[发明专利]一种法兰密封结构及其用途、及密封性能检测方法

权利要求书

1.一种法兰密封结构，其特征在于，所述密封结构包括：

第一法兰；

第二法兰，所述第二法兰和所述第一法兰的相对端面固定连接，所述第一法兰和所述第二法兰结构、大小相同；

第一卡槽，开设在所述第一法兰的连接端面上；

第二卡槽，开设在所述第二法兰的连接端面上，所述第一卡槽和所述第二卡槽对称设置且结构、大小相同；

顶环，位于所述第一卡槽以及第二卡槽围成的容纳腔内，所述顶环的平均线膨胀系数不大于所述法兰的平均线膨胀系数；

第一密封圈，位于所述第一卡槽以及第二卡槽围成的容纳腔内并位于所述顶环的外围；

第二密封圈，位于所述第一卡槽以及第二卡槽围成的容纳腔内并位于所述第一密封圈的外围；

其中，所述顶环顶持所述第一密封圈以及所述第二密封圈抵靠所述第一法兰及所述第二法兰，所述卡槽横截面为直角梯形结构，所述第一密封圈以及所述第二密封圈的两端延伸至所述直角梯形的上底边，所述第一密封圈的弹性模量为1.5×10⁵~2.0×10⁵ N/mm²。

2.根据权利要求1所述的法兰密封结构，其特征在于：所述第一卡槽以及所述第二卡槽下底边的长度a为5~20mm，上底边长度b为3~18mm。

3.根据权利要求1所述的法兰密封结构，其特征在于：所述直角梯形的斜边与所述第一法兰或者第二法兰的端面的夹角ɑ为45~60°。

4.根据权利要求2所述的法兰密封结构，其特征在于：所述顶环的横截面为拱形结构，所述顶环的长度l大于等于所述直角梯形上底边的长度b小于所述下底边的长度a。

5.根据权利要求1所述的法兰密封结构，其特征在于：所述顶环距离所述第一卡槽、第二卡槽上底边的距离d为0.3~2mm。

6.根据权利要求1所述的法兰密封结构，其特征在于：所述第一密封圈的厚度为0.5~2mm，所述第二密封圈的厚度小于1mm，所述第二密封圈的厚度小于所述第一密封圈的厚度。

7.根据权利要求1所述的法兰密封结构，其特征在于：在-253℃至200℃工作温度范围内，所述顶环的平均线膨胀系数小于等于2.5×10^-6/℃，所述法兰的平均线膨胀系数大于所述顶环的平均线膨胀系数。

8.根据权利要求1所述的法兰密封结构，其特征在于：在200℃至500℃的工作温度范围内，所述顶环的平均线膨胀系数不大于15×10^-6/℃，所述顶环的平均线膨胀系数不大于所述法兰的平均线膨胀系数。

9.一种根据权利要求1~8任意一项所述的法兰密封结构在高低温法兰密封方面的用途。

10.一种法兰的密封性能检测方法，其特征在于：所述检测方法包括以下步骤：

S1：提供权利要求1~8任一所述的法兰密封结构，所述法兰在流体流通方向上的两端封闭；

S2：于所述法兰密封结构上开设通孔并通过所述通孔通入检测介质，记录所述密封结构中检测介质的初始压力并封闭所述通孔；

S3：将通入有检测介质的法兰密封结构置于低温或者高温环境中1~2小时，然后将所述密封结构从所述低温或者高温环境中取出并稳定至室温；

S4：记录冷却至室温的密封结构中的检测介质的压力，并通过计算得到所述密封结构中检测介质的泄漏率。