的常见原因，在焊接过程之后立即进行的所述再加工是尤其耗费的。法兰以根据本发明方式的构成基于配对法兰的密封面的相应的倾斜并且以如下方式进行几何尺寸上的准备，即所述倾斜不再大量减小O形环密封件在其装置中在密封槽中的挤压能力，并且相应地提供O形环密封件的完整的变形可行性以用于补偿相对置的法兰密封面的根据公差的平坦性误差。本发明的上述思想在于通过法兰的根据本发明的几何形状将配对法兰的密封面的原本计划之外但是根据本发明作为系统已知的偏差转变为按计划地考虑上述偏差。
[0014]在此,关于面轴向地平均表示,所述面具有对面积取平均的轴向位置,并且相应地根据本发明，内面的相对于外面的对面积加权取平均的轴向位置具有轴向的回退距离或者径向的内面相对于径向的外面在朝管端部的方向上轴向地位于更远。换言之这表示，法兰或者匹配环在周向上围绕中央轴线延伸，并且法兰或者密封环上的密封面的面法线平均地基本上平行地或反平行地沿着轴向方向延伸。内面的对面积取平均的轴向位置相对于外面在内面的或者外面的面法线方面退回一定轴向的回退距离。与根据本发明的法兰相同的思想是以根据本发明的方式构成用于中央地设置在两个法兰或者配对法兰之间的匹配环的基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面，根据具体的实施例在参考附图的情况下详细描述本发明。其示出:
[0016]图1示出根据本发明的法兰与配对法兰的横截面图和
[0017]图2示出根据本发明的匹配环与配对法兰的横截面图。
【具体实施方式】
[0018]下面，关于圆周运动的几何形状的范围，例如轴向、径向、环周、直径、周向的说明涉及在所述实施例中设有附图标记AX的中央轴线，如果不是这样就另作说明。图1示出按照DIN EN1092-1类型11的根据本发明的法兰或者预焊法兰。法兰FL基本上沿周向围绕轴线AX延伸并且在焊缝WD的区域中焊接在管端部PE上。在图1、2中分别部分地绘出称作为配对法兰GF的法兰，所述配对法兰在很多方面与法兰FL结构相同，这通过相同的附图标记来表示。法兰FL在外径上在环周的不同的位置上设有贯通孔TH，所述贯通孔用于，借助于没有示出的螺丝将法兰FL紧固在配对法兰GF上。紧固应当以如下方式来进行，即将法兰FL的密封面SLS压紧配对法兰GF的配对密封面CSLS。密封面SLS是法兰FL的轴向端面FS的一部分，所述轴向端面FS被在周向上延伸的密封槽SG划分成位于径向靠内的区域——内面IS和位于径向靠外的区域——外面OS。密封槽SG以相同的方式伸展穿过密封面SL，所述密封面在此以相同的方式被划分成内面IS和外面OS。内面IS和外面OS或者密封面SLS构成为，使得以如下方式得到配对法兰GF和其配对密封面CSLS的布置，即在内面IS和配对密封件CSLS之间以及外面OS和配对面CSLS之间得出至少部分径向的面覆盖。在法兰FL上，内面IS轴向地相对于外面OS退回一定轴向的回退距离RS，使得在密封槽SG的区域中，沿轴向方向在径向靠内限界的棱边RIE和径向靠外限界的棱边ROE之间得到阶梯部。内面IS和外面OS垂直于轴线AX延伸或者不具有按计划的轴向延伸。因此，得到外面OS和内面IS相对于中央轴线AX的垂直的、纯径向的延伸。配对法兰GF的配对密封面CSLS以下述方式由于焊接变形而相对于径向方向倾斜，所述方式即配对密封面CSLS的径向靠外的区域相对于配对密封面的径向靠内的区域(关于自身的正的轴线方向相反于(反平行于)中央轴线AX的方向)轴向地退回并且所得到的密封面CSLS由于这种倾斜因此在空间整体观察中描述凸形的锥形形状。法兰FL的密封面SLS以如下方式匹配倾斜，即所描述的回退距离RS大约为1mm。在装配状态下位于密封槽SG中的密封件SL由此被配对密封面CSLS挤压，使得能够使用密封件SL的总的变形可行性，以补偿配对密封面CSLS的制造所决定的和根据公差的非平坦性或者波度。
[0019]图2示出根据本发明的匹配环AR，所述匹配环以类似的方式沿周向围绕轴线AX延伸。匹配环AR以与法兰FL的密封面SLS类似的方式构成在位于端侧的两个密封面SLS上，使得补偿配对法兰GF的配对密封面CSLS的空间的凸形锥形的倾斜。匹配环AR以没有详细描述的方式被两个配对法兰密封面CSLS轴向地围住(其中仅示出一个配对密封面)，其中两个配对法兰GF借助于紧固元件以没有描述的方式相对彼此夹紧，使得将匹配环AR夹紧在两个配对法兰GF之间。
[0020]优选地，根据本发明的法兰FL和匹配环AR用于200mm-2000mm的管额定宽度，其中密封面(即围绕管的径向卡圈)的径向宽度基本上保持恒定。与此相应地，轴向回退距离RS的优选尺寸大致恒定地保持在0.5mm-1.5mm的数值范围内，尤其优选为lmm+/-0.1mm。密封槽优选在径向大约为9_+/-3_宽。
【权利要求】
1.一种装置，具有: 至少一个法兰(FL)，所述法兰用于焊接到管的管端部(PE)上并用于两个管端部(PE)的承压的法兰连接部(FLC)JP至少一个密封件(SL)，和 配对法兰(GF)，其中所述法兰(FL)和所述配对法兰(GF)借助于紧固元件在挤压设置在密封槽(SG)中的所述密封件(SL)的情况下相对彼此压紧， 其中所述法兰(FL)沿着周向围绕所述管的中央轴线(AX)延伸，第一端面(FS)指向所述管端部(PE)的轴向方向， 其中所述第一端面(FS)具有在周向上延伸的密封槽(SG)，所述密封槽(SG)将所述端面(FS)划分成位于径向靠内的内面(IS)和位于径向靠外的外面(OS)，所述内面基本上径向延伸并且是平坦的，所述外面基本上径向延伸并且是平坦的，其中所述内面(IS)相对于所述外面(OS )平均地轴向地退回一定回退距离(RS )， 其特征在于，所述配对法兰沿着周向围绕所述管的所述中央轴线(AX)延伸，平坦的第一配对密封面(CSLS )指向轴向方向， 其中所述配对密封面(CSLS)至少部分地覆盖所述内面(IS)和所述外面(OS)。
2.一种装置，具有: 用于分别焊接到管的管端部(PE)上的、用于两个管端部(PE)的承压的法兰连接部(FLC)的两个配对法兰(FL)JP 用于设置在两个所述配对法兰(GF)之间的匹配环(AR)， 其中所述匹配环(AR)沿着周向围绕中央轴线(AX)延伸，并且在两个轴向的端侧上，第一端面(FS)相应地在轴向方向上朝相应的管端部(PE)指向， 其中两个所述第一端面(FS)中的至少一个具有在周向上延伸的密封槽(SG)，所述密封槽(SG)将所述端面(FS)划分成位于径向靠内的内面(IS)和位于径向靠外的外面(OS)，所述内面基本上径向延伸并且是平坦的，所述外面基本上径向延伸并且是平坦的，其中所述内面(IS)相对于所述外面(OS)平均地轴向地退回一定回退距离(RS)， 其中所述配对法兰对置于所述第一端面(FS)，平坦的第一配对密封面(CSLS)指向轴向方向， 其中所述配对密封面(CSLS)至少部分地覆盖所述内面(IS)和所述外面(OS)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述回退距离(RS)在0.5-1.5mm之间，尤其为 1+/-0.1mnin
4.根据权利2所述的装置，所述装置具有根据权利要求2所述的匹配环(AR)、两个密封件(SL)和两个配对法兰(GF)，其中所述匹配环(AR)设置且夹紧在两个所述配对法兰(GF)之间，使得在两个所述配对法兰(GF)中的第一配对法兰(GF)和所述匹配环(AR)之间设置有两个所述密封件(SL)中的一个密封件(SL)，并且在另一配对法兰(GF)和所述匹配环(AR)之间设置有另一密封件(SL)。
【文档编号】F16L23/026GK103477140SQ201280018488
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年4月13日 优先权日:2011年4月14日
【发明者】沃尔夫冈·弗罗因德 申请人:西门子公司