[发明专利]管接头组合件及其支撑机构

说明书

本发明所属技术领域

本发明涉及管接头组合件及其支撑机构，具体说来，涉及通过在管道段法兰的比邻设置的密封件形成的接头中采用支撑机构的管接头组合件，该支撑机构提供保证沿法兰内圆周的密封。

本发明的背景技术

在纸浆厂、造纸厂、化工厂、集成电路制造设备和其它的工业设备中，通常使用管道系统输送流体和流体状的混合物，这些管道系统通常包括管接头组合件，这些组合件采用有法兰的管道，法兰位于管道的两端，借此装配成接口部分。接口组合件通常使用密封件或其它比邻的法兰的密封材料，以此形成接口密封，从而将管道系统中的流体或流体状物密封在管道系统中。

正如通常在已有工艺中所见到的那样，在接口部分有适当的密封件实现密封。密封件的密封通常受到施加在接口部分的载荷的影响，该载荷将密封件压到法兰上，足以承受输送流体和流体混合物的压力。在某些常规的管接头组合件中，密封件采用安装在法兰周围的支撑环形成密封。支撑环对法兰施力并依次将法兰与密封垫压紧。为此，常规的支撑环通常使用穿过环上的孔的螺栓紧固，螺栓孔配置在接口内圆周的外侧。于是，通过拧紧螺栓把一个在接口内圆周外侧的载荷施加到支撑环上，并且通过支撑环把一个压力载荷施于接口。

但是，这种常规的管接头组合件存在着严重的问题，特别是为了沿着接口的内圆周设置密封时，问题更为严重。当沿着接口内圆周的有效载荷相对于由支撑环施加的载荷而被削弱时，这种组合件中适当的密封就受到了障碍。有效载荷的下降可能是由于远离接口内圆的法兰部分变形相关联的载荷损耗，也可能是由于施于接口内圆附近但其方向与压力载何相反的反作用力，这些力在图1中用箭头表示。载荷损失和反作用力依次影响施于支撑环的外置载荷。特别是一旦支撑环受力与法兰接触时，外置的载荷使支撑环以法兰外缘为支点而与法兰接触并仅沿外缘施加载荷。因此，法兰在比邻外缘处发生变形，从而通常会消耗一部分施加的载荷。附加的后果是沿着法兰产生一个弯矩，由此沿法兰外缘施加的载荷产生一个反作用力，其作用方向偏离接口内圆附近的密封件。确实，在高载荷下，法兰可能弯成弓形而足以使比邻接口内圆的密封件脱离。

当有效载荷不能使密封件适当地密封时，通过管道系统输送的流体和流体状的材料可能进入法兰和密封件之间的缝隙。在这种情况下，这些物质从缝隙中渗漏到外部环境中。任何这种渗漏都是非常不符合要求的，这不仅是因为损害了管接头组合件的性能，而且还存在着潜在的违反环境排放条例的可能，特别是在所渗漏的物质是危险物质时。

除渗漏外，另一个与不适当的载荷有关的问题可能是在接口处积存流体或流体混合物。存留的物质可能加速接口的老化，引起过早的损坏。积存的物质还可能使制造工作受挫。例如为了保持令人满意的生产率，在集成电路生产中，高洁净度和高纯度的标准必须得到保证。尽管如此，在管道系统的制备压力试验期间，通常还是采用稍有污染的物质，特别是在比作业压力高的压力下用试验水试验管道系统的完整性。一旦管道系统投入使用，管道系统中不正常的扰动(诸如水的冲击类的压力等)可能引起试验水在接口处积存以等待排放，这种排放从本质上说具有降低得率的可能。

常规的组合件迄今尚未得完全认同，或对上述问题作出改进，例如Frogers的专利US 3387867提出一种混凝土组合件的建议，这种组合件有一环状的波纹垫圈的支撑环，以及环形密封部分的截面本质上是圆形的密封垫。垫圈和密封部分在管道部分的共同的外径和法兰外缘周之间形成一条密封线。Frogers建立通过垫圈沿着上述的一条线施加压力，当支撑环被紧固时，将密封部分挤压到法兰上，而此时施于法兰的弯曲扭矩减小或消失。但是，即使实现了这个目标，Frogers仍然局限于在法兰内圆外侧施力的接口，即Frogers在改变压力载荷的方向和保持压力使之适合于沿着法兰内圆设置密封垫或其密封材料的密封的问题上，没有确定问题的症结所在和解决问题。

因此，需要有改进的管接头组合件，全面的找出上述使用支撑环和密封垫的常规管接头的问题的症结并适当地解决它。还需要改进用于这种管接头组合件的支撑机构。

本发明概要

本发明实现了上述的对改进管接头组合件的要求，克服了常规管接头组件的缺点，并且具有前所未有的优点。本发明提出了在接口中使用支撑机构的管接头组合件，接口用放置在比邻的管道部分的法兰处的密封垫形成，支撑机构为沿着法兰的内圆周保持密封创造了条件。本发明还满足了改进用于这种组合件的支撑机构的需要，其方法是提供一种能够比邻并沿着管接头组合件中的法兰的内圆周保持密封的支撑机构。