CN207814707U - Gis法兰密封组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种GIS法兰密封组件,包括第一法兰和与该第一法兰对接的第二法兰,所述第一法兰具有向第二法兰侧延伸出的外螺纹管头,外螺纹管头背离第二法兰侧具有光管段;第二法兰的管口则具有用于与所述外螺纹管头配合的内螺纹;提供一密封橡胶圈,套装在光管段与露出内螺纹的外螺纹管头段上,并在密封橡胶圈***由第一法兰和第二法兰对接确定出密封胶腔,该密封胶腔匹配有排气孔和注胶孔;在密封胶腔的离心侧配有环绕密封胶腔的附加密封结构。依据本实用新型的GIS法兰密封组件易于保证两法兰较高同轴度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种GIS法兰密封组件,GIS是GAS insulated SWITCHGEAR的缩略语,即气体绝缘全封闭组合电器,又称SF6全封闭组合电器。
背景技术
随着国家电力事业的大力发展,SF6 全封闭组合电器的运用也得到迅猛的发展,SF6 气体以其优异的绝缘性能和灭弧性能被广泛用于电气设备中,在GIS高压开关设备运行过程中,若防水结构处理不当,防水作业不完善,易造成GIS 法兰密封面进水,进而产生锈蚀所产生的密封面失效,导致SF6 气体的泄漏,从而造成GIS 内部放电事故。不仅会造成变电站直接断电,也给变电站及企业造成的巨大的经济损失,更会给检修人员带来身体上及生命上的危害。
由于SF6 气体无色无味的物理特征,检修人员很难发现泄漏点,目前主要把重点放置在GIS法兰密封上,通过提高密封面的可靠性,降低其失效概率。
中国专利文献CN102842863A也指出GIS法兰密封组件漏点的发现比较困难,需要从防的角度去解决其易于失效的问题,对此,其所采用的手段是在一对对接法兰间设置气密性的O型圈,在O型圈的外面两法兰的对接面上进一步设置环形防水胶腔,进而,在对接处的***设置具有一定夹角的防水胶槽。对于O型圈,以及环形防水胶腔的设置,其对两个法兰的同轴度都有比较高的要求,然而,从其附图中可以看出,两个法兰是端面对接,往往需要通过环形阵列的螺栓进行连接,其本质上会涉及到两个法兰对中的问题,受加工工艺本身的影响,两个法兰都会有加工误差,并且螺栓孔之间的位置也会存在位置精度问题,尤其是螺栓孔与螺栓之间往往需要留出较大的间隙,其装配很难做到两个法兰保持较高的同轴度,在此条件下,密封件及密封结构的效能会受到非常大的影响。
中国专利文献CN203445564U的基本构思与中国专利文献CN102842863A大致相同,其区别于中国专利文献CN102842863A之处在于在密封胶腔的向心侧提供了一个V型胶圈密封结构,并且提供了一个榫接结构,其本质上相当于迷宫密封结构。不过形成两个法兰固定连接的仍然是环形阵列的螺栓,仍然无法保证两个法兰严格对中,造成密封结构可能产生错位的问题。此外,榫接一定程度上可以用于两个法兰间的初始对位,从而具有相对较高的装配精度,但榫接会产生榫面槽面间隙,以及法兰端面间对接距离的问题,往往只能保证一个结构部严格对正,从而会影响整体的密封性能。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种易于保证两法兰较高同轴度,从而保证密封件和密封结构效能的GIS法兰密封组件。
依据本实用新型的实施例,提供一种GIS法兰密封组件,包括第一法兰和与该第一法兰对接的第二法兰,所述第一法兰具有向第二法兰侧延伸出的外螺纹管头,外螺纹管头背离第二法兰侧具有光管段;
第二法兰的管口则具有用于与所述外螺纹管头配合的内螺纹;
提供一密封橡胶圈,套装在光管段与露出内螺纹的外螺纹管头段上,并在密封橡胶圈***由第一法兰和第二法兰对接确定出密封胶腔,该密封胶腔匹配有排气孔和注胶孔;
在密封胶腔的离心侧配有环绕密封胶腔的附加密封结构。
上述GIS法兰密封组件,可选地,密封橡胶圈为圆筒形密封橡胶圈;
在第一法兰上开有环槽,用于部分的纳入密封橡胶圈。
可选地,在密封胶腔的***于第一法兰侧设有第一连接凸起,于第二法兰侧设有第二连接凸起;
第一连接凸起与第二连接凸起对接形成***限位。
可选地,第一连接凸起端部的向心侧形成有向第二法兰侧凸起的凸部;
第二连接凸起则对位于凸部设有定位槽部,用于嵌入凸部。
可选地,定位槽部为倒圆结构,相应的凸部匹配为倒圆结构。
可选地,内螺纹与外螺纹管头的配合长度不小于10mm或不少于四扣螺纹,且配合长度不大于20mm,或不大于六扣螺丝。
可选地,密封胶腔为变径结构,由第一法兰和第二法兰确定出大径部分,并由第二法兰确定出小径部分。
可选地,小径部分的长度与位于第二法兰上的大径部分的长度相同。
可选地,附加密封结构为第一法兰与第二法兰对合后所形成接缝的***环封结构。
可选地,***环封结构包括向心延伸的部分。
依据本实用新型的实施例,区别于现有的GIS法兰密封组件连接必须采用环形阵列螺栓的连接方式,而是采用管螺纹连接线结构,表现在实现法兰连接的一个法兰上设置螺纹接头,而在另一个法兰的内孔中攻出螺纹,形成螺纹孔,两者直接采用螺纹连接,螺纹连接可以直接实现相对较高的同轴度,从而易于保证密封件及密封结构的效能。此外,螺纹连接本身能够形成一级密封,可以附加的提高密封能力。进而在螺纹连接的***依次设置密封橡胶圈、注胶密封结构和***的附加密封结构,整体的密封性能更佳。
附图说明
图1为本实用新型一实施例中GIS法兰密封组件主剖结构示意图。
图2为第一法兰主剖结构示意图。
图3为第二法兰主剖结构示意图。
图中:1.第一法兰,2.SF6通道,3.密封橡胶圈,4.排气孔,5.胶腔,6.防水胶圈,7.第二法兰,8.注胶孔。
11.第一连接凸起,12.定位凸部,13.环槽,14.外螺纹管头。
71.内螺纹,72.沉孔,73.定位槽部,74.第二连接凸起。
具体实施方式
参照说明书附图1,法兰连接是管接结构的一种主要结构,通常在法兰盘给定的分度圆上环形阵列有一组螺栓孔,穿设螺栓实现紧固。稍有机械知识的人员都知道,法兰盘上所用的螺栓孔均为光孔,光孔直径大于螺栓大径,在满足螺栓穿设的条件下,螺栓与光孔间存在间隙,无法实现通过螺栓形成定位以实现两个法兰间的同轴装配。另外,即便是采用排钻进行开孔,也会产生排钻的型心与法兰同轴度的问题。
此外,对于法兰盘,理想状态下,要求每一个螺栓的预紧力完全相同,然而,即便是采用力矩扳手进行各个螺栓的紧固,也不能做到每一个螺栓的预紧力完全相同,在于螺栓虽然是标准件,但螺栓与螺母的配合力度并不相同,由此会产生法兰盘各处预紧力不同的问题,造成密封件偏斜,而使密封效能下降。
对于法兰,其所连接的管件基本都是圆管件,因此,其基本参考系为圆管件的轴线,藉此所产生的向心离心能够为本领域的技术人员所理解。对于法兰连接,其必然包括两个法兰的法兰盘的对合,为加以区分,记其中一个法兰为第一法兰1,另外一个法兰为第二法兰7。
如图1~3所示的一种GIS法兰密封组件,其包括第一法兰1和与该第一法兰1对接的第二法兰7,两者法兰均具有法兰盘,但并不是传统的通过分布在法兰盘上的螺栓孔进行连接,而是采用管螺纹进行连接。此处的管螺纹具有两方面的内容,第一内容是第一法兰1与第二法兰7的连接结构为管体间的螺纹连接,第二内容则是螺纹连接的螺纹为管螺纹,以使螺纹连接本身具有较高的密封能力。
在图2中可见,所述第一法兰1具有向第二法兰7侧延伸出的外螺纹管头14,相比于传统的法兰,第一法兰1从其法兰盘内缘轴向向外延伸出一段,进而在该段上加工出外螺纹,形成前述的外螺纹管头14。
在图中,外螺纹管头14还具有光管段,类同于具有光杆的螺栓,只不过在此处,光杆段主要用来确定密封结构。
在图3中可见,第二法兰7所匹配的管体在设置第二法兰7的部分设有内螺纹71,该内螺纹71用于与外螺纹管头14旋合,实现第一法兰1和第二法兰7的紧固。
对于法兰盘,似乎在失去了螺栓连接的功能后没有必要设置那么大,但对于GIS法兰,其需要在对接的径向具有较大的密封结构,从而能够形成多级密封。
***螺栓的减配,可以使所适应的法兰盘相对较小。
在图1中,管螺纹密封形成第一级密封,记为第一密封结构,在进行管螺纹连接时,外螺纹管头14上涂上密封胶,以提高密封能力。
进而在第一密封结构上套上密封橡胶圈3,以形成第二级密封,所匹配的密封结构记为第二密封结构。需要说明的是,在形成第一密封结构前,需要先将密封橡胶圈3套在外螺纹管头14上。
可以理解的是,常规条件下,密封橡胶圈3的内径小于外螺纹管头14的大径,两者配合后具有一定的预紧力,能够形成较好的密封效果。
进而,在第二密封结构的***即为注胶密封结构,记为第三密封结构,GIS密封结构主密封结构即为第三密封结构。注胶密封结构需要形成环形的密封胶腔,在图1中以及所引用的现有技术文献可见,通过两个法兰的对接,通过轮廓的对合,形成腔体,如胶腔5,在***加装了附加密封结构后就可以进行第三密封结构的形成。
制作时,需要先制作附加密封结构,如图1中所示的防水胶圈6的装配,然后进行注胶,固化。
密封胶腔匹配有至少一个排气孔4,通常只有一个注胶孔8,胶浆从注胶孔8注入,原位于密封胶腔内的气体从排气孔4排出,一般为了保证胶浆充盈密封胶腔,通常在排气孔4排出胶浆后给定时间内停止注胶。
注胶完毕,需要使用例如塞堵封堵排气孔4和注胶孔8,因此,排气孔4和注胶孔8通常具有螺纹孔段,以适配螺塞。
在图1所示的结构中,密封橡胶圈3为圆筒形密封橡胶圈,即其具有规则的内柱面和外柱面,并具有一定的厚度,其厚度一般取2~3mm。
在图2中可见,在第一法兰上开有环槽13,环槽13的内壁面与外螺纹管头14的光管段的外径同面,进而,环槽13用于部分的纳入密封橡胶圈3,以更加可靠的定位密封橡胶圈3。
参见说明书附图2和3,在密封胶腔的***于第一法兰1侧设有第一连接凸起11,于第二法兰7侧设有第二连接凸起74,进而,如图1所示,第一连接凸起11与第二连接凸起74对接形成***限位,从而形成如图1中所示的胶腔5。再对第一连接凸起11和第二连接凸起74对位后配合密封橡胶圈3后进行注胶。
关于第一连接凸起11和第二连接凸起74,两者对接可以形成***的刚性接触,形成支撑,可以减轻外螺纹管头14与内螺纹71连接的应力。需要说明的是,对于传统的法兰盘螺栓连接,由于螺栓分散在***,连接的面积比较大,连接可靠性相对较好,而把连接替换为外螺纹管头14与内螺纹71的连接,连接面积减小,连接可靠性会有所下降,为此,通过第一连接凸起11和第二连接凸起74的配合可以减轻连接可靠性下降所带来的问题。
进一步地,第一连接凸起11端部的向心侧形成有向第二法兰7侧凸起的凸部,如图2中所示的定位凸部12。
相应地,第二连接凸起74则对位于定位凸部12设有定位槽部73,用于嵌入定位凸部12,不仅可以更加有效的保证两个法兰间的同轴度,而且定位凸部12与定位槽部73的配合可以形成一定的迷宫密封结构,提高注胶时的密封性能。
优选地,定位槽部73为倒圆结构,相应的定位凸部12匹配为倒圆结构,加工工艺相对简单,并且对位精度高。
另外,内螺纹71与外螺纹管头14的装配关系在法兰连接中还是新的结构,其装配可靠性需要进一步的摸索,对此,发明人经过实验确定,内螺纹71与外螺纹管头14的配合长度不宜小于10mm或不宜少于四扣螺纹,且配合长度不大于20mm,或不大于六扣螺丝。配合长度过短,连接的可靠性不佳,并且连接长度过短会导致两个法兰的装配条件下同轴度不容易保证,即配合段越短,配合间隙的效应就越强料,配合段较长时,干涉段变长,配合间隙的效应会被消弱。
同时,内螺纹71与外螺纹管头14之间的配合长度不宜过长,否则会消弱法兰所配属管体的强度。
在图1所示的结构中,密封胶腔,即胶腔5是一种变径结构,变径原本是管接头属于,变径是变径接头的缩写,表示管接头所连接的两个管体管径不同。在图1中,由第一法兰1和第二法兰7确定出大径部分,并由第二法兰7确定出小径部分,该种结构会在第二法兰7侧形成弯管效应,而第二法兰7侧则是螺纹连接的结构部分,SF6通道的压力首先会影响到该侧,通过变径结构可以提高密封能力。
优选地,小径部分的长度与位于第二法兰7上的大径部分的长度相同,可以在胶腔5个体较小的情况下,获得较强的密封能力。
在图1中,附加密封结构为第一法兰1与第二法兰7对合后所形成接缝的***环封结构。
进一步地,***环封结构包括向心延伸的部分,以形成一定的容腔,实现密封件或者密封填料的嵌入,以形成更佳的密封效果。
Claims (10)
1.一种GIS法兰密封组件,包括第一法兰和与该第一法兰对接的第二法兰,其特征在于,所述第一法兰具有向第二法兰侧延伸出的外螺纹管头,外螺纹管头背离第二法兰侧具有光管段;
第二法兰的管口则具有用于与所述外螺纹管头配合的内螺纹;
提供一密封橡胶圈,套装在光管段与露出内螺纹的外螺纹管头段上,并在密封橡胶圈***由第一法兰和第二法兰对接确定出密封胶腔,该密封胶腔匹配有排气孔和注胶孔;
在密封胶腔的离心侧配有环绕密封胶腔的附加密封结构。
2.根据权利要求1所述的GIS法兰密封组件,其特征在于,密封橡胶圈为圆筒形密封橡胶圈;
在第一法兰上开有环槽,用于部分的纳入密封橡胶圈。
3.根据权利要求2所述的GIS法兰密封组件,其特征在于,在密封胶腔的***于第一法兰侧设有第一连接凸起,于第二法兰侧设有第二连接凸起;
第一连接凸起与第二连接凸起对接形成***限位。
4.根据权利要求3所述的GIS法兰密封组件,其特征在于,第一连接凸起端部的向心侧形成有向第二法兰侧凸起的凸部;
第二连接凸起则对位于凸部设有定位槽部,用于嵌入凸部。
5.根据权利要求4所述的GIS法兰密封组件,其特征在于,定位槽部为倒圆结构,相应的凸部匹配为倒圆结构。
6.根据权利要求1~5任一所述的GIS法兰密封组件,其特征在于,内螺纹与外螺纹管头的配合长度不小于10mm或不少于四扣螺纹,且配合长度不大于20mm,或不大于六扣螺丝。
7.根据权利要求1~5任一所述的GIS法兰密封组件,其特征在于,密封胶腔为变径结构,由第一法兰和第二法兰确定出大径部分,并由第二法兰确定出小径部分。
8.根据权利要求7所述的GIS法兰密封组件,其特征在于,小径部分的长度与位于第二法兰上的大径部分的长度相同。
9.根据权利要求1~5任一所述的GIS法兰密封组件,其特征在于,附加密封结构为第一法兰与第二法兰对合后所形成接缝的***环封结构。
10.根据权利要求9所述的GIS法兰密封组件,其特征在于,***环封结构包括向心延伸的部分。
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CN108050324A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-05-18 | 济南大学 | Gis法兰密封组件 |
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