[實(shí)用新型]一種應(yīng)用于高溫高壓及其波動(dòng)工況的法蘭組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420437648.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN204025983U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳孫藝;章蘭珠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 茂名重力石化機(jī)械制造有限公司
• 主分類號(hào): F16L23/16
• 分類號(hào): F16L23/16;F16J15/12
• 代理公司: 東莞市華南專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44215
• 代理人: 劉克寬

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及用于石油煉制與化工、煤化工、化肥工業(yè)、及其它各種化工、空調(diào)、空冷、電力設(shè)施的承壓設(shè)備(例如：鍋爐、壓力容器、換熱器、壓力管道、儲(chǔ)氣瓶等)開口連接的密封技術(shù)，特別涉及一種應(yīng)用于高溫高壓及其波動(dòng)工況的法蘭組件。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的承壓設(shè)備開口連接的密封墊片中，環(huán)形平墊是應(yīng)用最為廣泛的一種，其結(jié)構(gòu)種類也很多，包括有橡膠墊、石棉墊、金屬平墊、鐵包墊、纏繞墊、波齒石墨復(fù)合墊等結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有配對(duì)法蘭環(huán)形平墊密封副技術(shù)中典型的結(jié)構(gòu)如圖1所示，每個(gè)法蘭一般是由法蘭盤11、安裝螺栓螺母緊固件的螺栓孔12、頸部13、與承壓殼體對(duì)接的端部坡口14、環(huán)形平墊15和圓環(huán)形平面的密封面16組成，環(huán)形平墊15上開設(shè)有螺栓穿過的螺栓穿過孔。螺栓穿過上下兩個(gè)法蘭的螺栓孔12，螺栓端部上緊螺母，使兩個(gè)法蘭的密封面16相互靠近，壓緊環(huán)形墊片15，使法蘭內(nèi)部壓力p的介質(zhì)無法從虛線箭頭方向通過環(huán)形墊片及其與法蘭之間的密封面流竄到法蘭外部。

該類傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)普遍存在的實(shí)際問題是，當(dāng)使配對(duì)法蘭內(nèi)部介質(zhì)的壓力p、溫度T升高或波動(dòng)時(shí)，較高的壓力在法蘭的兩端產(chǎn)生實(shí)線箭頭所示的拉力F，較高的溫度使螺栓受熱膨脹伸長，密封系統(tǒng)松弛，環(huán)形墊片15沒有足夠的回彈繼續(xù)保持與法蘭密封面16的緊密貼合，高溫高壓介質(zhì)通過密封面流竄到法蘭外部，引發(fā)爆炸燃燒事故。由此可見，承壓設(shè)備開口連接的密封技術(shù)成為整臺(tái)設(shè)備的關(guān)鍵。

從技術(shù)層面分析，配對(duì)法蘭內(nèi)部介質(zhì)泄漏的根本原因是：在密封系統(tǒng)松弛后，環(huán)形墊片15沒有足夠的回彈繼續(xù)保持與法蘭密封面的緊密貼合，同時(shí)配對(duì)法蘭的密封面從法蘭中心孔位置一直延伸至法蘭的外端緣，其中需要跨過螺栓，該密封面從內(nèi)到外貫穿不便于法蘭內(nèi)部的自緊密封。

特別是大型裝置大修期間，結(jié)構(gòu)簡單、零件少的法蘭組件能縮短一天檢修時(shí)間都能產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。隨著裝置的大型化、環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，油品質(zhì)量的提升需要采取更高溫高壓下的工藝，裝置中起緩沖和儲(chǔ)備作用的壓力容器減少，反應(yīng)器和換熱器等核心設(shè)備的操作難度增大，經(jīng)常直接受到流體介質(zhì)壓力和溫度的波動(dòng)沖擊，原有的設(shè)備開口密封結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)新形勢的工藝和管理要求，因此，研發(fā)一種能夠應(yīng)用于高溫高壓及其波動(dòng)工況的，且密封可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單，適合市場整體推廣銷售的法蘭組件，在工程技術(shù)領(lǐng)域具有極為深遠(yuǎn)和重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、密封可靠性好，且能夠成為產(chǎn)品整體出售并具有通用性的能夠應(yīng)用于高溫高壓及其波動(dòng)工況的法蘭組件。

本申請(qǐng)的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

提供了一種應(yīng)用于高溫高壓及其波動(dòng)工況的法蘭組件，包括具有第一密封面的第一法蘭，以及具有第二密封面的第二法蘭，所述第一密封面和所述第二密封面之間設(shè)置有密封墊片，所述第一法蘭、所述密封墊片和所述第二法蘭在緊固件的作用下緊密貼合，其中：所述第一法蘭包括自所述第一法蘭的法蘭盤的內(nèi)表面向外凸出的外凸臺(tái)階，所述外凸臺(tái)階由依次相接的第一外凸環(huán)面、第一環(huán)形平面以及第二外凸環(huán)面組成，所述第一外凸環(huán)面和所述第二外凸環(huán)面平行設(shè)置、且所述第一外凸環(huán)面和所述第二外凸環(huán)面均與所述第一環(huán)形平面垂直設(shè)置；所述第二法蘭包括自所述第二法蘭的法蘭盤的內(nèi)表面向內(nèi)凹進(jìn)的內(nèi)凹臺(tái)階，所述內(nèi)凹臺(tái)階包括由依次相接的第一內(nèi)凹環(huán)面和第二環(huán)形平面組成，所述第一內(nèi)凹環(huán)面和所述第二環(huán)形平面垂直設(shè)置；所述外凸臺(tái)階的臺(tái)階面的寬度小于所述內(nèi)凹臺(tái)階的臺(tái)階面的寬度，所述外凸臺(tái)階和所述內(nèi)凹臺(tái)階之間留有間隙；所述第一環(huán)形平面為所述第一法蘭的第一密封面，所述第二環(huán)形平面為所述第二法蘭的第二密封面；所述密封墊片包括墊片本體，所述墊片本體為由環(huán)形基體和設(shè)置于所述環(huán)形基體的外表面的凹槽的填料層組成的呈碟形斜面密封面的墊片本體，所述環(huán)形基體的中心孔的截面形狀為等腰梯形，所述密封墊片鄰近所述環(huán)形基體的中心孔的最高沿抵接于所述第一環(huán)形平面的內(nèi)緣部，所述密封墊片遠(yuǎn)離所述環(huán)形基體的中心孔的最高沿抵接于所述第二環(huán)形平面的外緣部。

其中：所述碟形斜面密封面的形狀包括圓錐形斜面、凸弧形斜面和凹弧形斜面。

其中：所述環(huán)形基體為由基體單元沿周向旋轉(zhuǎn)形成的封閉結(jié)構(gòu)，所述基體單元的形狀為梯形、矩形和三角形中的任一種。?

其中：所述環(huán)形基體為由單層金屬體組成或者為由兩層以上金屬體密封連接組成，所述兩層以上金屬體間相鄰的兩層金屬體在其一端沿通過焊接密封連接，其另一端沿呈開口結(jié)構(gòu)。

其中：所述環(huán)形基體的凹槽為齒條形凹槽、弧線形凹槽、矩形凹槽和波紋線形凹槽中的任一種凹槽或者任幾種凹槽的組合。