气密式变径法兰的制作方法

本实用新型涉及石油勘探技术领域，具体地说是一种气密式变径法兰。

背景技术：

法兰，又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是管子与管子之间相互连接的零件，用于管端之间的连接;也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰，同时，也有用于单一管状物的密封连接和固定。法兰连接或法兰接头，是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。管道法兰系指管道装置中配管用的法兰，用在设备上系指设备的进出口法兰。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰分螺纹连接(丝扣连接)法兰、焊接法兰和卡夹法兰。法兰都是成对使用的,低压管道可以使用丝接法兰，四公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封垫，然后用螺栓紧固。不同压力的法兰厚度不同，它们使用的螺栓也不同。水泵和阀门，在和管道连接时，这些器材设备的局部，也制成相对应的法兰形状，也称为法兰连接。凡是在两个平面周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为"法兰"，如通风管道的连接，这一类零件可以称为"法兰类零件"。比较小型的如阀门等，可以叫"法兰类零件"然而。

随着创新生产的飞速发展，法兰的适用范围正在在逐步扩大。但同时，对法兰作用的要求也在提升，已单单不是以连接为主导，更有时需要特定种类的法兰实现特定的作业。上述中，法兰的功能形式比较单一，无法满足特定的需要，也就是说没有一种可灵活变径的法兰。

综合录井在现场安装传感器如超声波时，通常是利用特殊的支架将传感器固定在一定的高度，然后探头发射超声波，超声波穿过探测液面容器罩上的割口，这样获得传感器信号，这种安装方式是建立的敞开的容器空间基础上的。如果需要探测的液面容器是要求密封的，则这种方式不可行，而这种密封要求在油气勘探的易燃易爆容器上常见。当出现这种情况时，往往采取的方法就是定制一种针对体积传感器探头具体尺寸的法兰，然后将法兰固定到容器表面上。定制法兰比直接购买需要更多的费用，而直接购买却没有针对综合录井专业性的法兰，所以也只有定制，定制的法兰在使用完后也就不再有用了，因为传感器不同尺寸也就不同，纵观起来，没有一种通用的尺寸可供变化使用。再者，综合录井的体积传感器重量较轻（约为1000g），需要密封的探头直径较小（约为60mm），这种情况下使用普通的用于连接管件的法兰是不切合实际的。所以，必须有一种可变径的法兰，以供专业使用。

普通法兰的缺点可归纳为以下几个方面。

（1）普通法兰的孔径是一致的，满足不了特定条件下变径安装的需要；

（2）在具体的工作中，往往为了找到适合的法兰而需在广泛的种类中挑选，延误了工作；

（3）在没有完全适合的法兰情况下，只能在管件中添加垫片，影响了法兰连接作用的整体性；

（4）由于普通法兰无法变径，所以，限制了作为一种工具的工作面；

（5）普通法兰主要是实现双管连接，无法实现单管密封悬挂紧固；

（6）普通法兰是单纯的双管连接件，即需两个法兰盘夹垫片紧固连接，而单个法兰无法工作；

(7) 目前，缺少一种可实现单体操作的可变径法兰。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种气密式变径法兰。

本实用新型的技术方案是按以下方式实现的，该气密式变径法兰，其结构包括固定连接的外体法兰和内体法兰，

外体法兰设置有固定连接的外体法兰外壁、外体法兰上盘和外体法兰下盘，

外体法兰上盘和外体法兰下盘分别开设有上下对应的法兰螺栓孔；法兰螺栓孔设置有法兰螺栓；

内体法兰设置有固定连接的内体法兰外壁、内体法兰上盘和内体法兰下盘，

内体法兰中心开设有内围法兰孔通道；

内体法兰外壁、内体法兰上盘、内体法兰下盘以及内围法兰孔通道之间设置为环状气囊腔；环状气囊腔内设置有环状弹性气囊；

环状弹性气囊上连通有气嘴连管，气嘴连管从环状气囊腔向上穿出内体法兰上盘设置的管口，气嘴连管和内体法兰上盘之间滑动连接，气嘴连管探出内体法兰上盘的顶端设置有气嘴；

中心轴件共同贯穿内围法兰孔通道和环状弹性气囊的内圈；环状弹性气囊通过气嘴充入高压气体使环状弹性气囊膨胀迫使环状弹性气囊内圈挤压悬挂紧固中心轴件。

气嘴连管和内体法兰上盘之间设置有直线轴承，气嘴连管和内体法兰上盘之间通过直线轴承滑动连接。

内体法兰和外体法兰之间固定焊接。

法兰螺栓上下贯穿或旋设外体法兰上下对应的法兰螺栓孔。

法兰螺栓孔在外体法兰上盘和外体法兰下盘分别开设有六个，且上下位置相对应、上下投影重合。

中心轴件的直径小于内体法兰内围法兰孔通道的内径。

本实用新型与现有技术相比所产生的有益效果是：

该气密式变径法兰可根据需要实现变径，扩大了法兰的使用范围，更能满足特定的需要，尤其是在综合录井等设备安装中凸显其不可替代的作用。这种法兰提高了作业标准，降低了设备运行成本，具有广阔的应用前景。

可广泛应用于单体件紧固的工作需要，特别是在综合录井具有特殊要求单体密封悬挂的工作场合；同时，满足变径的需要，也可用于其它领域的单体件变径密封。

该气密式变径法兰在现场应用中能够充分消除多种不利因素，拓展了综合录井体积传感器的安装条件，有利支持了油气勘探作业现场的施工安全，满足了现场作业标准需要，达到了规范化的施工要求。同时，降低了设备运行成本，实现了创新创效。

该气密式变径法兰设计了内外法兰腔，法兰通腔和气密腔。充入气体的膨胀是塑圈在横向上变形，挤压需要密封固定的传感器探头部位，气压越大固定越牢固，可人为调节。拆卸时，可通过气密阀芯泄压，取出传感器。这种设计科学简便，易于操作，不需特殊维护，通过调整气压就可满足紧固不同尺寸探头的需要。

与普通的法兰相比，气密式变径法兰创造性地具备了以下性能和优点：

（1）气密式变径法兰的孔径是可变的，满足了特定条件下变径安装的需要；

（2）在具体的工作中，避免为了找到适合的法兰而需在广泛的种类中挑选，保障了特点工作需要；

（3）气密式变径法兰的塑圈靠气密封闭空间，不影响法兰连接作用的整体性；

（4）气密式变径法兰可变径，所以，拓展了法兰作为一种工具的工作面广度；

（5）气密式变径法兰实现单管密封悬挂紧固，这是普通法兰无法做到的；

（6）气密式变径法兰实现了一种全新式的密封紧固作用，满足了特殊工作需要；

(7) 气密式变径法兰拓展了法兰工具的使用范围。

该气密式变径法兰设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。

附图说明

附图1是本实用新型的立体结构示意图；

附图2是本实用新型的抛面结构示意图。

附图中的标记分别表示：

1、外体法兰，2、外体法兰外壁，3、外体法兰上盘，4、外体法兰下盘，

5、法兰螺栓孔，6、法兰螺栓，

7、内体法兰，8、内体法兰外壁，9、内体法兰上盘，10、内体法兰下盘，

11、内围法兰孔通道，12、环状气囊腔，13、环状弹性气囊，

14、气嘴连管，15、管口，16、气嘴，

17、中心轴件，

18、直线轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的气密式变径法兰作以下详细说明。

如附图所示，本实用新型的气密式变径法兰，其结构包括固定连接的外体法兰1和内体法兰7，

外体法兰1设置有固定连接的外体法兰外壁2、外体法兰上盘3和外体法兰下盘4，

外体法兰上盘3和外体法兰下盘4分别开设有上下对应的法兰螺栓孔5；法兰螺栓孔5设置有法兰螺栓6；

内体法兰7设置有固定连接的内体法兰外壁8、内体法兰上盘9和内体法兰下盘10，

内体法兰7中心开设有内围法兰孔通道11；

内体法兰外壁8、内体法兰上盘9、内体法兰下盘10以及内围法兰孔通道11之间设置为环状气囊腔12；环状气囊腔12内设置有环状弹性气囊13；

环状弹性气囊13上连通有气嘴连管14，气嘴连管14从环状气囊腔向上穿出内体法兰上盘设置的管口15，气嘴连管14和内体法兰上盘9之间滑动连接，气嘴连管14探出内体法兰上盘的顶端设置有气嘴16；

中心轴件17共同贯穿内围法兰孔通道11和环状弹性气囊13的内圈；环状弹性气囊13通过气嘴充入高压气体使环状弹性气囊膨胀迫使环状弹性气囊内圈挤压悬挂紧固中心轴件17。

气嘴连管14和内体法兰上盘9之间设置有直线轴承18，气嘴连管和内体法兰上盘之间通过直线轴承滑动连接。

内体法兰7和外体法兰1之间固定焊接。

法兰螺栓6上下贯穿或旋设外体法兰上下对应的法兰螺栓孔5。

法兰螺栓孔5在外体法兰上盘和外体法兰下盘分别开设有六个，且上下位置相对应、上下投影重合。

中心轴件17的直径小于内体法兰内围法兰孔通道11的内径。

该气密式变径法兰的外部壳体由不锈钢制，整体为空腔结构，平面厚度50mm，外径200mm，内设可膨胀环状弹性气囊。

1.内外体法兰腔。内外法兰腔是外法兰体和内法兰体形成的空腔结构。

(1)外体法兰直径200mm，壁厚2mm，高50mm，外体法兰和法兰底盘一体无缝焊接。

(2)内体法兰。内体法兰直径170mm，壁厚2mm，高50mm，内体法兰和法兰底盘一体无缝焊接。

(3)法兰底盘。法兰底盘上焊接有内体法兰和外体法兰箍，期间的内外法兰腔上均匀分布着6个螺栓孔，孔径16mm，在底盘周径居中。法兰底盘直径200mm，法兰通腔直径70mm，通腔源距内体法兰37mm。

2. 环状弹性气囊。环状弹性气囊是实现变径的主体，在气压下可塑。无气压下，胶圈的内圈直径是70mm，外圈直径37mm。胶圈上设气密阀芯气嘴，阀芯气嘴空气入口伸出法兰顶盘供充气用。气密阀芯在充气时顶开，充气结束则在内舌片的作用下封闭。充气时，胶圈膨胀，膨胀的胶圈在内体法兰壁和法兰顶盘的阻挡下向法兰通腔伸展，对作为中心轴件的传感器探头体形成周边紧缩达到密封支撑的作用，即气密腔直径收缩。

3. 环状气囊腔。环状弹性气囊在气压下由于横向变形而形成的收缩腔。

4.法兰顶盘。法兰顶盘可拆卸，在顶盘上均匀分布着6个螺栓孔，孔径16mm，和底盘螺栓孔通径，位置相同。法兰顶盘直径200mm，法兰通腔直径70mm。法兰顶盘和法兰底盘通过6个螺栓穿过对应的螺栓孔紧接。固定螺栓从顶盘经内外法兰腔穿过底盘，然后拧入到容器上相对应的螺丝孔中牢固对接。