大口径金属密封活套法兰制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于高真空密封连接的大口径（大于２５０ｍｍ）全金属密封活套法兰。本实用新型专利技术是将活套外环位于肩环的密封刀口侧的联接螺栓孔边缘与其内腔的间隔厚度控制在１～２ｍｍ，并使内腔内圆与肩环外圆间隙保持在０．１～０．３ｍｍ。本实用新型专利技术的密封活套法兰密封刀口为凹型。本实用新型专利技术的活套外环位于肩环的密封刀口侧的联接螺栓孔边缘与其内腔的最佳间隔厚度为１．１ｍｍ，这种结构可使其有最好的效果。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于高真空密封连接的大口径(大于250mm)全金属密封活套法兰。本技术由带有沿周向设置的联接螺栓孔的活套外环，和置于活套外环内腔的带有与密封银丝相配合的密封刀口的法兰肩环组成。在活套外环沿其径向至少设有一个带内螺纹的通孔，在所述的通孔内配合有顶丝，在法兰肩环的外圆设有一内凹的环槽，在配合状态时所述顶丝的一端部嵌入法兰肩环外圆上所设的内凹环槽内，使法兰肩环与活套外环间沿轴向的运动被约束，并始终使法兰肩环的密封刀口面位于活套外环密封结合端面的内部。
技术介绍
活套法兰是法兰中的一种，例如中国技术专利03262490.5公开的小口径(小于或等于250mm)活套法兰。现有技术的固定法兰和与之相配对的活套法兰刀口相同(称为CF法兰)，使用时是将法兰肩环与被连接管焊接固定，在法兰肩环的密封刀口和与相配对的固定法兰的密封刀口间衬垫金属密封圈(通常为无氧铜圈或铝圈)，通过转动活套可很容易将活套外环上螺栓孔与固定法兰上螺栓孔对准，以方便安装。在实际使用时，用穿过活套外环上螺栓孔和对应的固定法兰上螺栓孔的螺栓和相配合的螺母，实现活套法兰与固定法兰的连接，并利用螺栓的紧固力通过活套法兰内腔底面对法兰肩环后端面的力传递作用，将法兰的密封刀口压入金属密封垫圈，形成密封。现有技术中直径大于250mm的密封法兰，其一端法兰的刀口为凸，与之配对的另一端法兰刀口为凹，中间用银丝密封。目前这种大直径法兰还没有活套的形式。从理论上讲可以将现有的这种大直径法兰的一端作成活套形式，但实际实施中却有许多无法克服的技术问题。如定外环与肩环间的间隙过小会因加工或焊接的误差使法兰肩环与外环抱死，这一现象在肩环与系统焊接固定后，更为突出。当肩环与外环抱死而无法转动也就失去了活套法兰的作用；虽然可以通过加大外环内腔与肩环外圆间的间隙的方式克服其不足，但由于法兰密封效果与法兰的固定螺栓和密封刀口间的距离有直接的关系，从理论上讲其距离愈小密封效果愈好，如果加大外环与肩环间的间隙将使密封刀口与固定螺栓间的距离变大，而使密封效果变劣，同时也会间隙过大使其结构的刚度变差。通过减小外环上联接螺栓孔边缘与其内腔的间隔，使外环内腔与肩环外圆间的间隙加大是可以解决所存在的不足，但又会产生因外环内腔与联接螺栓孔边缘间的间隙过小，造成螺栓孔与外环内腔贯通，导致密封破坏。如何解决大口径活套法兰外环不被抱死，确定活套法兰合适的几何关系，保证其密封效果，是大口径活套法兰急待解决的问题。
技术实现思路
本技术提供一种可克服现有技术不足，适用于高真空条件下工作的大口径(直径大于250毫米)活套法兰，同时它可以有更好的密封效果。本技术是将活套外环位于肩环的密封刀口侧的联接螺栓孔边缘与其内腔的间隔厚度控制在1～2mm，并使内腔内圆与肩环外圆间隙保持在0.1～0.3mm。本技术的大口径金属密封活套法兰的密封刀口为凹型。根据实际的试验，本技术的活套外环位于肩环的密封刀口侧的联接螺栓孔边缘与其内腔的最佳间隔厚度为1.1mm，这种结构可使其有最好的效果。本技术采用的结构经试验和实际的应用表明，它可在现有的机械加工技术前提下，避免法兰在制造中可能产生的固定螺栓孔与外环内腔贯通，导至密封破坏的弊病；同时可以使肩环上的密封刀口与固定螺栓保持最小的距离，以取得最佳密封效果。当活套法兰的密封刀口为凹型时，活套外环作纵向活动时其刀口不容易被碰伤。附图说明附图1为本技术具体实施例的半剖视示意图，附图2为附图1中A部位局部放大示意图。图中1为活套法兰的外环，2肩环的外圆上所设的内凹型环槽，3为肩环，4为与肩环焊接联接的真空系统，5为外环上的螺栓孔，6为肩环上所设的密封刀口(由图可见该刀口为凹型)，7是外环位于肩环的密封刀口侧的联接螺栓孔边缘与其内腔的间隔，8是内腔内圆与肩环外圆之间的间隙。具体实施方式本技术以下结合附图说明由附图1可见，本技术的活套法兰设计在凹法兰端，由肩环3和套于其外的外环1构成活套法兰，肩环3与真空系统4通过焊接方式固定在一起，在待安装状态，外环1上用顶丝(附图中未表示)与肩环3上的内凹型环槽2相配合，使肩环3可以相对其轴线转动，以便于外环上所设孔5与固定法兰上的对应孔对准。在安装状态，将顶丝旋出，用螺栓穿过孔5和固定法兰上的所设的孔，再用螺母与其配合，使活套法兰与固定法兰相固定，同时通过外环1对肩环3的作用，将置于刀口6处和固定法兰上所设刀口的密封填料压紧发生形变，实现密封。在本技术中，肩环3与外环1间的间隙8为0.1～0.3mm，而外环的联接螺栓孔边缘与其内腔的间隔7为1～2mm，这一结构既可以保证在本技术用于大口径法兰条件下，外环1在待安装状态，特别是肩环与系统焊接后不会发生被抱死的不足，同时也可以避免在采用现有加工设备加工外环内腔和联接螺栓孔时，产生贯通失效的不足。本技术的一个实施例中，所用活套法兰直径为450mm，其结构中间隔7的厚度为1.1mm，而间隙8的厚度为0.3mm，采用2mm的银丝为法兰间刀口的密封填料时，经实测活套刀口法兰的漏率≤1×10-9Pa.l/s，完全可以保证真空系统真空度≤10-10Pa的设计要求。权利要求1.大口径金属密封活套法兰，将包括带有联接螺栓孔的活套外环，置于活套外环内腔的带有与密封材料相配合的密封刀口的法兰肩环，且活套外环径向至少设有一个带内螺纹的通孔，在所述的通孔内配合有顶丝，在法兰肩环的外圆设有一内凹的环槽，在配合状态时所述顶丝的一端部嵌入法兰肩环外圆上所设的内凹环槽内，使法兰肩环与活套外环间沿轴向的运动被约束，并始终使法兰肩环的密封刀口面位于活套外环密封结合端面的内部，其特征在于活套外环位于肩环的密封刀口侧的联接螺栓孔边缘与其内腔的间隔厚度为1～2毫米，内腔内圆与肩环外圆间隙为0.1～0.3毫米。2.根据权利要求1所述的大口径金属密封活套法兰，其特征在于密封刀口为凹型。3.根据权利要求1或2所述的大口径金属密封活套法兰，其特征在于活套外环位于肩环的密封刀口侧的联接螺栓孔边缘与其内腔的间隔厚度为1.1毫米。专利摘要本技术涉及一种用于高真空密封连接的大口径(大于250mm)全金属密封活套法兰。本技术是将活套外环位于肩环的密封刀口侧的联接螺栓孔边缘与其内腔的间隔厚度控制在1～2mm，并使内腔内圆与肩环外圆间隙保持在0.1～0.3mm。本技术的密封活套法兰密封刀口为凹型。本技术的活套外环位于肩环的密封刀口侧的联接螺栓孔边缘与其内腔的最佳间隔厚度为1.1mm，这种结构可使其有最好的效果。文档编号F16L23/16GK2791433SQ20052010926公开日2006年6月28日 申请日期2005年5月31日 优先权日2005年5月31日专利技术者张喜平, 杨晓天, 张新俊, 张军辉, 蒙峻, 胡振军, 侯生军 申请人:中国科学院近代物理研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
大口径金属密封活套法兰，将包括带有联接螺栓孔的活套外环，置于活套外环内腔的带有与密封材料相配合的密封刀口的法兰肩环，且活套外环径向至少设有一个带内螺纹的通孔，在所述的通孔内配合有顶丝，在法兰肩环的外圆设有一内凹的环槽，在配合状态时所述顶丝的一端部嵌入法兰肩环外圆上所设的内凹环槽内，使法兰肩环与活套外环间沿轴向的运动被约束，并始终使法兰肩环的密封刀口面位于活套外环密封结合端面的内部，其特征在于活套外环位于肩环的密封刀口侧的联接螺栓孔边缘与其内腔的间隔厚度为１～２毫米，内腔内圆与肩环外圆间隙为０．１～０．３毫米。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张喜平，杨晓天，张新俊，张军辉，蒙峻，胡振军，候生军，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：62[中国|甘肃]