一种带有焊接密封的法兰结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型是一种带有焊接密封的法兰结构，该法兰结构采用了双道密封圈和一道金属罩(3)焊接密封的三道密封冗余设计，包括下法兰盘(1)、上法兰盘(2)、金属罩(3)、内密封圈(4)、外密封圈(5)、紧固件组件(6)；其中金属罩内侧焊接边(3-1)、金属罩外侧焊接边(3-2)分别与上法兰盘焊接边(2-1)、下法兰盘焊接边(1-2)焊接，焊接区在竖直方向上的长度小于焊接边长度，控制在5mm以内；该法兰结构拆卸时，将焊接边在竖直方向切除7～8mm，即可取下金属罩(3)；再次安装时，需要对焊接边长度进行修配。本实用新型提供的一种采用双道密封圈加一道金属罩焊接密封的法兰结构，既提高了密封效果及结构可靠性，又可以重复拆装。
【专利说明】一种带有焊接密封的法兰结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种密封结构，具体涉及一种带有焊接密封的法兰结构。
【背景技术】
[0002]在公知的【技术领域】，法兰密封结构通常由一对法兰盘、一个密封圈和若干套紧固件组成，密封圈放置在法兰盘的密封槽内，紧固件拧紧后，密封圈受力变形并填满密封槽空间，从而使法兰盘接触面密封不泄露。这种法兰密封结构只采用一个密封圈进行密封，一旦密封圈由于内部介质腐蚀、热环境等因素发生损坏时，即导致法兰结构泄漏。
[0003]盛选禹等发明的一种采用双道金属密封圈的法兰结构，相比上述采用单道密封圈的法兰结构有了很大改进，利用密封圈的冗余设计来降低总漏率，当其中一个密封圈损坏时，另一个密封圈仍可以达到密封效果。但是这种密封结构仍然局限在密封圈的结构形式，当法兰结构较大时，金属密封圈与密封槽的加工精度很难保证，密封效果就会下降，如果将密封圈材料改为橡胶材料，则同样存在内部介质腐蚀泄漏问题。
[0004]薛传方发明的一种焊接密封法兰采用焊接代替密封圈实现法兰密封，这种结构完全靠焊缝的密封性达到法兰密封，对焊缝质量要求较高，且一旦焊缝发生损伤，即会导致法兰结构泄漏，另外一个较大的缺点是这种结构一旦焊接不可拆卸和重复装配。
【发明内容】
_5] 实用新型目的
[0006]本实用新型的目的是提供一种既可以保证良好的密封效果、又可以实现重复拆装的法兰密封结构。
_7] 技术方案
[0008]为实现上述目的，本实用新型采用一种带有焊接密封的法兰结构，包括下法兰盘，上法兰盘，多套紧固件组件、内密封圈、外密封圈、金属罩；其中一个法兰盘的接触面上设置有双道密封槽，内密封圈、外密封圈分别安装在密封槽内；金属罩与下法兰盘和上法兰盘焊接密封。
[0009]所述下法兰盘的整个外围设置有竖直向上伸出的下法兰盘焊接边；所述上法兰盘包括:中心的圆盘部分和外围的水平圆环部分，在上法兰盘圆环部分整个内侧边缘设置有竖直向上伸出的上法兰盘焊接边；从横截面看，下法兰盘焊接边、上法兰盘焊接边、与上法兰盘圆环部分形成“U”型腔体；所述金属罩的截面为“U”型，金属罩放入所述“U”型腔体，并且金属罩内侧焊接边、金属罩外侧焊接边分别与上法兰盘焊接边、下法兰盘焊接边焊接；焊接区设置于上部，焊接区竖直方向上的长度小于焊接边长度。
[0010]所述金属罩与下法兰盘和上法兰盘的焊接区在竖直方向上的长度小于等于5mm。[0011 ] 所述双道密封槽设置在下法兰盘的上端面。
[0012]所述内密封圈和外密封圈同为非金属材料或者金属材料；或者其中一个为非金属材料，另一个为金属材料。
[0013]有益效果
[0014]本实用新型所述的法兰密封结构采用了双道密封圈加金属罩焊接密封的设计。两个法兰盘通过紧固件组件提供的预紧力将两个密封圈压紧在密封面上，起到主要密封作用；金属罩的两个焊接边分别焊接到两个法兰盘的焊接边上，起到辅助密封作用。如此，本实用新型所述的法兰密封结构实现了双道密封圈和一道金属罩焊接密封的三道密封冗余设计，双道密封圈中的任何一道均可达到要求的密封效果，当两道密封圈均损坏时，内部介质会泄漏到金属罩内，只有当金属罩也损坏时才会发生泄漏，从而保证了良好的密封效果。
[0015]本实用新型所述的法兰密封结构中，两个法兰盘伸出的焊接边在竖直方向上具有一定的长度，焊接时焊接区的长度小于焊接边的长度，在焊接后需要拆卸时，可以将焊接区切除；再次装配时，根据需要更换金属罩，并调整金属罩焊接边长度，从而满足安装的需求。
[0016]当压力容器对法兰的密封要求十分严格且要求具备重复拆装能力时，采用传统的密封圈法兰结构或者单纯的焊接密封法兰结构均难满足结构设计要求，本实用新型提供的一种采用双道密封圈加一道金属罩焊接密封的法兰结构，既提高了密封效果及结构可靠性，又可以重复拆装。
[0017]本实用新型所述的法兰密封结构中，两道密封圈可以同时为非金属材料、金属材料；也可以一个为非金属材料，一个为金属材料。由于采用了冗余的密封结构，所以两道密封圈的材质选择能够具有更大的自由度，可以根据具体的实用环境和被密封的内部介质的类型进行灵活选择。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型所述法兰密封结构装配图。
[0019]图2为图1中A处的局部放大图。
[0020]其中，1、下法兰盘，2、上法兰盘，3、金属罩，4、内密封圈，5、外密封圈，6、紧固件组件，1-1、容器焊接处，1-2、下法兰盘焊接边，2-1、上法兰盘焊接边，3-1、金属罩内侧焊接边，3-2、金属罩外侧焊接边，6-1、螺柱，6-2、垫片，6-3、螺母。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。
[0022]如图1所示，本实用新型提供了一种带有焊接密封的法兰结构，用于对容器进行密封，包括下法兰盘1、上法兰盘2、金属罩3、内密封圈4、外密封圈5、紧固件组件6 ;
[0023]如图2所示，下法兰盘I的整个外围设置有水平向外凸起的容器焊接处1-1，用于与容器内壁或者容器上端焊接；下法兰盘I的整个外围还设置有竖直向上伸出的下法兰盘焊接边1-2，用于与金属罩3进行焊接；下法兰盘I上端面内侧设置有两个密封槽，用于安装内密封圈4和外密封圈5 ;下法兰盘I上端面，密封槽外侧位置，设置有螺纹孔，用于安装紧固件组件6的螺柱6-1;
[0024]如图1所示，上法兰盘2主要由中心的圆盘部分和其外围的水平圆环部分组成。如图2所示，上法兰盘2圆环部分下端面与下法兰盘I上端面贴合，且位于下法兰盘焊接边1-2内部；在上法兰盘2圆环部分具有穿过螺柱6-1的通孔；在上法兰盘2圆环部分整个内侧边缘还设置有竖直向上伸出的上法兰盘焊接边2-1，用于与金属罩3进行焊接；
[0025]如图2所示，从横截面上看，下法兰盘焊接边1-2、上法兰盘焊接边2-1、与上法兰盘2圆环部分的形成“U”型腔体，并且，金属罩3的截面为“U”型，金属罩3放入所述“U”型腔体，金属罩内侧焊接边3-1、金属罩外侧焊接边3-2分别用于与上法兰盘焊接边2-1、下法兰盘焊接边1-2焊接；焊接区设置于上部，并且焊接区竖直方向上的长度小于金属罩3的整个焊接边长度，如此可以实现多次焊接和拆卸。
[0026]本实用新型所述的法兰密封结构安装时，首先将螺柱6-1分别安装到下法兰盘I上的螺纹孔中，然后将内密封圈4和外密封圈5分别安装在下法兰盘I的密封槽中，之后将上法兰盘2安装到下法兰盘I上，然后在螺柱6-1上安装垫片6-2、螺母6-3进行锁紧，如此，两个法兰盘通过紧固件组件6提供的预紧力将两个密封圈压紧在密封槽中，起到主要密封作用；然后将金属罩3的金属罩内侧焊接边3-1、金属罩外侧焊接边3-2分别与上法兰盘焊接边2-1、下法兰盘焊接边1-2进行焊接，起到辅助密封作用。
[0027]为了保证密封圈的密封效果，下法兰盘I上的两个密封槽应根据内密封圈4和外密封圈5的材质、尺寸和变形能力等进行尺寸和公差设计。两个密封圈可以同时为非金属材料、金属材料；也可以一个为非金属材料，一个为金属材料。
[0028]为了保证该法兰密封结构具备多次重复拆装的能力，金属罩3、下法兰盘I和上法兰盘2上的焊接边长度可根据需要进行设计，同时在进行焊接时焊接区长度不宜过长，竖直方向长度控制在5_以内。
[0029]本实用新型所述的法兰密封结构拆卸时，首先将金属罩3两侧焊接边与下法兰盘焊接边1-2、上法兰盘焊接边2-1在竖直方向切除7?8_，取下金属罩3，然后拧下紧固件螺母6-3并取下垫片6-2，之后取下上法兰盘2即可打开法兰。
[0030]为了保证法兰结构的密封效果，当法兰结构打开后要再次安装时，应更换内密封圈4、外密封圈5和金属罩3，其中金属罩3两侧焊接边长度需根据此时上、下法兰盘焊接边长度进行修配。
[0031]上面对本实用新型的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本实用新型的最优实施例，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
【权利要求】
1.一种带有焊接密封的法兰结构，包括下法兰盘(I)，上法兰盘(2)，多套紧固件组件(6)，其特征在于:所述法兰结构还包括:内密封圈(4)、外密封圈(5)、金属罩(3);其中一个法兰盘的接触面上设置有双道密封槽，内密封圈(4)、外密封圈(5)分别安装在密封槽内；金属罩(3)与下法兰盘(I)和上法兰盘(2)焊接密封。
2.按照权利要求1所述的一种带有焊接密封的法兰结构，其特征在于:所述下法兰盘(I)的整个外围设置有竖直向上伸出的下法兰盘焊接边(1-2);所述上法兰盘(2)包括:中心的圆盘部分和外围的水平圆环部分，在上法兰盘(2)圆环部分整个内侧边缘设置有竖直向上伸出的上法兰盘焊接边(2-1);从横截面看，下法兰盘焊接边(1-2)、上法兰盘焊接边(2-1)、与上法兰盘(2)圆环部分形成“U”型腔体；所述金属罩(3)的截面为“U”型，金属罩(3)放入所述“U”型腔体，并且金属罩内侧焊接边(3-1)、金属罩外侧焊接边(3-2)分别与上法兰盘焊接边(2-1)、下法兰盘焊接边(1-2)焊接；焊接区设置于上部，焊接区竖直方向上的长度小于焊接边长度。
3.按照权利要求2所述的一种带有焊接密封的法兰结构，其特征在于:所述金属罩(3)与下法兰盘(I)和上法兰盘(2)的焊接区在竖直方向上的长度小于等于5mm。
4.按照权利要求1所述的一种带有焊接密封的法兰结构，其特征在于:双道密封槽设置在下法兰盘(I)的上端面。
5.按照权利要求1所述的一种带有焊接密封的法兰结构，其特征在于:内密封圈(4)和外密封圈(5)同为非金属材料或者金属材料；或者其中一个为非金属材料，另一个为金属材料。
【文档编号】F16J15/06GK204004387SQ201420409238
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】刘德博, 常志龙, 李斌, 阮小鹏, 刘观日 申请人:北京宇航系统工程研究所, 中国运载火箭技术研究院