CN1227470C - 高压不锈钢管小法兰联接管件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及薄壁不锈钢管的连接。被连两薄钢管分别置於两小法兰内孔；一种是两端头与小法兰焊接，一个小法兰面上开环槽嵌入密封环。另一种是两薄钢管端头垂直翻边，其间设全不锈钢内涨密封套，它由左右锥形管和中间有双密封圈的密封座组成。密封环或圈与凹槽间按全封闭隔氧式设计可增长密封寿命。前者小法兰焊於薄管端口，便保证了端口强度和圆度。后者由垂直翻边和内涨密封套加强端口强度和圆度，既使偶尔受外力冲击也不影响密封效果。经水压测试均在10MPa以上。如选用优质硅橡胶作密封材料，前者密封寿命可达50年以上，后者可达30年以上。小法兰为同型号传统法兰重量的1/4～2/3，成本降低，安装拆卸方便。本发明可用於供水和输气等管路系统。

Description

高压不锈钢管小法兰联接管件

(一)技术领域：本发明用於连接承压运载流体的簿壁不锈钢管管路联接系统，属於工程元件中管接头或管件类(F16L)。

(二)背景技术：用不锈钢管作承压供水、输气等管路，其性能是最佳的，采用减低壁厚则是降低不锈钢成本满足市场需求的有效方式(可节约2/3的不锈钢材料)。伴随出现的是与之相配套使用的簿壁不锈钢管接头或管件的优化设计的问题。在石油化工等行业中使用簿壁不锈钢管，经常困扰于因端口强度不够，端口圆度受外力破坏，而使密封失效。这也是簿壁不锈钢管路的唯一簿弱环节。

中国专利名称为‘簿壁管组合件’(CN2251064Y)公开了一种结构，在两钢管端口内孔设公用的带肩胛的衬套，两密封圈分别设在衬套斜面和两钢管扩口斜翻边之间。虽然此衬套对增加连接处钢性起一定作用，但此结构形成的密封是脆弱的，因此种斜翻边片不开密封槽的密封结构，当钢管热胀轴向力将极容易损伤O形圈，而冷缩时也难以恢复，影响密封性能。

(三)发明内容：

本发明就是解决上述现有簿壁不锈钢管在联接处端口强度及相应的密封可靠性问题。其技术方案如下：

一种高压不锈钢管小法兰联接管件，被连接的两根不锈钢管1a，1b置於两法兰2a，2b内孔内，两法兰处圆周设连接压紧的螺拴4和螺母5，其特征是钢管两端头和两法兰间，用钢管端头与法兰焊接连接，法兰采用小圆环法兰，为同型号法兰重量的1/4～2/3；在其中一个法兰端面开有密封环槽2.1，其内设有与它相配合的密封环3，密封环横截面为O形或梯形，密封环和密封环槽的配合关系为：V_2.1＝(1.02-1.15)V₃，H₃＝(1.2-1.4)H_2.1。其中V_2.1、H_2.1分别为密封环槽2.1的容积和深度；V₃、H₃分别为密封环3的体积和高度。

一种高压不锈钢管小法兰联接管件，被连接的两根不锈钢管1a，1b置於两法兰2a，2b内孔内，两法兰处圆周设连接压紧的螺拴4和螺母5，其特征是钢管两端头和两法兰间，在钢管两端头设有垂直翻边1_1a，1_1b、两翻边和法兰间设全不锈钢制作的内涨式密封套7或8，它由两端与翻边口内套配合的左、右锥管7.1或8.1和连接固定两锥管并安放有双密封圈6的密封座7.2或8.2组成；双密封圈横截面为矩形或O形；双密封圈与密封座上的凹槽7.3或8.3的配合关系为：V_7.3＝(1.02-1.15)V₆，H₆＝(1.2-1.4)H_7.3，其中V_7.3、H_7.3分别为凹槽7.3或8.3的容积和深度；V₆、H₆分别为密封圈6的容积和高度；法兰采用小圆环法兰，为同型号法兰重量的1/4～2/3。

上述密封环3和双密封圈6均可采用硅橡胶或丁晴橡胶制作，该橡胶内可加碳纤维或金属或非金属衬件。上述内涨式密封套连接的两钢管为等径的，则采用等径内涨式密封套7，若为异径钢管则采用异径内涨式密封套8。左右锥管7.1或8.1的最大外径与相配合端钢管内孔之差d≤5丝。

本发明有益效果：(1)对第一种管件：用小法兰焊接於簿壁不锈钢管端口既将两者固定，完全保证了簿钢管两端的强度和圆度。在采用小法兰和O型或梯形密封环嵌入槽内结构，可使小法兰厚度再减簿，减少昂贵不锈钢材料用量，大大降低成本。采用了全封闭隔氧式密封，增长了密封材料和密封件的使用寿命。经水压检测，管径DN100，DN125，DN150三种管件承压力均达10Mpa以上，寿命达50年。(2)对第二种管件：簿壁不锈钢管在垂直翻边和圆度调整后，端口强度得到保证；又设置了内涨式密封套后，钢管端口的圆度得以保证，在此双重作用下，即使偶然受外力冲击也能保证端口的圆度和强度，进而保证了密封效果。其耐水压能力均达10MPA以上。采用了全封闭隔氧式密封，也增长了密封材料和密封件的使用寿命。(3)采用小法兰、重量轻、成本低、且安装拆卸方便。(4)使用嵌压式密封方式，硅橡胶密封材料，使用寿命可达30年以上。(5)第一种管件达医用管件GMP标准。

(四)附图说明：

图1本发明实施例1结构图

图2图1项3横截面形状图

图3本发明实施例2结构图

图4本发明实施例3结构图

图5图4中项7放大图

图6本发明实施例4结构图

图7图6中项8放大图

(五)具体实施方式：

实施例1：见图1、图2

被连接的两根不锈钢管1a和1b分别置於两小法兰2a、2b内孔内，钢管端头与法兰焊接连接；两法兰厚度可以不同。法兰外圆有拉紧螺拴4和螺母5，厚法兰2b端面开密封环槽2.1，其内装O形密封环3.1或梯形密封环3.2，它可用硅橡胶制作，也可用其它密封材料制作。密封环和密封环槽配合关系如下：V_2.1＝(1.02-1.15)V₃ H₃＝(1.2-1.4)H_2.1其中V_2.1、H_2.1分别为密封环槽2.1的容积和深度；V₃、H₃分别为密封环3的体积和高度。在压力作用下，硅橡胶压缩20％-40％后，正好全部埋入槽中，以形成全封闭隔氧式密封。

实施例2：见图3

被连两钢管为异径，则将小直径钢管端头1_a扩孔后，再与法兰焊接。其余结构与实施例1相同。

实施例3：见图4、图5

两翻边及两法兰间，设用不锈钢制作的等径内涨密封套7，它由相同的左、右锥管7.1和密封座7.2组成一体结构。密封座与翻边间装有硅橡胶O型密封圈6，锥管最大直径D7与钢管内径D1之最大差为5丝。O形密封圈6与内涨密封套7两侧凹槽7.3配合关系如下：V_7.3＝(1.02-1.15)V₆H₆＝(1.2-1.4)H_7.3其中V_7.3、H_7.3分别为凹槽7.3的容积和深度；V₆、H₆分别为密封圈6的体积和高度。在压力作用下，硅橡胶压缩20％～40％后，正好全部埋入槽中，以形成全封闭隔氧式密封。见图4，被连接的两根不锈钢管1a和1b分别置於两小法兰2a、2b内孔内，法兰外圆有拉紧螺拴4和螺母5。

实施例4：见图6、图7

被连接两钢管直径D_1a和d_1b不相等，则设置异径内涨密封套8，它由异径左、右锥管8.1a和8.1b(组成8.1)以及密封座8.2组成，密封座8.2两侧面与翻边配合位置开凹槽8.3，嵌入异径硅橡胶O形密封圈6a、6b，凹槽8.3和O形密封圈6a、6b配合关系与内涨密封套7相同。两锥管最大外径D8a、D8b分别与配合的两钢管内径D_1a、D_1b之差，均选择为5丝之内。其余结构与实施例3相同。

Claims (6)

1.高压不锈钢管小法兰联接管件，被连接的两根不锈钢管(1a)，(1b)置於两法兰(2a)，(2b)内孔内，两法兰处圆周设连接压紧的螺拴(4)和螺母(5)，其特征是钢管两端头和两法兰间，用钢管端头与法兰焊接连接，法兰采用小圆环法兰，为同型号法兰重量的1/4～2/3；在其中一个法兰端面开有密封环槽(2.1)，其内设有与它相配合的密封环(3)，密封环横截面为O形或梯形，密封环和密封环槽的配合关系为：V_2.1＝(1.02-1.15)V₃，H₃＝(1.2-1.4)H_2.1，其中V_2.1、H_2.1分别为密封环槽(2.1)的容积和深度；V₃、H₃分别为密封环(3)的体积和高度。

2.按权利要求1所述管件，其特征是密封环(3)采用硅橡胶或丁晴橡胶制作。

3.高压不锈钢管小法兰联接管件，被连接的两根不锈钢管(1a)，(1b)置於两法兰(2a)，(2b)内孔内，两法兰处圆周设连接压紧的螺拴(4)和螺母(5)，其特征是钢管两端头和两法兰间，在钢管两端头设垂直翻边(11a)，(11b)，两翻边和法兰间设全不锈钢制作的内涨式密封套(7)或(8)，它由两端与翻边口内套配合的左、右锥管(7.1)或(8.1)和连接固定两锥管并安放有双密封圈(6)的密封座(7.2)或(8.2)组成；双密封圈横截面为矩形或O形；双密封圈与密封座上的凹槽(7.3)或(8.3)的配合关系为：V_7.3＝(1.02-1.15)V₆，H₆＝(1.2-1.4)H_7.3，其中V_7.3、H_7.3分别为凹槽(7.3)或(8.3)的容积和深度，V₆、H₆分别为密封圈(6)的体积和高度；法兰采用小圆环法兰，为同型号法兰重量的1/4～2/3。

4.按权利要求3所述管件，其特征是双密封圈采用硅橡胶或丁晴橡胶制作。

5.按权利要求2或4所述管件，其特征是该橡胶内可加碳纤维或金属或非金属衬件。

6.按权利要求3所述管件，其特征是左、右锥管(7.1)或(8.1)的最大外径与相配合端钢管内孔之差d≤5丝。