[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

说明书

本发明提供了一种法兰密封结构及其用途、及密封性能检测方法，所述法兰密封结构包括：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；顶环，位于所述第一卡槽以及第二卡槽围成的容纳腔内；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；所述法兰密封结构在高低温密封性能良好，能做到高压、低压泄漏率不大于1×10^‑5Pa·m³/s。

技术领域

本发明涉及法兰密封技术领域，具体涉及一种法兰密封结构及其用途、及密封性能检测方法。

背景技术

大型法兰密封是石油化工、电厂等领域的关键技术，目前这一技术基本被国外垄断，价格较高，而现有大型法兰密封技术常常采用橡胶作为密封圈，橡胶由于其固有的性能往往在极高低温的情况下，密封性能会受到影响。因此市场急需一种低成本，能适应高低温恶劣环境的大型法兰密封结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种法兰密封结构及其用途、及密封性能检测方法，可以实现大型法兰在高低温恶劣环境中的密封稳定性及经济性。

为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：本发明首先提供了一种法兰密封结构，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；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。

在一实施例中，所述第一卡槽以及所述第二卡槽下底边a的长度为5~20mm，上底边b长度为3~18mm。

在一实施例中，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°。

在一实施例中，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。

在一实施例中，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。

在一实施例中，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。

在一实施例中，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。

在一实施例中，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。

本发明又一方面提供了一种如上所述法兰密封结构在高低温法兰密封方面的用途。