一种具有泄漏监测功能的多道密封法兰制造技术

本发明专利技术是一种具有泄漏监测功能的多道密封法兰，涉及多道密封法兰技术领域。本发明专利技术包括上法兰、下法兰、螺母、双头螺柱、传感器；上法兰与下法兰通过多组螺母和双头螺柱压紧连接，上法兰与下法兰之间设置有靠近中心的一次密封区和靠近边缘的二次密封区，在上法兰与下法兰之间、一次密封区与二次密封区之间形成密封的测漏空腔，在外部安装测量测漏空腔内部的传感器。本发明专利技术不仅具有多道密封效果，还设置了测漏空腔，可通过对测漏空腔内部的介质的压力、温度等参数进行测量来判断法兰是否发生泄漏。本发明专利技术能应用于各种工况，长期保持良好的紧密性，并能实时监测法兰的紧密性状态，甚至能够建立法兰状态监测的大数据库。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多道密封法兰，具体涉及一种具有泄漏监测功能的多道密封法兰。
技术介绍
工业中，法兰广泛应用于石油、化工、制药、能源、暖通和电力等行业，法兰连接系统以其易于安装、拆卸的特点，常被用于管道与管道、设备与管道、设备与设备之间的连接。管类部件连接有效的最直接的外在体现就是不发生泄漏，可见法兰的不发生泄漏对设备或系统的运行起着决定性的作用。工业上，油气管道泄漏引发爆炸、化工管道有毒介质泄漏对环境造成严重污染、核电厂管道泄漏导致辐射污染的现象都是已经存在的问题。然而纵观整个工业领域，并没有通用的关于法兰泄漏评判的标准，也没有简便有效的法兰泄漏监测装置，来对法兰的密封状态进行监测。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有泄漏监测功能的多道密封法兰，能应用于各种工况，长期保持良好的紧密性，并能实时监测法兰的紧密性状态，甚至能够建立法兰状态监测的大数据库。本专利技术的技术方案为：一种具有泄漏监测功能的多道密封法兰，包括上法兰、下法兰、螺母、双头螺柱、传感器；上法兰与下法兰通过多组螺母和双头螺柱压紧连接，上法兰与下法兰之间设置有靠近中心的一次密封区和靠近边缘的二次密封区，在上法兰与下法兰之间、一次密封区与二次密封区之间形成密封的测漏空腔，在外部安装测量测漏空腔内部的传感器。还包括数据处理及传输模块，数据处理及传输模块与传感器相连，将数据传输至总控制室。还包括垫片、O形密封圈；在所述一次密封区中，上法兰的凸起部分与下法兰的下陷部分相匹配，凸起部分的高度大于下陷部分的深度；当上法兰与下法兰压紧时，上法兰凸起部分伸入下法兰下陷部分，垫片夹紧在上法兰与下法兰之间形成密封，下法兰下陷部分的侧壁上设置有两个凹槽，并在凹槽中安装有相匹配的O形密封圈，与上法兰凸起部分的侧壁形成密封。还包括二次密封区凹形密封槽、二次密封区环形凸圈；在所述二次密封区中，二次密封区凹形密封槽与二次密封区环形凸圈相匹配，二次密封区环形凸圈的高度小于二次密封区凹形密封槽的深度；当上法兰与下法兰压紧时，二次密封区环形凸圈伸入二次密封区凹形密封槽内，二次密封区凹形密封槽内壁两侧对称设置有三对凹槽，并在凹槽中安装有相匹配的O形密封圈，与二次密封区环形凸圈形成密封。所述传感器为温度传感器、压力传感器、湿度传感器中的一个或多个。所述数据处理及传输模块安装在上法兰上。在所述一次密封区中，所述上法兰凸起部分的根部设置为圆弧过渡区。在所述一次密封区中，所述两个O形密封圈能够用三个缺口错开的活塞环代替。在所述二次密封区中，所述二次密封区环形凸圈的上端为圆滑结构。本专利技术的有益效果为：第一，本专利技术设置有一次密封区和二次密封区，所述一次密封区由垫片和两个O形密封圈组成，组成3道密封；所述二次密封区由6个O形密封圈组成，形成了6道密封，在整个法兰连接系统中形成了9道密封，形成了一种多道密封效果。第二，所述垫片密封为一种强制密封，垫片密封所需的压紧力完全由预紧螺栓来提供，而O形密封圈密封由上下法兰过渡配合或过盈配合时对密封圈产生沿径向的挤压来实现。这种O形密封圈受到的沿径向的挤压力并不会随螺栓的自松弛或螺栓的应力松弛而减小，这样在螺栓力出现松弛的时候，O形密封圈的密封性能并不会下降。第三，本专利技术设置了测漏空腔，可通过对测漏空腔内部的介质的压力、温度等参数进行测量来判断法兰是否发生泄漏，还可以通过体积变化率或质量变化率来量化评价法兰的紧密性状态。第四，本专利技术还设置了数据处理及传输模块，对数据进行分析，将测量到的数据传递到总控制室，便于对单一法兰的实时状态进行监测。当该种法兰批量用于某个或多个工厂的管路中时，有利于形成相应法兰的运行状态的大数据库，有利于对同种法兰的寿命进行评估。附图说明图1为本专利技术的整体剖视结构示意图。图2为图1中A区(二次密封区)放大示意图。图3为图1中B区(一次密封区)放大示意图。图中，1-螺母，2-双头螺柱，3-数据处理及传输模块，4-上法兰，4-1圆弧过渡区，5-温度传感器，6-压力传感器，7-测漏空腔，8-下法兰，9-垫片，10-二次密封区凹形密封槽，11-二次密封区O形密封圈，12-二次密封区O形圈用凹槽，13-二次密封区环形凸圈，14-上法兰密封面，15-一次密封区O形密封圈，16-下法兰密封面，17-一次密封区密封圈用凹槽。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步描述。如图1、图2、图3所示，本专利技术是一种具有泄漏监测功能的多道密封法兰，包括上法兰4、下法兰8、垫片9、一次密封区O形密封圈15、二次密封区O形密封圈11、螺母1、双头螺柱2、温度传感器5、压力传感器6、数据处理及传输模块3，其中，上法兰4设置有上法兰密封面14、圆弧过渡区4-1、二次密封区凹形密封槽10、二次密封区O形圈用凹槽12，下法兰8设置有下法兰密封面16、一次密封区密封圈用凹槽17、二次密封区环形凸圈13，上法兰4与下法兰8之间形成测漏空腔7。上法兰4与下法兰8通过多组螺母1和双头螺柱2压紧连接，上法兰4与下法兰8之间设置有靠近中心的一次密封区B和靠近边缘的二次密封区A，在一次密封区B和二次密封区A之间形成一个密封的测漏空腔7，测漏空腔7能够对法兰一次密封区B中垫片9的紧密性进行监测。一次密封区B包括上法兰4的上法兰密封面14、下法兰8的下法兰密封面16和一次密封区密封圈用凹槽17、垫片9、一次密封区O形密封圈15，二次密封区A包括上法兰4的二次密封区凹形密封槽10和二次密封区O形圈用凹槽12、下法兰8的二次密封区环形凸圈13、二次密封区O形密封圈11。在一次密封区B中，凸起的上法兰密封面14与下陷的下法兰密封面16的相匹配，上法兰密封面14凸起的高度大于下法兰密封面16下陷的深度，确保上法兰4与下法兰8配对合拢的时候，在上法兰4与下法兰8之间、一次密封区B与二次密封区A之间能够形成测漏孔腔7。当上法兰4与下法兰8配对合拢的时候，上法兰4凸起部分伸入下法兰8下陷部分，垫片9夹紧在上法兰密封面14与下法兰密封面16之间，形成密封；下法兰8下陷部分的侧壁上设置有两个一次密封区密封圈用凹槽17，在一次密封区密封圈用凹槽17中安装有相匹配的一次密封区O形密封圈15，与上法兰4凸起部分的侧壁形成密封；实现法兰的一次密封。由于法兰盘在使用过程中，会在螺栓力与垫片力之间形成较大的弯矩，故将上法兰4凸起部分的根部设置为圆弧过渡区4-1，能够有效避免高应力区域的产生。此处的两个一次密封区O形密封圈15可以用三个缺口错开的活塞环代替，所述活塞环具有弹性，能够形成动态密封。在二次密封区A中，二次密封区凹形密封槽10与二次密封区环形凸圈13相匹配，二次密封区环形凸圈13的高度小于二次密封区凹形密封槽10的深度，确保上法兰4与下法兰8配对合拢的时候，二次密封区环形凸圈13的上端并没有与二次密封区凹形密封槽10的底部接触，留有一定空间，使得在双头螺柱2预紧的过程中，双头螺柱2的预紧不会受到二次密封区环形凸圈13上端与二次密封区凹形密封槽10底部卡住的限制。当上法兰4与下法兰8配对合拢的时候，二次密封区环形凸圈13伸入二次密封区凹形密封槽10内，二次密封区凹形密封槽10内壁两侧对称设置有三对二次密封区O形圈用凹槽12，在二次密封区O形圈用凹槽12中安装有相匹配的二次密封区O形密封圈11，与二次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有泄漏监测功能的多道密封法兰，其特征在于：包括上法兰(4)、下法兰(8)、螺母(1)、双头螺柱(2)、传感器；上法兰(4)与下法兰(8)通过多组螺母(1)和双头螺柱(2)压紧连接，上法兰(4)与下法兰(8)之间设置有靠近中心的一次密封区和靠近边缘的二次密封区，在上法兰(4)与下法兰(8)之间、一次密封区与二次密封区之间形成密封的测漏空腔(7)，在外部安装测量测漏空腔(7)内部的传感器。

【技术特征摘要】
1.一种具有泄漏监测功能的多道密封法兰，其特征在于：包括上法兰(4)、下法兰(8)、螺母(1)、双头螺柱(2)、传感器；上法兰(4)与下法兰(8)通过多组螺母(1)和双头螺柱(2)压紧连接，上法兰(4)与下法兰(8)之间设置有靠近中心的一次密封区和靠近边缘的二次密封区，在上法兰(4)与下法兰(8)之间、一次密封区与二次密封区之间形成密封的测漏空腔(7)，在外部安装测量测漏空腔(7)内部的传感器。2.如权利要求1所述一种具有泄漏监测功能的多道密封法兰，其特征在于：还包括数据处理及传输模块(3)，数据处理及传输模块(3)与传感器相连，将数据传输至总控制室。3.如权利要求1所述一种具有泄漏监测功能的多道密封法兰，其特征在于：还包括垫片(9)、O形密封圈；在所述一次密封区中，上法兰(4)的凸起部分与下法兰(8)的下陷部分相匹配，凸起部分的高度大于下陷部分的深度；当上法兰(4)与下法兰(8)压紧时，上法兰(4)凸起部分伸入下法兰(8)下陷部分，垫片(9)夹紧在上法兰(4)与下法兰(8)之间形成密封，下法兰(8)下陷部分的侧壁上设置有两个凹槽，并在凹槽中安装有相匹配的O形密封圈，与上法兰(4)凸起部分的侧壁形成密封。4.如权利要求1所述一种具有泄漏监测功能的多道密封法兰，其特征在于：还包括二次密封区凹形...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明伍，
申请(专利权)人：核动力运行研究所，中核武汉核电运行技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42