專利名稱：無墊片密封法蘭及密封方法
技術領域：
本發明涉及一種法蘭，具體的涉及一種無墊片密封法蘭及密封方法。
背景技術：
法蘭連接結構是一個組合件，一般是由聯接件(螺栓、螺母)、被聯接件(法蘭)和
密封元件(墊片)組成。其功能是保證聯接緊密、不泄漏，且具有足夠的強度。 普通法蘭在聯接壓力容器或管路時是依靠兩法蘭之間的密封元件——墊片的回
彈力來實現密封的。其防止流體泄漏的基本原理是在聯接處增加液體流動的阻力。當壓力
介質通過密封面的阻力降大于密封面兩側的介質壓力差時，介質就被密封住了。這種阻力
的增加是依靠墊片與法蘭密封面間的密封比壓來實現的。 墊片在較大的預緊力和較高溫度時會變形失效，引起泄漏。由于法蘭環與墊片不 是一個整體，安裝困難，且經過一段時間的使用就需要更換墊片；特別是當密封處溫度較高 時，墊片容易卡死或粘結在密封面上，檢修時不僅拆卸不方便，而且還需修復密封面。

發明內容
本發明的目的是提供一種無墊片密封法蘭及密封方法，將密封面設計成圓弧面與 平面接觸，密封效果好，方便了安裝和檢修。
上述的目的通過以下的技術方案實現 無墊片密封法蘭，其組成包括具有聯接件孔的法蘭體，所述的法蘭體的密封面軸
向斷面為弧形面，所述的法蘭體的上法蘭內壁上垂直于軸向開有環形槽。 所述的無墊片密封法蘭，所述的弧形面為圓弧面，所述的環形槽與法蘭體的接觸
面為圓弧面。 無墊片密封法蘭的密封方法，所述的法蘭體的密封口為線接觸，在小的預緊力作
用下能夠獲得較大的初始密封比壓，工作時通過介質壓力的作用，使密封口背面產生軸向
壓力，所述的環形槽在內壓力作用下產生軸向彈性變形對內壓引起的密封面軸向位移進行
補償，實現自緊密封。 本發明的有益效果 1.本發明不需要密封墊片，將密封面改為圓弧面，即將已有的面接觸變為線接觸， 密封效果好，靠螺栓力獲得初始密封比壓，工作時由于介質壓力的作用，密封口背面會產生 軸向壓力，使工作密封比隨介質的壓力增大而增大，達到密封的目的。 2.本發明不使用墊片，避免了墊片易卡死或粘結在密封面上所帶來的不便，可以
大大方便安裝和檢修，特別是在高溫高壓裝置的應用中更有著不可替代的意義。 3.本發明的結構簡單，制造方便，便于對中；采用線接觸密封，在較小的螺栓力作
用下就可以產生較大的密封比壓，因此在相同的壓力等級時所需法蘭盤厚度較小，螺栓直
徑較小，可以節省材料；由于不需要另外加工和拆裝墊片，可以減少加工費用，大大減小安
裝檢修難度和工作量，且避免了因拆卸墊片造成密封面的劃痕，大大提高勞動效率；特別是
3帶有圓弧面的環形槽在內壓力作用下所產生的軸向彈性變形對內壓引起的密封面軸向位 移起補償作用，實現自緊密封；帶有圓弧面的環形槽所具有的彎曲變形能力遠比墊片的回 彈力產生的變形能力強，大大提高了密封的可靠性；這種密封結構在壓力和溫度反復波動 的場合以及高溫高壓裝置的應用中有著不可替代的意義。較佳的使用范圍為壓力10 34MPa，公稱直徑小于1000mm。


附圖1是本產品的結構示意圖。
附圖2是附圖1的局部放大圖。
具體實施例方式
實施例1 : 無墊片密封法蘭，其組成包括具有聯接件孔1的法蘭體2，所述的法蘭體的密封
面軸向斷面為弧形面3，所述的法蘭體的上法蘭內壁上垂直于軸向開有環形槽4。所述的
無墊片密封法蘭用于承受內壓力容器或其管路的可拆連接處的密封，所述的法蘭體分為上
法蘭和下法蘭，當用于管路連接時，上法蘭和下法蘭分別連接管路，再通過螺栓螺母連接固
定，實現密封的目的。 實施例2: 所述的無墊片密封法蘭，所述的弧形面為圓弧面，所述的環形槽與法蘭體的接觸 面為圓弧面5，所述的環形槽的外徑處采用圓弧形狀(在經線平面上)。
實施例3 : 無墊片密封法蘭的密封方法，所述的法蘭體的密封口為線接觸，在小的預緊力作 用下能夠獲得較大的初始密封比壓，工作時通過介質壓力的作用，使密封口背面產生軸向 壓力，所述的環形槽在內壓力作用下產生軸向彈性變形對內壓引起的密封面軸向位移進行 補償，實現自緊密封。 本發明的靜密封結構與傳統法蘭密封組件的根本區別是在一對密封副之間不需 要密封墊片，這是一個革命性的創新。密封口為線接觸，在較小的預緊力作用下即可獲得較 大的初始密封比壓；工作時由于介質壓力的作用，密封口背面會產生軸向壓力，使類似懸臂 梁的6處發生彈性彎曲，由于此處彈性彎曲變形能力強，在壓力反復波動時能及時回彈，其 設計成圓弧形的密封面在環板發生翻轉時仍然能保持與另一個平形密封面的線接觸，且介 質壓力越高，密封比壓力越大，所以特別適用于壓力和溫度反復波動的場合，以及高溫高壓 裝置的密封。這一彈性變形補償了在內壓力作用下密封副向著分離方向的位移，致使圓弧 7處與平面8處的線接觸處工作密封比壓隨著介質壓力的增大而增大，產生自緊作用，從而 保持足夠的工作密封比壓，達到密封目的。環形槽的外徑處采用的圓弧形狀可以減小應力 集中，工作中反復發生補償位移時，可以提高疲勞強度。附圖2中9所指箭頭代表介質壓力， 10所示為密封口 ，上下的一對箭頭代表軸向力。
權利要求
一種無墊片密封法蘭，其組成包括具有聯接件孔的法蘭體，其特征是所述的法蘭體的密封面軸向斷面為弧形面，所述的法蘭體的上法蘭內壁上垂直于軸向開有環形槽。
2. 根據權利要求l所述的無墊片密封法蘭，其特征是所述的弧形面為圓弧面，所述的 環形槽與法蘭體的接觸面為圓弧面。
3. —種無墊片密封法蘭的密封方法，其特征是所述的法蘭體的密封口為線接觸，在 小的預緊力作用下能夠獲得較大的初始密封比壓，工作時通過介質壓力的作用，使密封口 背面產生軸向壓力，所述的環形槽在內壓力作用下產生軸向彈性變形對內壓引起的密封面 軸向位移進行補償，實現自緊密封。
全文摘要
無墊片密封法蘭及密封方法，已有的法蘭連接結構一般是由聯接件、被聯接件和密封元件組成。無墊片密封法蘭，其組成包括具有聯接件孔(1)的法蘭體(2)，所述的法蘭體的密封面軸向斷面為弧形面(3)，所述的法蘭體的上法蘭內壁上垂直于軸向開有環形槽(4)。本發明用于承受內壓力容器或其管路可拆連接處的密封。
文檔編號F16L23/16GK101725781SQ200810137360
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月20日 優先權日2008年10月20日
發明者李紫輝, 李紅 申請人:黑龍江大學