无垫片法兰研究和生产

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无垫片法兰研究和生产公司 张廷良摘 要 ：- 种新型的压力管道元件 .在对接面上没有平行于法兰圆周的 ，环形沟槽与相对应的平行法兰圆周的环行凸台。通过和对接面外径的启始端为半槽和半台。联接法兰的螺栓孔内设有螺纹。本发明的板式平焊法兰的对接面与钢管焊接的焊口上移至约 1/2高的位置 ，松套法兰的套与法兰体以螺纹联接固定为 ：螺纹套无垫片法兰。松套法兰的套与法兰体焊接的或粘接的联接的为 ：因定套无垫片法兰。本发明适用于高度危险的环境。能提高压力管道的性能和降低使用成本。

互 ≤ 擅，，～ 、 !墨薹 ： 毒篓 垂1.无垫片法兰：-种压力管道元件，它能把管道与管道、管道与阀门、管道与弯头，以及其它管件固定联接起来，是对传统的常用的法兰改造后形成的元件部件，其特征为：对接面上没有平行于法兰圆周的环形沟槽与相对应的平行法兰圆周的环形凸台，-副法兰的沟槽与凸台的结构位址是相互咬合的，咬合的沟槽和凸台的截断面为梯形的，或者是正弦波形的，形成了数个环状密封面，形成过盈联接 ；连续的沟槽凸台于法兰的通径和对接面外径的启始端为半槽半台；联接法兰的螺栓孔内没有螺纹以螺栓对顶的方式拆卸。

2.无垫片法兰：本法兰予紧联接后沟槽和凸台的梯形腰即过盈锥面的斜度范围： 1：3 至 1：100。

3.无垫片法兰：8个 以上含 8个的予紧螺栓也 1/2孔数设有拆卸螺纹，且逢偶设置。

4.滴漏法兰：所述的法兰为板式平焊法兰，其对接面与钢管焊接的焊 口上移至 1/2高的位置，对接面端至 内径的约 1/3处，并缩径成约通径尺寸，与钢管端部焊接处设置焊接坡 口。

5.根据权利要求 i所述的无垫片法兰：法兰的套与法兰体 以螺纹联接固定、或以螺栓径向将法兰套固定在法兰体上、或以螺栓轴向将法兰套固定在法兰体上。

6.根据权利要求 1所述的无垫片法兰：法兰的套与法兰体焊接或粘接联接的。

7.根据权利要求 1所述的无垫片法兰：也适用于白钢、锰钢、铝钛、黄铜、塑料、玻璃钢、陶瓷、玻璃、橡胶材料管道。

1.本无垫片法兰，-种新型的压力管道元件，它能更好地把管道与管道、管道与阀门、管道与弯头，以及其它管件固定联接起来，是对传统的常用法兰改造后形成的新型的元件部件。 《无垫片法兰》是根据它的功能命名的，如果根据技术特征命名应该为：《多锥面过盈辅助螺栓联接无垫片法兰》。

2.现代工业生产中管道与管道、管道与阀门、各种管道元件之间常用法兰进行联接和固定，在使用 中由于管道内通过的介子特性的不同，法兰对接处因为温度、压力、撞击、震动等因素，常常出现滴漏泄漏现象，而影响正常生产，特别是化工厂管道内常输送酸、碱有毒、有害、易燃气体-旦泄漏，后果严重，维修麻烦，威胁操作人员生命安全。

3.本发明提供-种改进型的法兰，它能有效的防止法兰对接处的滴漏、泄漏，来提高传统法兰的防漏性能。

4.本发明的目的是这样实现的，无垫片法兰是传统的法兰对接面上没有平行于法兰圆周的，环形沟槽与相应的平行法兰圆周的环行凸台。-副 (对)法兰的沟槽与凸台的结构位址是相互咬合的。咬合的沟槽和凸台的截断面为梯形的，或者是正弦波形的。当沟槽和凸台的梯形腰的斜率，或者说与轴向的倾斜角，或者说斜度，或者说锥度按-定的范围给定，尺寸以过盈的配合尺寸给定，法兰予紧联接后能够形成过盈联接。以-组咬合的沟槽凸台为-个单位，这样的组合根据对接面尺寸的不同，可以设置-个单位至几个单位或者-个单位至十几个单位，而且是连续的。数个过盈配合的沟槽凸台的梯形腰即同轴的同-截断面的多锥面的过盈联接，形成了数个环状密封面，凸台相当于-个橛子嵌人沟槽，螺栓予紧力的方向转成 9O度作用在梯形台槽的腰上即多锥面上，这个力可以放大几倍至十几倍 (放大倍数与腰的斜率有关)，这是无垫片的法兰-个重要因素。通过过盈可以使本法兰的对接面的比压扩大几倍，形成了远大于钢制管法兰的碳钢的回弹系数 (8.0)的几倍的固持力，通过过盈联接使本法兰的回弹系数变为负值，因此提高了法兰的防漏功能。-般情况下梯形槽台的上底小于高，上底面的周长更是远大于高，这使得加工后的在公差范围内的各个密封面的受力基本上是-致，也是本法兰的公差自适应性。由于本法兰的自适应性，-个学 术锥面的受力是不同的，靠近梯形的上底和下底处有两条环状的重 (过)载线，梯形中间有-条环状轻载线。

5.连续的沟槽凸台于法兰的通径和对接面外径的启始端为半槽和半台。

7.板式平焊法兰的对接面与钢管焊接的焊 口上移至约 1/2高的位置，对接面端至内径的约 1/3处，并缩径成约通径尺寸。与钢管端部焊接处设置焊接坡口。

8.松套法兰的套与法兰体以螺纹联接固定、或以螺栓径向将法兰套固定在法兰体上、或以螺栓轴向将法兰套固定在法兰体上 (称为：螺纹套无垫片法兰)。

9.松套法兰的套与法兰体焊接或粘接的联接的 (称为：固定套无垫片法兰)。

1O.本发明不仅局限于钢制管法兰，也适用于其它材料的管道，如：白钢、锰钢、铝钛、黄铜。塑料、玻璃钢、陶瓷、橡胶等材料。

11.本发明的无垫片法兰是在传统的法兰对接面上 设有平行于法兰圆周的，环形沟可 以放大几倍至十几倍。由于这-重要的因素使，本发明可以不用垫，不用垫可以节省垫的材料费、人工费，不用垫没有由于垫泄漏的因素，使防漏性能更好。加肯过盈联接。本发明更适用于高度危险的环境，如易燃、易蠕变，有毒、有害、酸、硷、盐。

可以广范地用在石化企业、核电站，火电厂、航天器、潜水艇、海油工程、输油管线等地方。

无垫片法兰完全有能力提高压力管产的性能和降低使用成本。

优势各种传统法兰在使用中容易发生滴漏、泄漏的缺陷，研发出新型的无垫片法兰，其推广使用价值和经济效益是十分可观的。

1.传统法兰与无垫片法兰的比较1.1传统法兰的缺点根据初步的调查与大量 的调查数字显示，传统的法兰在长期使用过程中存在如下缺点：-是传统法兰靠垫片或者环连接来实现防漏作用，-旦螺栓的预紧力不均衡或发生松动时，垫片或者环就会失去防漏效果，在压力的作用下产生滴漏现象：中国机械 Machine China 24g学术二是在使用中由于管道内通过的介质特性的不同，法兰对接处因为温度、压力、撞击、震动等因素，影响了垫片或者环的防漏作用，常常发生滴漏现象，特别是化工厂管道内常输送酸、碱、有毒、有害、易燃、易爆气体- 旦泄漏，后果严重，维修麻烦，直接威胁操作人员生命安全；三是由于垫片或者环部都属于-次性消耗品，拆卸过程中不能重复利用，浪费大量的人力、物力、财力。

1.2无垫片法兰的优点无垫片法兰是在目前广泛使用的传统法兰的基础上研发生产的，它采用传统法兰所没有的多锥面过盈连接，把连接和防漏做到了-起，不用垫片或者环，无垫片法兰预紧后，卸掉螺栓法兰仍可以正常工作。在实际的使用中，我们要求不得减小螺栓的预紧力，这样实际上就给防漏上了双保险，也是无垫片法兰的核心技术，只要是在合格产品使用中螺栓松了及时鹏，常规的泄漏率为零。

无垫片法兰螺栓孔内采用螺纹设计，不权在安装时能准确到位，轻松省力，更便于拆卸，更重要的是它取缔了传统的垫片与环的作用，省去了定时更换垫片与环的麻烦，在经济上节省了人力、物力、财力。

2.无垫片法兰的适用对象无垫片法兰的基本尺寸使用国际标准、国家标准、行业标准和非标准。材质标准、技术标准使用国际标准和国家标准，适用于各种材质的钢制管与其他材料的管道，如：白钢、碳钢、锰钢、铝钛、黄铜、塑料、玻璃钢、陶瓷、玻璃、橡胶等材料、泄漏的列，无垫片法兰更适用于高度危险的环境，如易燃、易爆、易蠕变、有毒、有害、酸、碱、盐。

可以广泛地用在如石化企业、核电站、火电厂、潜水艇、海油工程、输油管线等地方。

3.无垫片法兰的发展趋势因无垫片法兰克服了本报告中第-条所列出的现在普遍使用的传统法兰的缺点，具有本报告中第二条所列的优点，所以，无垫片法兰未来将被广泛的运用在石化企业等高危行业的设备管道上。

4.无垫片法兰的市场前景与经济效益量化分板(-)市场年度需求量(二)目标年度销售收入与利润5.实施无垫片法兰项目，投资少，风险小，组织生产容易。

6.无垫片法兰为专利产品，且设计独特，使他人无机可乘，独家生产和销售有法律保障。

7.以无垫片法兰为龙头，可以形成-个生产系列法兰、阀门的产业带。

无垫片法兰设计独特，为专利产品。如果精心组织生产和销售，则很容易获得较高知名度。获得-定知名度后，以该产品为龙头，向其两翼发展，生产与其匹配的阀门等产品，可形成大规模的产业带，带来可观的经济效益。

8.结论无垫片法兰较国内现在普遍使用的传统法兰，具有明显的优越性，其防漏效果可达到百分之百，适用于易燃、易爆、有毒介质及压力较高的诚，极大地增强了法兰正在使用中的安全性，而且无垫片法兰在价格上与传统法兰无异，却能在使用中减少垫片及环的成本，必然得到相关行业的认可与欢迎。

随着该产品的面市及使用，将逐步淘汰现在国内普遍使用的传统法兰，市场容量巨大。实施无垫片法兰项目，投资少，风险小，组织生产并形成较大批量并不难，可形成-系列的产业带，经济效益和社会效益十分可观。因是专利产品要做好专利保护工作，独家生产并向国内市场销售产品，其合法权益将会受到法律保护。

陆地钻机二层台机械手臂井架工伺服操作系统的研究与设计胜利油田箭可钻井三公司-田成辉徐元春贺剑曹新华摘 要 ：通过对现有二层台钻杆摆放系统的研究 ，设计-套适合在40、5O、7O型陆地钻机K型自起井架上改造安装的 ，代替二层台井架工完成钻杆、钻铤起下作业的机械手臂。实现远程邑操作，彻底解放井架工的体力劳动。

1.引言钻井作业过程中，二层台井架工的作业环境非常恶劣，高空露天作业，起下钻井架工在 26米高的猴台上-站就是十多个小时，风吹日晒。为了改善井架工的作业环境，胜利油田钻井三公司机动办公室开始着手设计二层台机械手臂井架工伺服操作系统，井架工在钻台偏房内或是在司钻房内邑操作二层台机械手臂，实现钻杆、钻铤摆正入指梁。

该设计着重考虑四点：①适用于公司内部4O、5O、7O型陆地钻机 k型自起井架，方便安装和井队设备搬迁。②无需对二层台的承重进行改装，机械手臂小巧轻便，总重量控制在250kg以内。③操作简单、动作迅速灵敏准确，井架工在钻台面或司钻房 内利用监控视频对机械手臂进行可视化邑操作，钻2OMachine China中国机械杆摆放速度不低于人工摆放速度。④机械手臂露天作业，皮实耐用，防水防爆。

2.现有二层台机械手臂成型产品的介绍针对以上四个要求，我们考察了国内外现有的钻井二层台钻杆摆放系统，都无法满足上诉四个要求。国内外钻杆摆放系统成型的设计目前可以大致分为两类，-类是将钻杆整柱提起，再利用液压手臂旋转摆正推送入指粱。该设计优点在于可以同时省去钻台面上两个钻工和二层台上井架工共三个人的工作量，但这种设计对于二层台的承重要求很高，必须对井架和二层台的结构进行全新的设计， 显然对现有井架进行改造不现实。

例如，NOV(国民油井 )公司和挪威 MH公司的海上平台钻柱摆放系统 (图 1)，国内杰瑞石油工程机械有限公司的二层 台智能排管系统 (图2)。第二种设计是钻工先把钻杆立柱的下端推到钻杆盒内，下放游车，钻杆立柱下端立在钻杆盒上，打开液压吊卡，然后用机械手臂抓住钻杆立柱摆正推送入指梁。这种设计只能节十架工的人工劳动，钻台面上还需要人工完成，但是这种设计的好处是结构简单，二层台不承受钻柱的重量，只需要-个很小的力就可以将钻杆摆正就位。在现有钻机上增加二层台机械手臂，只能采用这种设计。目前采用第二种设计思路的成型产品只有NOV(国民油井 )公司开发的，二层台液压机械手臂 (图 3)。我们在NOV的设计上大胆改进，采用全新的机器人设计理念，自主研发出了适用于 4O、5O、70型陆地钻机 K型白起井架的二层台机械手臂井架工伺服操作系统 (图 4)。