本发明属于法兰制造技术领域，具体的说是一种石油管道用螺纹法兰。
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。法兰上有孔眼，利用螺栓使两法兰紧密连接，法兰间用衬垫密封。法兰包括螺纹法兰和焊接法兰。其中，螺纹法兰是利用法兰内孔加工的螺纹和带螺纹的管子旋合连接、无须焊接，因而具有方便安装的特点，螺纹法兰适用于消防、煤气、冷热水、空压管、油管，液压管等工业与民用管螺纹锁固密封等。螺纹法兰在使用中，当受到外界的不平衡力或者激振力时，两法兰因受力矩作用而发生转动，使两者之间的间隙不均匀，从而出现密封圈因长时间受力不均而导致泄露，同时石油管道使用过程中液体内杂物较多，通过法兰的连接部位由于口径的变化容易出现杂物堆积，导致管道堵塞，从而影响使用。
技术实现要素：
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种石油管道用螺纹法兰，本发明通过设置限位单元利用石油管道中液体的浮力实现将螺栓的螺纹部位卡住，从而有效地阻止螺栓的松动，提高了法兰连接的有效性；同时通过限位单元与切割单元的相互配合工作，对管道内液体中的杂物进行粉碎，避免管道发生堵塞。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种石油管道用螺纹法兰，包括法兰本体，所述法兰本体由内外圆环同轴安装组成，法兰本体的内孔左端设置有一段管螺纹，法兰本体右端面的密封面为凸面，法兰本体远离内孔的位置周向布置有安装孔；所述法兰本体的安装孔内设置有限位单元，限位单元利用管道内的液体浮力来防止螺栓松动、脱落；所述法兰本体的右端面上在安装孔的外侧设置有圆环形凹槽，法兰本体在圆环形凹槽内设置有弹簧一和密封环；所述密封环一端通过弹簧一设置于法兰本体的圆环形凹槽内，密封环另一端延伸出法兰本体的圆环形凹槽，两成对的螺纹法兰通过螺栓连接实现安装后，密封环被压紧在两螺纹法兰之间，从而防止外界的液体或者气体通过两法兰之间的间隙与内部的密封面上的密封圈直接接触、减缓密封圈的老化；其中，
所述限位单元包括限位齿、销轴、拨杆和移动板；所述法兰本体在与安装孔同轴的位置设置有安装槽，法兰本体在内壁上沿径向方向上周向设置有滑槽，滑槽的位置与安装槽的位置相对应，滑槽位于安装槽的一侧，滑槽与安装槽相通；所述限位齿通过销轴铰接在法兰本体的安装槽内，限位齿用于将螺栓的螺纹部分卡住；所述拨杆一端固定在限位齿偏离销轴的位置上；所述移动板安装在法兰本体的滑槽内，移动板的数量与安装槽的数量相同，移动板上与安装孔同轴的位置水平开设有通孔，通孔的直径大于安装孔的直径，移动板上围绕着通孔周向设置有弧形槽，限位齿上的拨杆另一端位于移动板的弧形槽内，移动板下端延伸到法兰本体的内孔。工作时，移动板在液体浮力的作用下沿径向方向向外运动，移动板的运动推动拨杆沿着移动板的弧形槽移动，从而使限位齿发生转动，限位齿顺利卡入螺栓的螺纹槽内，从而能够有效避免螺栓的松动。
所述限位齿在与螺栓的螺纹接触的部位设置有凹槽，限位齿在凹槽内设置有活动齿，活动齿通过弹簧二安装在限位齿的凹槽内。由于螺栓的螺纹槽与移动板的平面之间呈一夹角，当限位齿转动时，活动齿与螺栓的螺纹部分不同位置接触，活动齿能够在一定程度上移动，可以避免活动齿受力不均匀而导致损坏。
所述法兰本体在圆环形凹槽的侧壁上沿径向向外水平设置有滑动槽一，滑动槽一在法兰本体上呈周向均匀布置，法兰本体的右端面上沿轴线方向设置有滑动槽二，滑动槽二与滑动槽一相通；所述密封环在靠近滑动槽一的一侧设置有截面为三角形的圆环形限位槽；所述滑动槽一内设置有滑动块一，滑动块一通过弹簧三安装在滑动槽一内，滑动块一一端与密封环的圆环形限位槽接触，滑动块一另一端在靠近滑动槽二的一侧设置有楔形槽；所述滑动槽二设置有滑动槽二，滑动槽二一端与滑动槽一的楔形槽接触，滑动槽二另一端延伸出滑动槽二。两法兰通过螺栓安装在一起后，当出现受力不稳定导致两法兰之间的间隙不均匀时，法兰推动密封环向圆环形凹槽内移动，密封环的移动使滑动块二从法兰的右端面伸出，将配对的法兰顶住，对法兰的受到的不平衡力进行抵消，避免密封圈因法兰的受力不均而出现泄露。
所述法兰本体在管螺纹的螺纹齿面上设置储存槽；所述储存槽内储存有金属粉末，金属粉末的直径为0.05um-0.1um，储存槽在螺纹槽面通过防护膜实现封堵，当法兰本体与管通过螺纹连接时，在螺纹旋合过程中防护膜能够被挤破，储存槽内设置有推板，金属粉末能够进入法兰与管道的螺纹旋合部位，从而实现螺纹之间间隙的封堵，增加螺纹旋出的阻力，防止螺纹连接松动；所述推板通过弹簧三安装在储存槽内，推板用于将储存槽内的金属粉末推出。在法兰与管道通过螺纹实现连接的过程中，螺纹的旋合将防护膜被挤破，推板在弹簧三的弹力作用下将储存槽内的金属粉末挤出，金属粉末进入螺纹槽内，从而实现螺纹之间间隙的封堵，增加螺纹旋出时的阻力，从而防止螺纹连接出现松动。
所述移动板位于法兰本体内孔的一端设置有切割单元；所述切割单元包括伸缩杆、连接盘、切割块、转环和连杆，所述伸缩杆数量与垂直于法兰本体轴线的同一平面内移动板的数量相同，伸缩杆一端固联在移动板的端部，伸缩杆另一端与连接盘相连接，伸缩杆与移动板处于同一平面内，伸缩杆的圆周表面设置有螺纹结构；所述切割块通过通过螺纹连接安装在伸缩杆的外表面，切割块能够沿着伸缩杆移动，切割块侧面设置有切割齿，切割齿用于对石油管道内的杂物进行粉碎，避免造成管道堵塞；所述转环转动安装在移动板的端部；所述连杆一端铰接在切割块上，连杆另一端铰接在转环上，连杆与伸缩杆之间呈一锐角，且连杆与水平面之间呈一锐角。当管道中的液体使移动板上浮时，移动板沿着滑槽向外运动，移动板运动拉动连杆移动、伸缩杆被拉长，连杆移动时使切割块在伸缩杆上沿着伸缩杆发生转动和移动，切割块的转动和移动实现对液体中杂物的粉碎，从而能够避免管道被堵塞。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种石油管道用螺纹法兰，本发明利用石油管道中液体的浮力将螺栓卡住，阻止了螺栓的松动，保证法兰连接的有效性；同时通过通过限位单元与切割单元的相互配合工作，对管道内液体中的杂物进行粉碎，避免管道发生堵塞，提高了管道的使用可靠性、降低了检修维护成本。
2.本发明所述的一种石油管道用螺纹法兰，本发明通过在法兰与管道连接的螺纹部位设置储存金属粉末的储存槽，在法兰与管道通过螺纹旋合的过程中使金属粉末进入螺纹旋合的间隙部位，实现螺纹间隙的封堵，增加螺纹旋出的阻力，防止螺纹连接松动，提高了管道与法兰之间连接的可靠性、同时避免了泄露的发生。
3.本发明所述的一种石油管道用螺纹法兰，本发明所述的法兰本体上设置有密封环，密封环的存在使得外界的液体或者气体难以进入两法兰之间的间隙与密封圈接触，减缓了密圈的老化，提高了法兰的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是图1中a-a剖视图；
图3是本发明限位齿的局部示意图；
图4是图1中b-b剖视图；
图5是本发明法兰本体的管螺纹处的局部放大图；
图中：法兰本体1、限位单元2、圆环形凹槽11、密封环3、限位齿21、拨杆22、移动板23、安装槽12、滑槽13、活动齿211、滑动槽一14、滑动槽二15、圆环形限位槽31、储存槽16、防护膜4、推板5、切割单元6、伸缩杆61、连接盘62、切割块63、转环64、连杆65、切割齿631。
具体实施方式
使用图1-图5对本发明一实施方式的石油管道用螺纹法兰的结构进行如下说明。
如图1所示，本发明所述的一种石油管道用螺纹法兰，包括法兰本体1，所述法兰本体1由内外圆环同轴安装组成，法兰本体1的内孔左端设置有一段管螺纹，法兰本体1右端面的密封面为凸面，法兰本体1远离内孔的位置周向布置有安装孔；所述法兰本体1的安装孔内设置有限位单元2，限位单元2利用管道内的液体浮力来防止螺栓松动、脱落；所述法兰本体1的右端面上在安装孔的外侧设置有圆环形凹槽11，法兰本体1在圆环形凹槽11内设置有弹簧一和密封环3；所述密封环3一端通过弹簧一设置于法兰本体1的圆环形凹槽11内，密封环3另一端延伸出法兰本体1的圆环形凹槽11，两成对的螺纹法兰通过螺栓连接实现安装后，密封环3被压紧在两螺纹法兰之间，从而防止外界的液体或者气体通过两法兰之间的间隙与内部的密封面上的密封圈直接接触、减缓密封圈的老化；其中，
如图1和图2所示，所述限位单元2包括限位齿21、销轴、拨杆22和移动板23；所述法兰本体1在与安装孔同轴的位置设置有安装槽12，法兰本体1在内壁上沿径向方向上周向设置有滑槽13，滑槽13的位置与安装槽12的位置相对应，滑槽13位于安装槽12的一侧，滑槽13与安装槽12相通；所述限位齿21通过销轴铰接在法兰本体1的安装槽12内，限位齿21用于将螺栓的螺纹部分卡住；所述拨杆22一端固定在限位齿21偏离销轴的位置上；所述移动板23安装在法兰本体1的滑槽13内，移动板23的数量与安装槽12的数量相同，移动板23上与安装孔同轴的位置水平开设有通孔，通孔的直径大于安装孔的直径，移动板23上围绕着通孔周向设置有弧形槽，限位齿21上的拨杆22另一端位于移动板23的弧形槽内，移动板23下端延伸到法兰本体1的内孔。工作时，移动板23在液体浮力的作用下沿径向方向向外运动，移动板23的运动推动拨杆22沿着移动板23的弧形槽移动，从而使限位齿21发生转动，限位齿21顺利卡入螺栓的螺纹槽内，从而能够有效避免螺栓的松动。
如图3所示，所述限位齿21在与螺栓的螺纹接触的部位设置有凹槽，限位齿21在凹槽内设置有活动齿211，活动齿211通过弹簧二安装在限位齿21的凹槽内。由于螺栓的螺纹槽与移动板23的平面之间呈一夹角，当限位齿21转动时，活动齿211与螺栓的螺纹部分不同位置接触，活动齿211能够在一定程度上移动，可以避免活动齿211受力不均匀而导致损坏。
如图1所示，所述法兰本体1在圆环形凹槽11的侧壁上沿径向向外水平设置有滑动槽一14，滑动槽一14在法兰本体1上呈周向均匀布置，法兰本体1的右端面上沿轴线方向设置有滑动槽二15，滑动槽二15与滑动槽一14相通；所述密封环3在靠近滑动槽一14的一侧设置有截面为三角形的圆环形限位槽31；所述滑动槽一14内设置有滑动块一，滑动块一通过弹簧三安装在滑动槽一14内，滑动块一一端与密封环3的圆环形限位槽31接触，滑动块一另一端在靠近滑动槽二15的一侧设置有楔形槽；所述滑动槽二15设置有滑动槽二15，滑动槽二15一端与滑动槽一14的楔形槽接触，滑动槽二15另一端延伸出滑动槽二15。两法兰通过螺栓安装在一起后，当出现受力不稳定导致两法兰之间的间隙不均匀时，法兰推动密封环3向圆环形凹槽11内移动，密封环3的移动使滑动块二从法兰的右端面伸出，将配对的法兰顶住，对法兰的受到的不平衡力进行抵消，避免密封圈因法兰的受力不均而出现泄露。
如图1和图5所示，所述法兰本体1在管螺纹的螺纹齿面上设置储存槽16；所述储存槽16内储存有金属粉末，金属粉末的直径为0.05um-0.1um，储存槽16在螺纹槽面通过防护膜4实现封堵，当法兰本体1与管通过螺纹连接时，在螺纹旋合过程中防护膜4能够被挤破，储存槽16内设置有推板5，金属粉末能够进入法兰与管道的螺纹旋合部位，从而实现螺纹之间间隙的封堵，增加螺纹旋出的阻力，防止螺纹连接松动；所述推板5通过弹簧三安装在储存槽16内，推板5用于将储存槽16内的金属粉末推出。在法兰与管道通过螺纹实现连接的过程中，螺纹的旋合将防护膜4被挤破，推板5在弹簧三的弹力作用下将储存槽16内的金属粉末挤出，金属粉末进入螺纹槽内，从而实现螺纹之间间隙的封堵，增加螺纹旋出时的阻力，从而防止螺纹连接出现松动。
如图1和图4所示，所述移动板23位于法兰本体1内孔的一端设置有切割单元6；所述切割单元6包括伸缩杆61、连接盘62、切割块63、转环64和连杆65，所述伸缩杆61数量与垂直于法兰本体1轴线的同一平面内移动板23的数量相同，伸缩杆61一端固联在移动板23的端部，伸缩杆61另一端与连接盘62相连接，伸缩杆61与移动板23处于同一平面内，伸缩杆61的圆周表面设置有螺纹结构；所述切割块63通过通过螺纹连接安装在伸缩杆61的外表面，切割块63能够沿着伸缩杆61移动，切割块63侧面设置有切割齿631，切割齿631用于对石油管道内的杂物进行粉碎，避免造成管道堵塞；所述转环64转动安装在移动板23的端部；所述连杆65一端铰接在切割块63上，连杆65另一端铰接在转环64上，连杆65与伸缩杆61之间呈一锐角，且连杆65与水平面之间呈一锐角。当管道中的液体使移动板23上浮时，移动板23沿着滑槽13向外运动，移动板23运动拉动连杆65移动、伸缩杆61被拉长，连杆65移动时使切割块63在伸缩杆61上沿着伸缩杆61发生转动和移动，切割块63的转动和移动实现对液体中杂物的粉碎，从而能够避免管道被堵塞。
两成对的螺纹法兰通过螺栓连接实现安装后，密封环3被压紧在两螺纹法兰之间，从而防止外界的液体、或者气体通过两法兰之间的间隙与内部的密封面上的密封圈直接接触、减缓密封圈的老化。
使用时，移动板23在液体浮力的作用下沿径向方向向外运动，移动板23的运动推动拨杆22沿着移动板23的弧形槽移动，从而使限位齿21发生转动，限位齿21顺利卡入螺栓的螺纹槽内，从而能够有效避免螺栓的松动。
两法兰通过螺栓安装在一起后，当出现受力不稳定导致两法兰之间的间隙不均匀时，法兰推动密封环3向圆环形凹槽11内移动，密封环3的移动使滑动块二从法兰的右端面伸出，将配对的法兰顶住，对法兰的受到的不平衡力进行抵消，避免密封圈因法兰的受力不均而出现泄露。
在法兰与管道通过螺纹实现连接的过程中，螺纹的旋合将防护膜4被挤破，推板5在弹簧三的弹力作用下将储存槽16内的金属粉末挤出，金属粉末进入螺纹槽内，从而实现螺纹之间间隙的封堵，增加螺纹旋出时的阻力，从而防止螺纹连接出现松动。
当管道中的液体使移动板23上浮时，移动板23沿着滑槽13向外运动，移动板23运动拉动连杆65移动、伸缩杆61被拉长，连杆65移动时使切割块63在伸缩杆61上沿着伸缩杆61发生转动和移动，切割块63的转动和移动实现对液体中杂物的粉碎，从而能够避免管道被堵塞。
以上，关于本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种变更。
(a)在上述实施方式中，法兰中设置有两层限位单元，但不限于此，法兰本体中可以根据工作需要设置多层限位单元来避免螺栓连接松动。
工业实用性
根据本发明，石油管道中使用此螺纹轴承能够较好地避免法兰连接失效、同时管道内堵塞的情况明显好转，从而此螺纹法兰在烟气净化领域中是有用的。