專利名稱：大口徑金屬密封活套法蘭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于高真空密封連接的大口徑(大于250mm)全金屬密封活套法蘭。本實(shí)用新型由帶有沿周向設(shè)置的聯(lián)接螺栓孔的活套外環(huán)，和置于活套外環(huán)內(nèi)腔的帶有與密封銀絲相配合的密封刀口的法蘭肩環(huán)組成。在活套外環(huán)沿其徑向至少設(shè)有一個帶內(nèi)螺紋的通孔，在所述的通孔內(nèi)配合有頂絲，在法蘭肩環(huán)的外圓設(shè)有一內(nèi)凹的環(huán)槽，在配合狀態(tài)時所述頂絲的一端部嵌入法蘭肩環(huán)外圓上所設(shè)的內(nèi)凹環(huán)槽內(nèi)，使法蘭肩環(huán)與活套外環(huán)間沿軸向的運(yùn)動被約束，并始終使法蘭肩環(huán)的密封刀口面位于活套外環(huán)密封結(jié)合端面的內(nèi)部。
背景技術(shù)：
活套法蘭是法蘭中的一種，例如中國實(shí)用新型專利03262490.5公開的小口徑(小于或等于250mm)活套法蘭?，F(xiàn)有技術(shù)的固定法蘭和與之相配對的活套法蘭刀口相同(稱為CF法蘭)，使用時是將法蘭肩環(huán)與被連接管焊接固定，在法蘭肩環(huán)的密封刀口和與相配對的固定法蘭的密封刀口間襯墊金屬密封圈(通常為無氧銅圈或鋁圈)，通過轉(zhuǎn)動活套可很容易將活套外環(huán)上螺栓孔與固定法蘭上螺栓孔對準(zhǔn)，以方便安裝。在實(shí)際使用時，用穿過活套外環(huán)上螺栓孔和對應(yīng)的固定法蘭上螺栓孔的螺栓和相配合的螺母，實(shí)現(xiàn)活套法蘭與固定法蘭的連接，并利用螺栓的緊固力通過活套法蘭內(nèi)腔底面對法蘭肩環(huán)后端面的力傳遞作用，將法蘭的密封刀口壓入金屬密封墊圈，形成密封。現(xiàn)有技術(shù)中直徑大于250mm的密封法蘭，其一端法蘭的刀口為凸，與之配對的另一端法蘭刀口為凹，中間用銀絲密封。目前這種大直徑法蘭還沒有活套的形式。從理論上講可以將現(xiàn)有的這種大直徑法蘭的一端作成活套形式，但實(shí)際實(shí)施中卻有許多無法克服的技術(shù)問題。如定外環(huán)與肩環(huán)間的間隙過小會因加工或焊接的誤差使法蘭肩環(huán)與外環(huán)抱死，這一現(xiàn)象在肩環(huán)與系統(tǒng)焊接固定后，更為突出。當(dāng)肩環(huán)與外環(huán)抱死而無法轉(zhuǎn)動也就失去了活套法蘭的作用；雖然可以通過加大外環(huán)內(nèi)腔與肩環(huán)外圓間的間隙的方式克服其不足，但由于法蘭密封效果與法蘭的固定螺栓和密封刀口間的距離有直接的關(guān)系，從理論上講其距離愈小密封效果愈好，如果加大外環(huán)與肩環(huán)間的間隙將使密封刀口與固定螺栓間的距離變大，而使密封效果變劣，同時也會間隙過大使其結(jié)構(gòu)的剛度變差。通過減小外環(huán)上聯(lián)接螺栓孔邊緣與其內(nèi)腔的間隔，使外環(huán)內(nèi)腔與肩環(huán)外圓間的間隙加大是可以解決所存在的不足，但又會產(chǎn)生因外環(huán)內(nèi)腔與聯(lián)接螺栓孔邊緣間的間隙過小，造成螺栓孔與外環(huán)內(nèi)腔貫通，導(dǎo)致密封破壞。如何解決大口徑活套法蘭外環(huán)不被抱死，確定活套法蘭合適的幾何關(guān)系，保證其密封效果，是大口徑活套法蘭急待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)不足，適用于高真空條件下工作的大口徑(直徑大于250毫米)活套法蘭，同時它可以有更好的密封效果。
本實(shí)用新型是將活套外環(huán)位于肩環(huán)的密封刀口側(cè)的聯(lián)接螺栓孔邊緣與其內(nèi)腔的間隔厚度控制在1～2mm，并使內(nèi)腔內(nèi)圓與肩環(huán)外圓間隙保持在0.1～0.3mm。
本實(shí)用新型的大口徑金屬密封活套法蘭的密封刀口為凹型。
根據(jù)實(shí)際的試驗(yàn)，本實(shí)用新型的活套外環(huán)位于肩環(huán)的密封刀口側(cè)的聯(lián)接螺栓孔邊緣與其內(nèi)腔的最佳間隔厚度為1.1mm，這種結(jié)構(gòu)可使其有最好的效果。
本實(shí)用新型采用的結(jié)構(gòu)經(jīng)試驗(yàn)和實(shí)際的應(yīng)用表明，它可在現(xiàn)有的機(jī)械加工技術(shù)前提下，避免法蘭在制造中可能產(chǎn)生的固定螺栓孔與外環(huán)內(nèi)腔貫通，導(dǎo)至密封破壞的弊?。煌瑫r可以使肩環(huán)上的密封刀口與固定螺栓保持最小的距離，以取得最佳密封效果。當(dāng)活套法蘭的密封刀口為凹型時，活套外環(huán)作縱向活動時其刀口不容易被碰傷。


附圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的半剖視示意圖，附圖2為附圖1中A部位局部放大示意圖。圖中1為活套法蘭的外環(huán)，2肩環(huán)的外圓上所設(shè)的內(nèi)凹型環(huán)槽，3為肩環(huán)，4為與肩環(huán)焊接聯(lián)接的真空系統(tǒng)，5為外環(huán)上的螺栓孔，6為肩環(huán)上所設(shè)的密封刀口(由圖可見該刀口為凹型)，7是外環(huán)位于肩環(huán)的密封刀口側(cè)的聯(lián)接螺栓孔邊緣與其內(nèi)腔的間隔，8是內(nèi)腔內(nèi)圓與肩環(huán)外圓之間的間隙。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型
以下結(jié)合附圖說明由附圖1可見，本實(shí)用新型的活套法蘭設(shè)計在凹法蘭端，由肩環(huán)3和套于其外的外環(huán)1構(gòu)成活套法蘭，肩環(huán)3與真空系統(tǒng)4通過焊接方式固定在一起，在待安裝狀態(tài)，外環(huán)1上用頂絲(附圖中未表示)與肩環(huán)3上的內(nèi)凹型環(huán)槽2相配合，使肩環(huán)3可以相對其軸線轉(zhuǎn)動，以便于外環(huán)上所設(shè)孔5與固定法蘭上的對應(yīng)孔對準(zhǔn)。在安裝狀態(tài)，將頂絲旋出，用螺栓穿過孔5和固定法蘭上的所設(shè)的孔，再用螺母與其配合，使活套法蘭與固定法蘭相固定，同時通過外環(huán)1對肩環(huán)3的作用，將置于刀口6處和固定法蘭上所設(shè)刀口的密封填料壓緊發(fā)生形變，實(shí)現(xiàn)密封。在本實(shí)用新型中，肩環(huán)3與外環(huán)1間的間隙8為0.1～0.3mm，而外環(huán)的聯(lián)接螺栓孔邊緣與其內(nèi)腔的間隔7為1～2mm，這一結(jié)構(gòu)既可以保證在本實(shí)用新型用于大口徑法蘭條件下，外環(huán)1在待安裝狀態(tài)，特別是肩環(huán)與系統(tǒng)焊接后不會發(fā)生被抱死的不足，同時也可以避免在采用現(xiàn)有加工設(shè)備加工外環(huán)內(nèi)腔和聯(lián)接螺栓孔時，產(chǎn)生貫通失效的不足。
本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中，所用活套法蘭直徑為450mm，其結(jié)構(gòu)中間隔7的厚度為1.1mm，而間隙8的厚度為0.3mm，采用2mm的銀絲為法蘭間刀口的密封填料時，經(jīng)實(shí)測活套刀口法蘭的漏率≤1×10-9Pa.l/s，完全可以保證真空系統(tǒng)真空度≤10-10Pa的設(shè)計要求。
權(quán)利要求1.大口徑金屬密封活套法蘭，將包括帶有聯(lián)接螺栓孔的活套外環(huán)，置于活套外環(huán)內(nèi)腔的帶有與密封材料相配合的密封刀口的法蘭肩環(huán)，且活套外環(huán)徑向至少設(shè)有一個帶內(nèi)螺紋的通孔，在所述的通孔內(nèi)配合有頂絲，在法蘭肩環(huán)的外圓設(shè)有一內(nèi)凹的環(huán)槽，在配合狀態(tài)時所述頂絲的一端部嵌入法蘭肩環(huán)外圓上所設(shè)的內(nèi)凹環(huán)槽內(nèi)，使法蘭肩環(huán)與活套外環(huán)間沿軸向的運(yùn)動被約束，并始終使法蘭肩環(huán)的密封刀口面位于活套外環(huán)密封結(jié)合端面的內(nèi)部，其特征在于活套外環(huán)位于肩環(huán)的密封刀口側(cè)的聯(lián)接螺栓孔邊緣與其內(nèi)腔的間隔厚度為1～2毫米，內(nèi)腔內(nèi)圓與肩環(huán)外圓間隙為0.1～0.3毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑金屬密封活套法蘭，其特征在于密封刀口為凹型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大口徑金屬密封活套法蘭，其特征在于活套外環(huán)位于肩環(huán)的密封刀口側(cè)的聯(lián)接螺栓孔邊緣與其內(nèi)腔的間隔厚度為1.1毫米。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于高真空密封連接的大口徑(大于250mm)全金屬密封活套法蘭。本實(shí)用新型是將活套外環(huán)位于肩環(huán)的密封刀口側(cè)的聯(lián)接螺栓孔邊緣與其內(nèi)腔的間隔厚度控制在1～2mm，并使內(nèi)腔內(nèi)圓與肩環(huán)外圓間隙保持在0.1～0.3mm。本實(shí)用新型的密封活套法蘭密封刀口為凹型。本實(shí)用新型的活套外環(huán)位于肩環(huán)的密封刀口側(cè)的聯(lián)接螺栓孔邊緣與其內(nèi)腔的最佳間隔厚度為1.1mm，這種結(jié)構(gòu)可使其有最好的效果。
文檔編號F16L23/16GK2791433SQ20052010926
公開日2006年6月28日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者張喜平, 楊曉天, 張新俊, 張軍輝, 蒙峻, 胡振軍, 侯生軍 申請人:中國科學(xué)院近代物理研究所