一种便于快速连接拆分的法兰连接装置

1.本发明涉及法兰技术领域，提供了一种便于快速连接拆分的法兰连接装置。


背景技术：

2.法兰连接是各类机械设备中重要的连接方式，在日常生活当中也有着广泛的应用，用于机械设备两个不同零部件的可拆卸连接。目前法兰连接普遍使用环形阵列布置的多个螺栓进行连接，依次拆装多个螺栓，操作费时费力，不适合于快速连接拆卸的场合使用。
3.目前，现有技术缺少适合于快速连接拆卸操作的法兰连接技术。行业内的技术人员虽进行了一些技术改进，但存在连接操作过程需要依次连接多个螺栓件、操作过程复杂等问题，并且结构复杂，可靠性低。例如，专利“一种管道快速连接法兰及管道快速连接方法”(cn111795233b)，提供了一种能够实现管道与法兰快速连接的技术，不仅结构复杂，而且连接和拆卸过程还是需要依次进行多个螺栓连接拆卸，操作费时费力；又例如，专利“楔块锁闭式法兰快速连接装置”(cn102705606b)，提供了通过楔形块间的锁紧代替了螺栓紧固的法兰连接装置，但是在需要依次插入多个楔形块，连接过程中需要连接件周向转动调节等步骤，操作过程较为复杂、不便于快速实现。


技术实现要素：

4.针对现有技术的法兰连接结构连接拆卸过程需要拆装多个螺栓、操作费时费力的技术问题，本发明提供了一种便于快速连接拆分的法兰连接装置，以达到法兰的快速连接和快速拆卸，简化操作过程、节省操作时间目的。
5.为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种便于快速连接拆分的法兰连接装置，包括第一法兰件、第二法兰件和快速连接机构；所述第一法兰体环形阵列布置有多个结构相同的第一定位孔，各所述第一定位孔相对于中心轴线同角度斜向布置；所述第二法兰体环形阵列布置有多个结构相同的第二定位孔，各所述第二定位孔相对于中心轴线同角度斜向布置；所述第一定位孔与所述第二定位孔相对于中心轴线的倾斜角度相同，当第二法兰体并紧到第一法兰体前侧时，相邻的第一定位孔与第二定位孔轴线重合并贯通；所述快速连接机构设置在所述第一法兰体后侧，包括支撑座、调节座、螺杆、调节螺母和活动销件；所述螺杆通过支撑座固定连接在所述第一法兰体的中心位置并朝外伸出，所述调节座滑设在螺杆上并通过周向限位件限位而周向固定，所述活动销件包括多个并环形阵列布置在所述调节座外，各活动销件分别通过连杆与调节座铰接，所述活动销件前端与所述第一定位孔、所述第二定位孔形状适配，所述调节螺母与螺杆啮合并位于所述调节座的远离支撑座的一侧，通过所述螺母驱动调节座向靠近支撑座的方向移动，以通过各连杆分别驱动相应的活动销件由第一定位孔同步插入到第二定位孔内并保持轴向位置固定，使得第一法兰件与第二法兰件固定连接。
6.可选地，所述快速连接机构为双滑块机构，包括第一滑块机构和第二滑块滑块机
构，所述第一滑块机构：所述螺杆固定连接于支撑座，所述调节座沿螺杆滑动而构成第一个滑块；所述第二滑块机构：所述活动销件在第一法兰件的第一定位孔内滑动而构成第二个滑块；所述调节座为双滑块机构的公共构件，通过调节座带动外侧的各活动销件同步运动。
7.可选地，所述活动销件的前端设置为锥状结构，所述第一定位孔和第二定位孔为与所述锥状结构形状适配的锥孔状结构。
8.可选地，所述活动销件的锥状结构的锥度为1:20-1:50；所述第一定位孔和第二定位孔的锥度与所述锥状结构的锥度相等。
9.可选地，所述活动销件的前端设置为柱状结构，所述第一定位孔和第二定位孔为与所述柱状结构形状适配的柱孔结构。
10.可选地，所述第一定位孔与中心轴线、第二定位孔与中心轴线的夹角大小相等，所述夹角大于0
°
而小于90
°
。
11.可选地，所述活动销件至少为2个，各所述活动销件环形阵列布置在所述调节座的外侧并分别通过长度相等的连杆与调节座铰接。
12.可选地，所述第二定位孔为前端不贯通的盲孔结构，所述活动销件前端与所述盲孔结构形状适配。
13.可选地，所述周向限位件为与所述调节座固定连接或与调节座一体化设置的限位块，所述螺杆设置有与所述限位块滑动配合的轴向导槽。
14.可选地，所述支撑座的后侧中心设置有螺纹孔，所述螺杆的螺纹与所述螺纹孔啮合适配，所述支撑座的前侧通过可拆卸的螺栓紧固件与所述第一法兰件后侧连接。
15.本发明提供的便于快速连接拆分的法兰连接装置，第一法兰件、第二法兰件环形阵列设置有轴向重合并贯通的第一定位孔、第二定位孔，快速连接机构设置有调节螺母驱动的调节座，调节座外环形阵列布置通过连杆连接的活动销件。通过调节螺母驱动调节座向内移动，各连杆分别驱动相应的活动销件同步由第一定位孔插入到第二定位孔内并保持轴向位置固定，实现第一法兰件和第二法兰件的连接固定；反之，通过调节螺母驱动调节座向外移动，各连杆分别驱动相应的活动销件由第一定位孔、第二定位孔抽出，实现第一法兰件与第二法兰件拆分，这种装置具有连接拆分过程操作简单方便、能够快速完成的特点，并且连接状态可靠稳定。
附图说明
16.下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
17.图1是所提供的便于快速连接拆分的法兰连接装置的结构示意图。
18.图2是快速连接机构的结构示意图。
19.图3是调节座的结构示意图。
20.图4第一法兰件和第二法兰节处于连接状态的状态示意图。
21.图5是第一法兰件和第二法兰件处于连接状态的剖视图。
22.图6第一法兰件和第二法兰节件于拆卸状态的状态示意图。
23.图7是第一法兰件和第二法兰节处于拆卸状态的剖图。
24.图中，1—第一法兰件，1-1—第一定位孔，2—调节座，2-1—限位块，3—调节螺母，4—螺杆，5—支撑座，6—第二法兰件，6-1—第二定位孔，7—活动销件，7-1—第一销件，7-2—第二销件，7-3—第三销件，7-4—第四销件，8—连杆，8-1—第一连杆，8-2—第二连杆，8-3—第三连杆，8-4—第四连杆。
具体实施方式
25.为了解决现有技术的法兰连接结构连接拆卸过程需要拆装多个螺栓、操作费时费力的技术问题，本发明提供了一种便于快速连接拆分的法兰连接装置，以达到法兰的快速连接和快速拆卸，简化操作过程、节省操作时间目的。
26.下面结合说明书附图对所提供的便于快速连接拆分的法兰连接装置进行详细介绍，需要说明的是，具体实施仅为部分示例，而不是全部示例。
27.如图1至图7本发明提供的一种便于快速连接拆分的法兰连接装置，包括第一法兰件1、第二法兰件6和快速连接机构。
28.如图1和图2所示，第一法兰体环形阵列布置有多个结构相同的第一定位孔1-1，各第一定位孔1-1相对于中心轴线同角度斜向布置；第二法兰体环形阵列布置有多个结构相同的第二定位孔6-1，各第二定位孔6-1相对于中心轴线同角度斜向布置；第一定位孔1-1与第二定位孔6-1相对于中心轴线的倾斜角度相同，当第二法兰体并紧到第一法兰体前侧时，相邻的第一定位孔1-1与第二定位孔6-1轴线重合并贯通；快速连接机构设置在第一法兰体后侧，包括支撑座5、调节座2、螺杆4、调节螺母3和活动销件7；螺杆4通过支撑座5固定连接在第一法兰体的中心位置并朝外伸出，调节座2滑设在螺杆4上并通过周向限位件限位而周向固定，活动销件7包括多个并环形阵列布置在调节座2外，各活动销件7分别通过连杆8与调节座2铰接，活动销件7前端与第一定位孔1-1、第二定位孔6-1形状适配，调节螺母3与螺杆4啮合并位于调节座2的远离支撑座5的一侧，通过螺母驱动调节座2向靠近支撑座5的方向移动，以通过各连杆8分别驱动相应的活动销件由第一定位孔1-1同步插入到第二定位孔6-1内并保持轴向位置固定，使得第一法兰件1与第二法兰件6固定连接。
29.如图2所示，快速连接机构为双滑块机构，包括第一滑块机构和第二滑块滑块机构，第一滑块机构：螺杆4固定连接于支撑座5，调节座2沿螺杆4滑动而构成第一个滑块；第二滑块机构：活动销件7在第一法兰件1的第一定位孔1-1内滑动而构成第二个滑块；调节座2为双滑块机构的公共构件，通过调节座2带动外侧的各活动销件7同步运动。
30.在一些优选的实施例中，支撑座5的后侧中心设置有螺纹孔，螺杆4的螺纹与螺纹孔啮合适配，支撑座5的前侧通过可拆卸的螺栓紧固件与第一法兰件1后侧连接。具体的，支撑座5中心有一个螺纹孔，用于安装螺杆4，同时还均布四个通孔，通过通孔将支撑座5安装在第一法兰件上。
31.在一些优选的实施例中，第一法兰件1为圆柱体结构，靠近圆柱轴线处均布着用于安装支撑座5的螺纹孔；第一法兰件1边缘的四个1:50锥度的通孔则是用于安装活动销件7。其中，用于安装活动销件7的通孔的轴线与第一法兰件1的轴线呈15
°
夹角；通孔和活动销件7都有1:50的锥度，能够利用活动销件7良好的自锁性，使其具有安装方便自锁性好且方便拆卸的优点。优选的，活动销件7的前端设置为锥状结构，第一定位孔1-1和第二定位孔6-1为与锥状结构形状适配的锥孔状结构。优选的，活动销件7的锥状结构的锥度为1:20-1:50；
第一定位孔1-1和第二定位孔6-1的锥度与锥状结构的锥度相等。需要说明的是，第一法兰件1和第二法兰件6边缘的通孔的轴线与其轴线呈15
°
夹角，四个活动销件7均与第一法兰件1的轴线呈15
°
角插入，上述的夹角以15
°
为例，但不仅限于15
°
，理论上夹角大于0
°
小于90
°
均可。
32.在另一些优选的实施例中，活动销件7的前端设置为柱状结构，第一定位孔1-1和第二定位孔6-1为与柱状结构形状适配的柱孔结构。
33.如图2和图3所示，在一些优选的实施例中，周向限位件为与调节座2固定连接或与调节座2一体化设置的限位块2-1，螺杆4设置有与限位块2-1滑动配合的轴向导槽。具体的，调节座2也是圆柱体结构，其中心是一个不规则通孔，通孔内凸出一条长方体的键，键用来与螺杆4上的键槽配合，限制调节座2的转动，保证调节座2只能沿螺杆4移动；调节座2的侧面均布着四个通孔，通孔与连杆8相连，其轴线与调节座2轴线垂直。螺杆4侧面有一个键槽，与调节座2的键配合限制调节座的旋转。
34.如果仅有一个活动销件7插入第二法兰件6，那么第二法兰件6仍能够沿活动销件7的轴线滑动；而当有两个以上的活动销件7插入第二法兰件6后，由于活动销件7的轴线之间不平行，第二法兰件6无法再沿活动销件7的轴线滑动，而本发明通过调节座2带动第一活动销件7-1、第二活动销件7-2、第三活动销件7-3和第四活动销件7-4同步运动，保证了四个活动销件能够同步插入第二法兰件6从而使其与第一法兰件1连接。该机构通过调节螺母固定，具有自锁的能力。
35.需要说明的是，本发明的双滑块机构由第一法兰件1、调节座2、螺杆4、支撑座5、活动销件7和连杆8构成，其中，由于螺杆4安装在支撑座5上，支撑座5又安装在第一法兰件1上，三个零部件相互固连形成机架；调节座2沿螺杆4滑动，构成第一个滑块，固定销7在第一法兰件1的孔内滑动，构成第二个滑块；两个滑块都与连杆8相连，第一个滑块调节座2沿螺杆4滑动时通过连杆8带动第二个滑块的固定销7沿第一法兰件1的孔滑动。此外，本发明中共有4个双滑块机构，分别是调节座2、第一连杆8-1、第一活动销件7-1；调节座2、第二连杆8-2、第二活动销件7-2；调节座2、第三连杆8-3、第三活动销件7-3；调节座2、第四连杆8-4、第四活动销件7-4，其中调节座2作为公共构件，能够同时带动四组双滑块机构运动。调节座2、连杆8、活动销件7构成双滑块机构，且调节座2是四组双滑块机构的公共构件，通过调节座2作为四组双滑块机构的公共构件，通过第一连杆8-1、第二连杆8-2、第三连杆8-3和第四连杆8-4传递作用，能够带动第一销件7-1、第二销件7-2、第三销件7-3和第四销件7-4同步运动，实现两个法兰的高效连接与拆卸，节省大量时间。四个活动销件第一销件7-1、第二销件7-2、第三销件7-3和第四销件7-47均与第一法兰件1的轴线呈15
°
角插入第二法兰件6，利用四个活动销件7的轴线之间不平行，保证第二法兰件6无法再沿活动销件7的轴线滑动，从而使其固定于第一法兰件1之上，此时沿着第二法兰件6轴线方向的力不能使其运动，即不会使第一法兰件1和第二法兰件6分离。利用活动销件7的轴线之间不平行，保证第二法兰件6无法再沿活动销件7的轴线滑动，活动销件7的数量以四个为例，但不限于四个，活动销件7的数量大于等于两个时都可以限制第二法兰件6的运动。
36.如图4、图5、图6和图7所示，本发明有两个工作状态：活动销件7插入第二法兰件6时，第一法兰件1与第二法兰件6处于连接状态；活动销件7未插入第二法兰件6时，第一法兰件1与第二法兰件6处于拆卸状态。
37.如图4和图5所示，处于连接状态时，第一活动销件7-1、第二活动销件7-2、第三活动销件7-3和第四活动销件7-4同时插入第一法兰件1和第二法兰件6的四个孔内。此时调节座2的一个圆柱底面与支撑座5的一个圆柱底面接触；调节座2的另一个圆柱底面与螺杆螺母3的一个圆柱底面接触，通过拧紧调节螺母3限制调节座2沿螺杆4滑动，保证活动销件不会从第一法兰件1和第二法兰件6的孔中滑出。特别地，如果第一法兰件1和第二法兰件6上用于安装活动销件7的孔的轴线与各自法兰的轴线平行，那么活动销件7插入第二法兰件6后，第二法兰件6仍能沿自身轴线移动，但本发明将第一法兰件1和第二法兰件6的孔设置为与轴线呈15
°
后，通过四个活动销件7能够限制其沿自身轴线的移动，从而将第二法兰件6固定于第一法兰件1上。需要说明的是，如果仅有一个活动销件7插入第二法兰件6，那么第二法兰件6仍能够沿活动销件7的轴线滑动；而当有两个以上的活动销件7插入第二法兰件6后，由于活动销件7的轴线之间不平行，第二法兰件6无法再沿活动销件7的轴线滑动，而本发明通过调节座2带动第一活动销件7-1、第二活动销件7-2、第三活动销件7-3和第四活动销件7-4同步运动，保证了四个活动销件能够同步插入第二法兰件6从而使其与第一法兰件1连接。
38.如图6和图7所示，处于拆卸状态时，第一活动销件7-1、第二活动销件7-2、第三活动销件7-3和第四活动销件7-4同时退出第二法兰件6的四个孔内，但仍插在第一法兰件1的孔内。此时螺杆螺母3处于螺杆4的一端，调节座2滑向螺杆螺母3，使活动销件从第二法兰件6的孔中滑出，实现第二法兰件6的快速拆卸。
39.在上述具体实施方式的各实施例中，第二法兰件6与管道、容器或者其他设备连接，说明书附图仅示出了第二法兰件6，而未示出与之相连的设备。在一些优选的实施例中，第二定位孔6-1为前端不贯通的盲孔结构，活动销件7前端与盲孔结构形状适配。通过盲孔结构设置，各活动销件7仅伸入到盲孔内，并不会伸入与第二法兰件6连接的管道、容器或者其他设备所在的空间，能够保持第一法兰件1和第二法兰件6连接的同时，而不会与所述的空间串通，保持密封性和隔离性。
40.参照图4、图5、图6和图7，由拆卸状态到连接状态的具体方法如下：
41.连接状态参照图4和图5所示，将第二法兰件6的第二定位孔6-1与第一法兰件1的第一定位孔1-1对其后，手动将第一活动销件7-1、第二活动销件7-2、第三活动销件7-3、第四活动销件7-4分别插入到第一法兰件1的四个第一定位孔内，沿螺杆4向支撑座5方向推动调节座2，调节座2移动的同时带动第一连杆8-1、第二连杆8-2、第三连杆8-3、第四连杆8-4运动，四个连杆又分别带动第一活动销件7-1、第二活动销件7-2、第三活动销件7-3、第四活动销件7-4插入第二法兰件6。当调节座2和支撑座5接触后停止移动，并拧紧螺杆螺母3，完成第一法兰件1和第二法兰件6的连接，此时机构由拆卸状态到连接状态，拆卸状态参照,6和图7所示；由连接状态到拆卸状态时相反。
42.本发明结构简单，调节座2、连杆8、活动销件7构成双滑块机构，且调节座2是四组双滑块机构的公共构件，通过调节座2作为四组双滑块机构的公共构件，能够带动四个活动销件7同步运动，实现第一法兰件、第二法兰件的高效连接与拆卸，节省大量时间，四个活动销件7均与第一法兰件1的轴线呈15
°
角插入第二法兰件6，利用四个活动销件7的轴线之间不平行，保证第二法兰件6无法再沿活动销件7的轴线滑动，从而使其固定于第一法兰件1之上。所提供的便于快速连接拆分的法兰连接装置，具有连接拆分过程操作简单方便、能够快
速完成的特点，并且连接状态可靠稳定。
43.以上仅为本发明的优选实施方式，并不仅限于上述举例。本领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内所做出的改进和变型，也属于本发明的保护范围。