[发明专利]一种可曲挠、耐高压的短臂法兰

说明书

本发明公开一种可曲挠、耐高压的短臂法兰。传统法兰称之为长臂法兰。短臂法兰与长臂法兰在法兰片的圆周上同样设置有用于锁紧法兰片的螺栓。不同之处是短臂法兰片的力臂更短，厚度更小。考虑到密封原件需要足够的空间，本专利把1/2确定为短臂法兰的最小临界值，也是一种优化值。在此基础上设计O形橡胶密封圈结构和带金属挡圈的密封元件结构。由于短臂法兰采用抗曲挠的限位密封结构，抗曲挠角不小于|±2.2°|，橡胶元件不欠压缩，也不过压缩。不仅是免维护的结构，还几乎具有终生不维修性能和半永久性的寿命，这是未来的智能型管道不可或缺的连接管件。我们的专利技术优化了法兰管件的设计，并把它推向了新的历史高度。

技术领域

本发明属于管件的连接件，具体涉及一种可曲挠、耐高压的短臂法兰。

背景技术

法兰是管道的主要连接件。中国的法兰标准GB/T9112系列和化工管道法兰标准HG系列其理论依据源于英国的皇家工程院BS和美国材料与试验协会ASTM。中国的法兰标准GB/T9112和HG是在上述两家机构制定标准的基础上照搬和修改后颁发的。

我们将法兰标准GB/T9112系列和化工管道法兰标准HG系列中规定的技术产品称之为长臂法兰。长臂法兰的设计以存在严重缺陷的片式密封作为设计依据，而片式密封需要较宽的力臂和法兰厚度，导致了所有长臂法兰傻、大、笨的现状。长臂法兰因为属于不耐曲挠的密封结构，因此需要每年进行维护，与现代社会所需要的智能管道、百年免维护管道相去甚远。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可曲挠、耐高压的短臂法兰。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种可曲挠、耐高压的短臂法兰，包含两法兰片，被连接的管件置于法兰片内孔内，所述法兰片的圆周上设置有用于固定的螺栓，其特征在于，其中一个法兰片的端面上设置有向另一法兰片端面延伸的外挡圈，该外挡圈、管件壁以及法兰片之间构造一个相对于法兰连接端面外置的限位密封槽，该限位密封槽中设置有弹性橡胶密封圈，该限位密封槽与弹性橡胶密封圈的配合关系为，V1＝(1.03-1.08)V2，其中，V2为所述弹性橡胶密封圈的体积，V1为所述限位密封槽的容积；该短臂法兰连接时，弹性橡胶密封圈始终处于受压状态，所述限位密封槽和受压的弹性橡胶密封圈形成一个可曲挠的限位密封结构；所述的短臂法兰满足：其中，h2为该短臂法兰的法兰片厚度，L2为该短臂法兰的力臂，h1为采用现有标准时连接同等规格管件的长臂法兰的法兰片厚度，L1为采用现有标准的连接同等规格管件的长臂法兰的力臂长度。

进一步的，所述的法兰为板式法兰，该法兰的端面即为法兰连接端面，所述管件的端头与短臂法兰焊接，在其中一个法兰端面上设置向另一法兰端面延伸的外挡圈，所述的外挡圈与管件壁面、法兰端面共同形成限位密封槽，所述限位密封槽内设置的弹性橡胶密封圈为O型橡胶圈。

进一步的，所述的法兰为内凹法兰，该法兰的内凹面即为法兰连接端面，所述管件两端头设置有垂直的翻边，所述的翻边处设置有外挡圈，所述翻边与法兰、外挡圈共同形成限位密封槽，所述限位密封槽内设置的弹性橡胶密封圈为矩形橡胶圈。

进一步的，所述的外挡圈紧密粘结在弹性橡胶密封圈的内侧。

进一步的，所述的弹性橡胶密封圈在法兰连接时受压的形变量不低于15％。

进一步的，设弹性橡胶密封圈的截面面积S₁、弹性橡胶密封圈截面高度H₁、限位凹槽深度C₁、限位凹槽的宽度C₂、限位凹槽的空间S₂有如下的关系式：

其中η₁＝0.95-0.99；η₂＝0.7-0.75。

进一步的，所述的限位密封槽深度C1在连接不同规格的管件时设定优化值如下：