用于预应力的具有法兰的密封连接的设备制造技术

预应力的具有法兰的密封连接设备包括：具有第一接触表面（１１１）的第一法兰（１３０）；具有面对第一接触表面的第二接触表面（１２１）的第二法兰（１４０）；接收在形成于第一和第二接触表面之间的衬垫壳体（１７０）中的密封衬垫（１６０）；及将第一和第二法兰（１３０，１４０）夹在一起的夹紧装置（１５０）。第一和第二接触表面具有形成位于密封衬垫（１６０）附近的止块的局部支承区域（Ｚ１）。第一和第二接触表面的至少其中之一（１１１）在局部支承区域（Ｚ１）中具有例如圆锥形的特定形状表面，使得紧固元件（１５０）紧固前，在局部支承区域（Ｚ１）中第一和第二法兰（１３０，１４０）之间的接触被限制到局部支承区域（Ｚ１）表面的一小部分上，紧固元件（１５０；２５０）紧固后，接触均匀分布到所有局部支承区域（Ｚ１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及预加应力的具有法兰的密封连接设备，所述设备包括具有第一接触表面的第一法兰；具有第二接触表面的第二法兰，所述第二接触表面面对所述第一接触表面；接收在衬垫壳体中的密封衬垫，所述衬垫壳体形成在所述第一和第二接触表面之间；以及用于将第一和第二法兰夹在一起的夹紧装置，所述夹紧装置被安置在衬垫壳体和第一和第二法兰的外围之间，以至少使在法兰之间的第一和第二接触表面部分互相接触。由此本专利技术适用于可拆开的连接。
技术介绍
本专利技术涉及止块夹头(dog-clamp)型具有法兰的连接，其中在法兰之间存在窄接触表面以获得在衬垫附近的高接触压力，由此提高密封性能同时使衬垫壳体的变形最小化。图8为轴向半剖视图，其示出了已知的具有法兰的连接设备的例子，所述设备具有对称轴l、分别具有止块夹头型法兰30， 40的两个管道元件IO， 20，所述法兰借助于例如螺栓的连接构件50互相组装。法兰30， 40包括位于相对于衬垫60的里面的接触止块11， 21，所述衬垫置于衬垫壳体70中。法兰30和40的其它表面31， 32以及41，42为分别互相面对且与螺栓50配准，并且在螺栓50紧固之前不接触，在这些互相面对的表面之间留有较小厚度的空置空间。在操作中，螺栓50紧固之后，在管道10， 20内产生压力场P，在法兰30的表面31， 32以及法兰40的表面41， 42之间的空置空间縮小并且使法兰30的止块11与对应的法兰40的表面21保持接触。以相似的方式，图9为轴向半剖视图，其示出了与图8相似的已知具有法兰的连接设备的例子，但是该设备具有法兰30， 40，所述法4兰具有位于相对于衬垫60的外面的接触止块31a， 41a，所述衬垫置于衬垫壳体70中。首先在衬垫60的里面(表面lla， 21a)其次在连接装置50的外面(表面32a， 42a)互相面对的法兰30的其它表面lla，32a以及法兰40的其它表面21a， 42a在螺栓50紧固之前不接触，并且它们限定了较小厚度的空置空间，当螺栓50紧固时所述空间縮小以使位于法兰止块上的表面31a， 41a保持互相接触。尽管如此，当设计该种止块夹头型连接时，经常发生在连接和支承表面之间的局部接触应力变得太大的现象。于是机械余量变为负值。这是由于止块夹头型法兰的设计导致法兰弯曲。该弯曲的后果就是使在止块上的接触集中到其外围上，并由此使力集中，使压应力集中。这种效果的直接后果就是在组装期间和操作时使接触表面塑性形变，而损害这些表面的质量。这种表面的塑形形变的结果是当使用时，连接变得松散。用于对抗这种塑性形变和蠕变现象的传统设计为使法兰超尺寸。为了降低过大的局部应力，通常增加接触表面的面积以及法兰的厚度，以减小对重量和尺寸有损害的弯曲。
技术实现思路
本专利技术寻找补救上述缺点的办法并且可以使预加应力的具有法兰的密封连接设备具有改进的质量和寿命而同时降低其成本和尺寸。根据本专利技术，可以由预加应力的具有法兰的密封连接设备实现，所述设备包括具有第一接触表面的第一法兰；具有第二接触表面的第二法兰，所述第二接触表面面对所述第一接触表面；接收在衬垫壳体中的密封衬垫，所述衬垫壳体形成在所述第一和第二接触表面之间；以及用于将第一和第二法兰夹在一起的夹紧装置，所述夹紧装置被安置在衬垫壳体和第一和第二法兰的外围之间，以使第一和第二接触表面至少部分互相接触，所述设备其特征在于，第一和第二接触表面具有限定了法兰之间窄接触表面的局部支承区域，所述区域位于密封衬垫的附近并且相对于所述第一和第二接触表面的其它区域的组合构成肩部，所述肩部形成止块，并且，第一和第二接触表面的至少其中之一在所述局部支承区域中具有大致圆锥形的特定形状的表面，使得在紧固装置紧固之前，在局部支承区域中在第一和第二法兰之间的接触被限制到局部支承区域的表面的一小部分上，而在紧固装置紧固之后，所述接触均匀分布到所有局部支承区域。在有利实施例中，特定形状的表面为圆锥形表面，其可以在紧固装置紧固之后使得互相面对的表面的接触压力均匀，所述表面构成接近理想表面的工业化解决办法。优选地，局部支承区域的表面的所述一小部分对应于小于或者等于局部支承区域的表面的30%的值。局部支承区域在相对于密封衬垫的内侧或者外侧构成止块。在特殊实施例中，设备包括在所述成型支承区域中插入到第一和第二法兰之间的垫片，所述垫片具有特定形状的表面，所述特定形状的表面构成在局部支承区域中限定第一和第二法兰之间接触的所述特定形状的表面。通过本专利技术推荐的方法，不必增强或者扩大构成连接设备的部分，并且，仅是在局部支承区域处接触的表面的几何形状就可以减小最大应力水平，并且使形成在法兰上的止块和对应的形成在其它法兰上的支承面之间的接触最优化。当加工圆锥形表面时，可以以这样的方式使止块夹头型具有法兰的连接设备最优化，即，在施加夹紧力以及由此连接产生变形之后，在止块处即在局部支承区域中的接触变成几乎是完美的。因此，与现有技术设备相反，局部力的集中以及机械应力集中被消除。通过以这种方法改进在局部支承区域的整个接触表面上的应力分布，可以使接触表面更小，这使连接的总体尺寸更小，对于止块在衬垫内侧的法兰，止块的宽度减少也可以使衬垫的直径减小，并且由此使根状效应(root effect)最小化。这种根状效应的减小使得对紧固需求的减少并且因此减少螺钉的数量。本专利技术还可以减小法兰的厚度，因为法兰的变形不再成为问题。本专利技术通过消除应力的集中，当紧固连接的操作时可以限制由于 塑性形变的损耗，并且由此改进密封性。本专利技术还可以避免表面的恶化并且提高组件的寿命。总之，本专利技术可以达到节省重量，提高机械余量和密封性的目的。附图说明将参考附图对特定实施例进行描述，从而解释本专利技术的其它特征 和优点，其中图1和图2分别为在提供预应力的螺栓紧固之前和之后，根据本 专利技术的预应力的具有法兰的密封连接设备的第一个例子的轴向半剖视 图3和图4分别为在提供预应力的螺栓紧固之前和之后，根据本 专利技术的预应力的具有法兰的密封连接设备的第二个例子的轴向半剖视 图5为根据本专利技术的密封连接设备在压力流体容器中应用的轴向 半剖视图6为图5的密封连接设备的详细视图7为适合于在例如图4和图5中所示的密封连接设备中应用的 垫片的轴向剖视图；并且图8和图9为已知的止块夹头型具有法兰的密封连接设备的两个 例子的轴向半剖视图，该两个例子分别被构造成具有位于相对于密封 衬垫的内侧的止块以及被构造成具有位于相对于密封衬垫的外侧的止 块。具体实施例方式参考图1和图2对根据本专利技术的可释放的预应力的具有法兰的密 封连接设备9的第一个实施例进行描述。在该实施例中，关于回转轴101的管道或者容器区段110， 120分 别连接至环形法兰130和140。法兰130和140具有例如螺栓、螺钉、 柱螺栓或者类似物件的连接元件150，所述连接元件通过法兰并且用于在法兰130和140上施加预应力。图1示出了在连接元件150紧固之前的连接设备，而图2示出了 在所述连接元件150紧固之后的连接设备。在图1中，顶部法兰130的底面131， 132在连接元件150附近为 没有任何縮进部分的连续表面(除了用于使连接元件150通过的开 口)，所述底面基本上相对于旋转轴101横向延伸。顶部法兰130的底面131， 132在内侧连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预应力的具有法兰的密封连接设备，所述设备包括：具有第一接触表面（１１１，１３１，１３２）的第一法兰（１３０；２３０）；具有第二接触表面（１２１，１４１，１４２）的第二法兰（１４０；２４０），所述第二接触表面面对所述第一接触表面（１１１，１３１，１３２）；接收在衬垫壳体（１７０；２７０）中的密封衬垫（１６０；２６０），所述衬垫壳体形成在所述第一和第二接触表面之间；以及用于将所述第一和第二法兰（１３０，１４０；２３０，２４０）夹在一起的夹紧装置（１５０；２５０），所述夹紧装置被安置在所述衬垫壳体（１７０；２７０）和所述第一和第二法兰（１３０，１４０；２３０，２４０）的外围之间，以至少使所述第一和第二接触表面部分互相接触；所述设备其特征在于，所述第一和第二接触表面具有限定了所述法兰之间窄接触表面的局部支承区域（Ｚ１，Ｚ１１），所述区域位于所述密封衬垫（１６０；２６０）的附近并且相对于所述第一和第二接触表面（１３１，１３２，１４１，１４２；１１１ａ，１３１，１２１ａ；，１４１）的其它区域的组合构成肩部，所述肩部形成止块，并且，所述第一和第二接触表面的至少其中之一（１１１；１３２ａ；１２１；１４２ａ；２９２）在所述局部支承区域（Ｚ１，Ｚ１１）中具有大致圆锥形的特定形状的表面，使得在所述紧固装置（１５０；２５０）紧固之前，在所述局部支承区域（Ｚ１，Ｚ１１）中所述第一和第二法兰（１３０，１４０；２３０，２４０）之间的接触被限制到所述局部支承区域（Ｚ１，Ｚ１１）的所述表面的一部分上，而在所述紧固装置（１５０；２５０）紧固之后，所述接触均匀分布到所有所述局部支承区域（Ｚ１，Ｚ１１）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2007-4-5 07543131.一种预应力的具有法兰的密封连接设备，所述设备包括具有第一接触表面(111，131，132)的第一法兰(130；230)；具有第二接触表面(121，141，142)的第二法兰(140；240)，所述第二接触表面面对所述第一接触表面(111，131，132)；接收在衬垫壳体(170；270)中的密封衬垫(160；260)，所述衬垫壳体形成在所述第一和第二接触表面之间；以及用于将所述第一和第二法兰(130，140；230，240)夹在一起的夹紧装置(150；250)，所述夹紧装置被安置在所述衬垫壳体(170；270)和所述第一和第二法兰(130，140；230，240)的外围之间，以至少使所述第一和第二接触表面部分互相接触；所述设备其特征在于，所述第一和第二接触表面具有限定了所述法兰之间窄接触表面的局部支承区域(Z1，Z11)，所述区域位于所述密封衬垫(160；260)的附近并且相对于所述第一和第二接触表面(131，132，141，142；111a，131，121a；，141)的其它区域的组合构成肩部，所述肩部形成止块，并且，所述第一和第二接触表面的至少其中之一(111；132a；121；142a；292)在所述局部支承区域(Z1，Z11)中具有大致圆锥形的特定形状的表面，使得在所述紧固装置(150；250)紧固之前，在所述局部支承区域(Z1，Z11)中所述第一和第二法兰(130...

【专利技术属性】
技术研发人员：I马尼耶，C鲁尔，
申请(专利权)人：斯奈克玛公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]