CN108858060A - 一种法兰紧固装置 - Google Patents

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王学磊
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Abstract

本发明提供了一种法兰紧固装置，涉及紧固和拆卸装置技术领域。解决了现有技术中存在的紧固装置适用的法兰种类较为单一的技术问题；包括紧固套件和动力装置，通过在每个螺母上套设有一个与螺母尺寸匹配的紧固套件，使紧固套件之间相互独立，每个紧固套件分别与动力装置相连接，动力装置能驱动每个紧固套件紧固所对应的螺母，使本发明中的一套法兰紧固装置能适应不同大小和规格的法兰，也能适应同一个法兰上不同位置和距离的螺栓的紧固，也可以实现不同套法兰之间的同时紧固，同时因为每个紧固套件相互独立，使得单个紧固套件体积较小，不受场地空间狭小的限制。

Description

一种法兰紧固装置
技术领域
本发明涉及紧固和拆卸装置技术领域，尤其是涉及一种法兰紧固装置。
背景技术
在石油、化工、医药、排污、供水等装置连续运转的生产性行业内，输送管道是实现正常生产和输送的必要设备。管道之间的连接一般采用法兰、螺纹连接或者焊接，其中法兰连接是较为普遍采用的连接方式，特别是对于压力较高的场合，为了安装拆卸方便，法兰连接更是首选。法兰连接结构采用法兰之间配对并通过圆周方向分布的螺栓进行连接紧固，配对法兰之间设置密封垫，通过螺栓的紧固压紧密封垫，达到密封效果。螺栓一般采用多个均匀分布于法兰上，紧固最佳要求是每个螺栓的紧固力相同并有足够大。在实际的操作中，为了实现法兰的有效紧固，只能使用均衡单独紧固的方式进行法兰的紧固，无论是使用液压扳手还是人工扳手的紧固，由于每次只能进行一颗螺栓或者几颗螺栓的紧固，所以即使在扭矩相同的工况下，也会出现法兰和密封垫片的受力不均，导致最后出现法兰泄露的风险，况且在实际的大部分操作中，紧固力和扭矩往往是不均衡的，这更加增加了法兰和垫片泄露的可能性以及风险。
后来为了解决上述问题，设计有了一种紧固装置，包括以可拆卸的方式固定连接形成整圆壳体的两个半环壳体，所述两个半环壳体分别设置驱动组件，所述驱动组件包括套筒齿轮、半环齿条和驱动齿轮，所述半环齿条设置于半环壳体内形成的半环形齿条槽内，套筒齿轮和驱动齿轮均与半环形齿条啮合，所述套筒齿轮以与标准法兰的螺栓孔分布相同的形式分布于半环形齿条槽内，套筒齿轮在圆周方向固定配合设置用于紧固螺母的套筒；至少一个半环齿条啮合设置至少一个用于驱动齿条运动的驱动齿轮。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有紧固装置中，所述套筒齿轮以与标准法兰的螺栓孔分布相同的形式分布于半环形齿条槽内，即该种紧固装置只能适用于单一种类法兰，适用范围过小，并且有时施工产地现场空间狭小，无法将该紧固装置安装在对应的螺栓孔上进行操作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种法兰紧固装置，以解决现有技术中存在的紧固装置适用的法兰种类较为单一的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种法兰紧固装置，其特征在于，包括紧固套件和动力装置，其中：每个螺母上套设有一个与所述螺母尺寸匹配的所述紧固套件，每个所述紧固套件与所述动力装置相连接且所述动力装置能驱动所述紧固套件紧固对应的所述螺母。
优选地，所述紧固套件包括螺套和液压杆，所述液压杆与所述动力装置连接，所述螺套套设在所述螺母上，所述螺套和所述液压杆上均设置有齿轮并形成齿轮传动，所述动力装置驱动所述液压杆直线运动带动所述螺套转动以使所述螺母紧固。
优选地，所述动力装置包括液压***和压力组件，所述压力组件一端与所述紧固套件相连接，所述压力组件另一端通过液压管与所述液压***相连接。
优选地，所述压力组件包括液压缸和设置在所述液压缸内的活塞，所述活塞与所述液压杆固定连接，所述活塞能在所述液压***的驱动下在所述液压缸内运动以带动所述液压杆直线运动。
优选地，所述液压***包括液压箱、液压泵和液压总管，所述液压箱、液压泵和液压总管通过管路顺次连接形成循环回路，所述液压管均连接在所述液压总管上。
优选地，所述液压泵与所述液压总管的连接管路上设置有压力调节设定阀。
优选地，所述液压泵与所述液压总管的连接管路上设置有机械安全阀。
优选地，还包括螺套***，所述螺套***设置在所述螺套周侧以阻挡所述螺套转动时从所述螺母上分离。
优选地，所述螺套***包括阻挡部，所述阻挡部设置在所述螺套远离法兰盘的一端并留有空隙。
优选地，所述螺套***上还设置有液压杆***，所述液压杆***压设在所述液压杆上以使所述液压杆沿所述液压杆***的长度方向直线运动。
通过在每个螺母上套设有一个与螺母尺寸匹配的紧固套件，使紧固套件之间相互独立，每个紧固套件分别与动力装置相连接，动力装置能驱动每个紧固套件紧固所对应的螺母，使本发明中的一套法兰紧固装置能适应不同大小和规格的法兰，也能适应同一个法兰上不同位置和距离的螺栓的紧固，也可以实现不同套法兰之间的同时紧固，同时因为每个紧固套件相互独立，使得单个紧固套件体积较小，不受场地空间狭小的限制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种法兰紧固装置的结构图；
图2是本发明一种法兰紧固装置的俯视图；
图3是本发明一种法兰紧固装置中紧固套件的结构图；
图中1、紧固套件；2、螺母；4、动力装置；5、压力调节设定阀；6、机械安全阀；7、螺套***；8、法兰盘；9、液压杆***；11、螺套；12、液压杆；41、液压***；42、压力组件；43、液压管；411、液压箱；412、液压泵；413、液压总管；421、液压缸；422、活塞。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1到图3，本发明提供了一种法兰紧固装置，其特征在于，包括紧固套件1和动力装置4，其中：每个螺母2上套设有一个与螺母2尺寸匹配的紧固套件1，每个紧固套件1与动力装置4相连接且动力装置4能驱动紧固套件1紧固对应的螺母2。
通过在每个螺母2上套设有一个与螺母2尺寸匹配的紧固套件1，使紧固套件1之间相互独立，每个紧固套件1分别与动力装置4相连接，动力装置4能驱动每个紧固套件1紧固所对应的螺母2，使本发明中的一套法兰紧固装置能适应不同大小和规格的法兰，也能适应同一个法兰上不同位置和距离的螺栓螺母的紧固，也可以实现不同套法兰之间的同时紧固，同时因为每个紧固套件1相互独立，使得单个紧固套件1体积较小，不受场地空间狭小的限制。
作为可选地实施方式，紧固套件1包括螺套11和液压杆12，液压杆12与动力装置4连接，螺套11套设在螺母2上，螺套11和液压杆12上均设置有齿轮并形成齿轮传动，动力装置4驱动液压杆12直线运动带动螺套11转动以使螺母2紧固。
螺套11按照不同的螺栓螺母大小，可以进行随意的更换，实现了一套紧固装置可以为所有不同大小和登记的法兰和螺栓进行紧固的设计。螺套11与液压杆12上设置有齿轮并通过齿轮传动，液压杆12从动力装置4处获得动力后能通过齿轮传动将动力传递给螺套11，螺套11以对螺母2实现紧固。
作为可选地实施方式，动力装置4包括液压***41和压力组件42，压力组件42一端与紧固套件1相连接，压力组件42另一端通过液压管43与液压***41相连接。
压力组件42与紧固套件1连接为紧固套件1提供动力，压力组件42与液压***43相连接以获得能量并通过液压管43传递能量，液压管43选用液压软管的设计形式，能够满足狭小空间的安装和使用。
作为可选地实施方式，压力组件42包括液压缸421和设置在液压缸421内的活塞422，活塞422与液压杆12固定连接，活塞422能在液压***41的驱动下在液压缸421内运动以带动液压杆12直线运动。
活塞422在液压缸421内能够进行往复运动，使得活塞422固定连接的液压杆12能够进行往复运动，使得本发明的法兰紧固装置不仅能够用于法兰螺栓螺母的安装紧固，同时也能用于螺栓螺母的拆除，丰富了功能。
作为可选地实施方式，液压***41包括液压箱411、液压泵412和液压总管413，液压箱411、液压泵412和液压总管413通过管路顺次连接形成循环回路，液压管43均连接在液压总管413上。
每根液压管43均连接在液压总管413上，使得液压***41能够同时控制所有的液压管43相连接的压力组件42带动每个紧固套件1同时作业，同时进行紧固作业或拆除作业，液压箱411、液压泵412和液压总管413通过管路顺次连接形成循环回路，使结构更加简洁，效率更高。
作为可选地实施方式，液压泵412与液压总管413的连接管路上设置有压力调节设定阀5。
为了防止液压力太大损坏螺栓和螺母，设计有压力调节设定阀5，在压力大于设定压力的时候，为了保护螺栓和螺母，多余的压力会通过此压力调节设定阀5返回到液压箱411里。
作为可选地实施方式，液压泵412与液压总管413的连接管路上设置有机械安全阀6。
在液压总管413上面安装机械安全阀6，实现了机械式的超压保护功能，在极端情况下，压力调节设定阀5失效时，机械安全阀6能够用以防止动力装置4中的设备或管道因超压而发生损坏；当动力装置4内的流体压力达到略高于阀门开启压力时，机械安全阀6自动开启，排放部分流体，使压力下降；当压力下降到略低于阀门回座压力时，机械安全阀6自动关闭，停止排放流体并保持密封。
作为可选地实施方式，还包括螺套***7，螺套***7设置在螺套11周侧以阻挡螺套11转动时从螺母2上分离。
螺套11在作业时会承受较大的力，为了防止螺套11受力时飞出对人员和设备造成伤害，设计有螺套***7，起到保护作用，保护人员的安全和设备的正常运转。
作为可选地实施方式，螺套***7包括阻挡部，阻挡部设置在螺套11远离法兰盘8的一端并留有空隙。
在螺套11远离法兰盘8的一端设置有阻挡部，能够防止螺套11受力时飞出对人员和设备造成伤害，并且留有空隙能够让螺套11作业时保持正常转动；螺套***7还设置有伸缩装置，通过伸缩装置还可以按照螺栓的大小和厚度对螺套***7进行调节，实现了不同大小和等级的法兰和螺栓的定位功能。
作为可选地实施方式，螺套***7上还设置有液压杆***9，液压杆***9压设在液压杆12上以使液压杆12沿液压杆***9的长度方向直线运动。
本发明一种法兰紧固装置的使用方法：
法兰的紧固一般分为安装紧固，在线紧固，以及保护性拆除三种方式。本发明中的法兰紧固装置同时适用于上述几个使用工况。
正常法兰安装紧固的时候，首先将所有的螺栓和垫片在外力的帮助下安装就位，不要进行紧固，使所有的螺母2和垫片处于自然安装未受力的状态下，然后安装紧固套件1和螺套***7、连接液压管43、接着设定压力设定调节阀5的数值、最后启动液压泵412进行阶段性加压，每加压一次，需要外力紧固一次螺套***7，同时设定一次压力设定调节阀5的设定值，如此往复的进行，便能保证每个阀门的受力一致，直到液压力达到相应的扭矩力的时候完成紧固。拆除时，需要首先通过压力设定调节阀5进行泄压，在压力设定调节阀5全部打开之后，停止液压泵412的运行，一分钟之后拆除液压管43，并逐个拆除螺套***7和紧固套件1。
在线紧固法兰的时候和上面的操作步骤相似，唯一需要注意的是每进行一次紧固需要进行泄露情况的检测，同时设定压力的幅度需要额外的缓慢，防止使得金属垫片瞬间变形造成更加严重的泄漏。
保护性拆除的目的是为了防止在拆除法兰的时候因为扭矩力不均匀造成法兰的变形或者垫片的变形而进行的操作，基本操作步骤和上面相似，唯一需要注意的是液压杆12的安装方向此时为反方向安装或者螺套11的安装方向为反方向安装，所以在安装每一个螺套11的时候需要额外的注意转动的方向，防止出现错误的安装情况。
本发明在实际的应用中，一套液压***41可以实现两套或者三套法兰螺栓的紧固或者松动工作，并且可以实现特殊工况下一套法兰中不同螺栓同时的紧固和松动的操作，也可以实现不同套法兰之间的同时紧固和松动操作。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种法兰紧固装置，其特征在于，包括紧固套件(1)和动力装置(4)，其中：每个螺母(2)上套设有一个与所述螺母(2)尺寸匹配的所述紧固套件(1)，每个所述紧固套件(1)与所述动力装置(4)相连接且所述动力装置(4)能驱动所述紧固套件(1)紧固对应的所述螺母(2)。
2.根据权利要求1所述的法兰紧固装置，其特征在于：所述紧固套件(1)包括螺套(11)和液压杆(12)，所述液压杆(12)与所述动力装置(4)连接，所述螺套(11)套设在所述螺母(2)上，所述螺套(11)和所述液压杆(12)上均设置有齿轮并形成齿轮传动，所述动力装置(4)驱动所述液压杆(12)直线运动带动所述螺套(11)转动以使所述螺母(2)紧固。
3.根据权利要求2所述的法兰紧固装置，其特征在于：所述动力装置(4)包括液压***(41)和压力组件(42)，所述压力组件(42)一端与所述紧固套件(1)相连接，所述压力组件(42)另一端通过液压管(43)与所述液压***(41)相连接。
4.根据权利要求3所述的法兰紧固装置，其特征在于：所述压力组件(42)包括液压缸(421)和设置在所述液压缸(421)内的活塞(422)，所述活塞(422)与所述液压杆(12)固定连接，所述活塞(422)能在所述液压***(41)的驱动下在所述液压缸(421)内运动以带动所述液压杆(12)直线运动。
5.根据权利要求3所述的法兰紧固装置，其特征在于：所述液压***(41)包括液压箱(411)、液压泵(412)和液压总管(413)，所述液压箱(411)、液压泵(412)和液压总管(413)通过管路顺次连接形成循环回路，所述液压管(43)均连接在所述液压总管(413)上。
6.根据权利要求5所述的法兰紧固装置，其特征在于：所述液压泵(412)与所述液压总管(413)的连接管路上设置有压力调节设定阀(5)。
7.根据权利要求5所述的法兰紧固装置，其特征在于：所述液压泵(412)与所述液压总管(413)的连接管路上设置有机械安全阀(6)。
8.根据权利要求2所述的法兰紧固装置，其特征在于：还包括螺套***(7)，所述螺套***(7)设置在所述螺套(11)周侧以阻挡所述螺套(11)转动时从所述螺母(2)上分离。
9.根据权利要求8所述的法兰紧固装置，其特征在于：所述螺套***(7)包括阻挡部，所述阻挡部设置在所述螺套(11)远离法兰盘(8)的一端并留有空隙。
10.根据权利要求8所述的法兰紧固装置，其特征在于：所述螺套***(7)上还设置有液压杆***(9)，所述液压杆***(9)压设在所述液压杆(12)上以使所述液压杆(12)沿所述液压杆***(9)的长度方向直线运动。
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