一种自动同心定位防松法兰组件的制作方法

本技术涉及一种法兰组件，特别是涉及一种自动同心定位防松法兰组件。

背景技术：

1、法兰连接具有安装、拆卸方便快捷，连接强度高等优点，广泛应用于管道、设备、传动上。目前国内外使用的法兰连接方式，是源于数十年前制定的连接方式，虽然具有安装方便、维修及模块化安装等优点，但存在两端法兰难于保证同心度和同轴度，连接密封容易松动泄露等缺陷。

2、限于制定法兰标准形式时，当时制造和工艺水平，以及当时相对简单的工艺工况，在当时是恰当和合适的，但随着科技和工业的进步，介质工况越来越复杂，要求也越来越苛刻，现在使用的法兰连接方式暴露出以下严重问题：

3、1. 现有法兰连接，两端的法兰同心及同轴度主要依靠螺栓孔与螺栓来同心，但是法兰连接安装时需要配合间隙，螺栓孔与法兰的配合间隙一般在螺栓直径的10%左右，不具备两端法兰的同心及同轴度功能（或者说同心及同轴度很差），同心及同轴度就需要人工去校正，特别是大管径或要求高同心及同轴度的情况下，费时费力还很难达到同心及同轴度要求。

4、 2. 现有法兰连接，轴向和径向防松动，是依靠螺母跟法兰或垫片的摩擦力来实现的，在完全没有震动或碰撞的情况下可行，但是这种理想工况是很难实现的。由于介质流动、设备运行、环境等产生的振动，会使法兰产生同振现象。现有法兰连接方式，就极易造成其法兰松动或错位；在高温和温差大的环境，由于温度变化产生的热胀冷缩，也极易造成其法兰松动或错位；埋地管线，地质运动也会极易造成其法兰松动或错位。

5、出现法兰松动或错位，用于带密封的法兰连接，就会造成法兰连接部位渗漏或泄露，由于现代工业的复杂性和严苛性，若出现介质的渗漏或泄露，就极有可能产生非常严重的后果。国内外绝大多数化工装置、石化装置、城市燃气、液化气发生火灾和爆炸的最主要原因，就是由于法兰连接部位在运行中出现松动产生的渗漏或泄露造成的；用于不带密封的法兰连接，就会使法兰连接的设备或传动，出现偏差、脱落、卡滞、碰撞、飞出等严重的机械安全事故。

6、因此，必须研究及开发出自动同心定位、安全可靠、稳定、准确快捷的法兰连接及法兰连接紧固件，防止法兰连接在装置或设备运行中出现松动或错位，防止法兰连接处的渗漏或泄露现象，有效杜绝因渗漏或泄露而造成的安全事故；防止法兰连接的设备或传动，出现偏差、脱落、卡滞、碰撞、飞出等严重机械安全事故，实现安全第一的设计理念。

技术实现思路

1、本实用新型为一种自动同心定位防松法兰组件，本实用新型法兰连接螺母旋紧后，锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件的同心锁紧套将螺栓锁紧，防止松动，两端法兰不会因轴向和径向松动产生的错位现象，同时，通过锥面镶嵌套配合，能够自动校正法兰同心，实现自动同心定位安装。法兰密封垫片持续压紧密封特别适用于易燃易爆、航空航天等恶劣环境及关键部位使用。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种自动同心定位防松法兰组件，所述法兰第一种结构形式为内锥面法兰，法兰的螺栓孔加工有带锥度的内锥面，即带内锥面自动同心定位防松法兰（图18、图19），与锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件-不带镶嵌套双头螺栓（图26）及锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件-不带镶嵌套单头螺栓（图27）组合连接；该法兰连接结构的组成形式（图1，图2，图3，图4），两端法兰（带内锥面自动同心定位防松法兰和带内锥面自动同心定位防松配对法兰）与管道或设备相连接；法兰密封垫片设置于两片法兰的密封端面之间，法兰上有以法兰的中心进行对称分布和等分分布的螺栓孔，在每个法兰螺栓孔内加工有带锥度的内锥面，分别配装螺栓、螺母、弹性元件、平垫圈、同心锁紧套的锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件-不带镶嵌套紧固；该结构形式即为双头螺栓相对夹紧两片法兰盘的连接形式（图1，图2）。

4、一种自动同心定位防松法兰组件，所述第二种结构形式为锥面镶嵌套法兰，法兰的螺栓孔为阶梯孔，镶嵌有锥面镶嵌套，锥面镶嵌套带有内锥面，即带锥面镶嵌套自动同心定位防松法兰（图20、图21），与锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件-不带镶嵌套（图26、图27）配套连接；该法兰连接结构的组成形式（图5，图6，图7，图8），两端法兰（带锥面镶嵌套的自动同心定位防松法兰和带锥面镶嵌套的自动同心定位防松配对法兰）与设备或零部件相连接,法兰连接端面设有用于同心和同轴度的校正的端面或锥度配合面；法兰上设有以法兰的中心进行对称分布和等分分布的螺栓孔，每个法兰螺栓孔内加工有阶梯孔，螺栓阶梯孔镶嵌有锥面镶嵌套，锥面镶嵌套带有内锥面，通过多组的螺栓、螺母、弹性元件、平垫圈、同心锁紧套组成的锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件-不带镶嵌套进行紧固；该结构形式即为双头螺栓相对夹紧两片法兰盘的连接形式（图5，图6）。

5、所述的一种自动同心定位防松法兰组件，所述法兰连接的结合形式为，法兰的螺栓孔为阶梯孔，镶嵌有锥面镶嵌套，锥面镶嵌套带有内锥面，即带锥面镶嵌套自动同心定位防松法兰（图20、图21），与锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件-不带镶嵌套（图26、图27）配套使用。

6、一种自动同心定位防松法兰组件，所述第三种结构形式为阶梯孔法兰，法兰的螺栓孔为阶梯孔，即带阶梯孔自动同心定位防松法兰（图22、图23），与锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件（图28、图29）配套连接；锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件包括有螺栓、螺母、弹性元件、平垫圈、同心锁紧套、锥面镶嵌套。

7、本实用新型的优点与效果是：

8、本实用新型法兰用于管道、压力容器及需要密封的法兰连接及用于设备及零部件的不带密封法兰连接。

9、带密封的法兰连接，核心要求是法兰连接的密封严密性及连接的扭转强度和拉伸强度。密封严密性与法兰连接的安装同心度和同轴度紧密关联，现有法兰盘不具备同心度和同轴度的自动校正功能，本实用新型具有自动校正同心度和同轴度的结构与功能；现有法兰连接的扭转连接强度是通过螺母与法兰或垫片的摩擦力实现的，扭转强度低，拉伸强度由于没有防松动结构，容易因振动或碰撞产生松动和错位，造成拉伸强度急剧下降，本实用新型具有锥度楔成一体的防松动结构与功能，扭转强度和拉伸强度不会产生下降现象。

10、不带密封的法兰连接，核心要求是法兰连接的同心和同轴度及连接的扭转强度和拉伸强度，现有法兰连接同样存在上述的缺陷，本实用新型可保证连接的同心和同轴度，且扭转强度和拉伸强度不会产生下降现象。

11、本实用新型具有以下显著特点：

12、1、本实用新型法兰螺母旋紧后，锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件的同心锁紧套8将螺栓锁紧，防止松动，两端法兰不会因轴向和径向松动产生错位现象。

13、 2、本实用新型法兰螺母旋紧后，锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件的同心锁紧套8与螺栓孔内锥面（或锥面镶嵌套9）配合，能够自动校正法兰同心及同轴度。

14、 3、本实用新型法兰螺母旋紧后，弹性元件具有消除热胀冷缩产生的松动现象，防止松动，并具有密封垫片持续压紧密封功能。

15、 4、本实用新型法兰螺栓孔内锥面（或锥面镶嵌套9）与锁紧套型自动同心定位防松安全螺栓组件的同心锁紧套8配合，能够自动校正两端法兰同心及同轴，螺母旋紧后，能将两端法兰的每个螺栓孔自动同心，实现自动同心定位安装，省却繁琐的人工校正过程，使安装方便快捷，并保证法兰连接精确安装。

16、 5、本实用新型法兰特别适用于化工、石化、燃气液化气、氢气和氢工业等易燃易爆环境工况、有毒有害介质工况、高温高压环境工况、核电核工业的核辐射工况、舰船、轮船、海上平台等海洋环境工况、航空航天等恶劣环境工况下使用，实现法兰连接达到似焊接不变动的密闭效果。