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1、(10)申请公布号 CN 102367898 A (43)申请公布日 2012.03.07 CN 102367898 A *CN102367898A* (21)申请号 201110284178.X (22)申请日 2011.09.22 F16L 23/22(2006.01) (71)申请人 航天材料及工艺研究所 地址 100076 北京市丰台区南大红门路 1 号 申请人 中国运载火箭技术研究院 (72)发明人 白湘云 王帮武 王立峰 张智 司徒斌 赵建设 吴福迪 牛宝林 修建生 田新 王明哲 谢小兵 高健 皂伟涛 李京平 (74)专利代理机构 核工业专利中心 11007 代理人 莫丹 (54)。
2、 发明名称 用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密 封结构及应用 (57) 摘要 本发明提供一种用于复杂工况条件的薄壁型 法兰平槽双道密封结构及应用。其在与上法兰接 触的下法兰端面上开设两道环槽 ； 外侧的一道环 槽为装配橡胶密封件的密封槽， 内侧的一道环槽 为装配聚四氟乙烯垫片的平槽 ； 在装配橡胶密封 件的密封槽内放置橡胶密封件， 该橡胶密封件的 压缩量在 25 40 ； 在装配聚四氟乙烯垫片的 平槽内放置与其形状相配合的垫片， 该垫片的高 度大于平槽深度值0.51.0mm， 并且聚四氟乙烯 垫片在平槽中的体积填充率为 75 100。本发 明采用的法兰双道密封结构形式， 其橡胶密封件 在低。
3、温至其极限高温的宽温域使用过程中产生法 兰变形、 并且橡胶密封件与强腐蚀性介质接触后 在其极限高温下密封使用后不产生多余物。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 2 页 CN 102367907 A1/2 页 2 1. 一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构， 其中上法兰 (1) 和下法兰 (2) 对接， 并且通过周向设置的若干个施加法兰预紧力的部件 (5) 穿过上法兰 (1) 和下法 兰(2)实现上下法兰的紧固连接， 其特征在于 ： 在与上法兰(1)接触的下法兰(2)端面上开 设两道环槽 ； 。
4、外侧的一道环槽为装配橡胶密封件的密封槽 (4)， 内侧的一道环槽为装配聚 四氟乙烯垫片的平槽 (3) ； 在装配橡胶密封件的密封槽 (4) 内放置橡胶密封件， 该橡胶密封 件的压缩量在 25 40； 在装配聚四氟乙烯垫片的平槽 (3) 内放置与其形状相配合的垫 片， 该垫片的高度大于平槽深度值 0.5 1.0mm， 并且聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充 率为 75 100。 2. 一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构， 其中下法兰 (2) 嵌入上法 兰 (1) 内， 再通过活套环 (6) 卡住下法兰 (2)， 同时通过周向设置的若干个施加法兰预紧力 的部件(5)穿过活套环(6)和上。
5、法兰(1)实现上下法兰的紧固连接， 其特征在于 ： 在与上法 兰 (1) 接触的下法兰 (2) 顶端外侧面上开设一道环槽， 为装配橡胶密封件的密封槽 (4) ； 在 与上法兰 (1) 接触的下法兰 (2) 端面上还开设一道环槽， 为装配垫片的平槽 (3) ； 在装配橡 胶密封件的密封槽 (4) 内放置橡胶密封件， 该橡胶密封件的压缩量在 25 40 ； 在装配 聚四氟乙烯垫片的平槽 (3) 内放置与其形状相配合的垫片， 该垫片的高度大于平槽深度值 0.5 1.0mm， 并且聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充率为 75 100。 3. 一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构， 其中下法兰。
6、 (2) 与上法兰 (1) 对接， 下法兰 (2) 的外径小于上法兰 (1) 的外径， 再通过活套环 (6) 卡住下法兰 (2)， 同 时通过周向设置的若干个施加法兰预紧力的部件 (5) 穿过活套环 (6) 和上法兰 (1) 实现上 下法兰的紧固连接， 其特征在于 ： 在与上法兰 (1) 接触的下法兰 (2) 端面上开设两道环槽， 外侧的一道环槽为装配橡胶密封件的密封槽 (4)， 内侧的一道环槽为装配垫片的平槽 (3) ； 在装配橡胶密封件的密封槽 (4) 内放置橡胶密封件， 该橡胶密封件的的压缩量在 25 40； 在装配聚四氟乙烯垫片的平槽(3)内放置与其形状相配合的垫片， 该垫片的高度大于。
7、 平槽深度值 0.5 1.0mm， 并且聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充率为 75 100。 4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封 结构， 其特征在于 ： 所述的放置在装配橡胶密封件的密封槽 (4) 内的橡胶密封件材料选用 氟橡胶或氟醚橡胶或乙丙橡胶。 5.根据权利要求1或2或3所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封 结构， 其特征在于 ： 所述的上法兰 (1) 或下法兰 (2) 选用钢或铝材料 ； 所述的上法兰 (1) 或 下法兰 (2) 的端面厚度在 8mm 10mm。 6.根据权利要求1或2或3所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽。
8、双道密封 结构， 其特征在于 ： 所述的施加法兰预紧力的部件 (5) 为螺栓和螺母。 7.一种权利要求1或2或3所述的任意一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道 密封结构的应用， 其特征在于 ： 该法兰平槽双道密封结构应用于 -60至橡胶密封件极限 高温的宽温域密封使用 ； 使用过程中法兰产生变形条件下、 并且橡胶密封件与强腐蚀性介 质接触后在其极限高温使用而不产生多余物。 8. 根据权利要求 7 所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构 的应用， 其特征在于 ： 所述的法兰变形来自于常温装配产生的变形以及高温密封使用过程 中产生的变形， 常温装配产生的变形使上下法兰面外侧开缝。
9、最大达到 0.2mm ； 高温密封使 权 利 要 求 书 CN 102367898 A CN 102367907 A2/2 页 3 用过程中产生的变形使得法兰内部开缝达到 2.5mm， 放置橡胶密封件处的密封面开缝达到 1.5mm。 9. 根据权利要求 7 所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构的 应用， 其特征在于 ： 所述的强腐蚀性介质为四氧化二氮气体或偏二甲肼气体。 权 利 要 求 书 CN 102367898 A CN 102367907 A1/8 页 4 用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构及应用 技术领域 0001 本发明涉及一种复杂工况条件下的密封结构， 。
10、具体涉及一种用于复杂工况条件的 薄壁型法兰平槽双道密封结构及应用。 背景技术 0002 橡胶密封件以其密封结构形式简单、 密封可靠性高而受到广泛的应用。在密封技 术要求允许的前提下， 橡胶密封件历来是首选的密封技术方案。通常， 根据使用温度、 使用 环境、 密封压力等要求， 选用相应橡胶密封件， 同时要求上下法兰密封面达到紧密无缝连 接， 从而保证可靠密封要求。然而， 在某些特定情况下， 由于受到装配空间条件约束以及减 重要求的制约， 无法设计大型的厚重密封结构， 要求密封结构的法兰设计必须重量轻、 厚度 薄、 装配灵活， 该种密封结构在装配过程中会产生变形， 并且在高温使用过程中也会产生变 。
11、形， 这些变形均导致法兰密封面开缝增加， 因此， 使用橡胶密封件的传统密封结构设计， 无 法满足密封使用要求， 需要开展满足关于橡胶密封件密封使用的轻质、 装配灵活以及使用 过程中产生变形的密封结构研究。另一方面， 普通橡胶材料在与强腐蚀介质接触后在高温 密封使用过程会产生多余物， 影响阀门等精密系统的正常使用。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构及 应用， 其橡胶密封件在低温至其极限高温的宽温域使用过程中产生法兰变形、 并且橡胶密 封件与强腐蚀性介质接触后在其极限高温下密封使用后不产生多余物。 所述的法兰变形来 自于常温装配产生的变形以及高。
12、温密封使用过程中产生的变形， 常温装配产生的变形使上 下法兰面外侧开缝最大达到 0.2mm ； 高温密封使用过程中产生的变形使得法兰内部开缝最 大达到 2.5mm， 放置橡胶密封件处的密封面开缝最大达到 1.5mm。 0004 本发明所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构， 其中上法 兰和下法兰对接， 并且通过周向设置的若干个施加法兰预紧力的部件穿过上法兰和下法兰 实现上下法兰的紧固连接 ； 其在与上法兰接触的下法兰端面上开设两道环槽 ； 外侧的一道 环槽为装配橡胶密封件的密封槽， 内侧的一道环槽为装配聚四氟乙烯垫片的平槽 ； 在装配 橡胶密封件的密封槽内放置橡胶密封件， 该橡。
13、胶密封件的压缩量在 25 40 ； 在装配聚 四氟乙烯垫片的平槽内放置与其形状相配合的垫片， 该垫片的高度大于平槽深度值 0.5 1.0mm， 并且聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充率为 75 100。 0005 本发明所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构， 其中下法 兰嵌入上法兰内， 再通过活套环卡住下法兰， 同时通过周向设置的若干个施加法兰预紧力 的部件穿过活套环和上法兰实现上下法兰的紧固连接 ； 其在与上法兰接触的下法兰顶端外 侧面上开设一道环槽， 为装配橡胶密封件的密封槽 ； 在与上法兰接触的下法兰端面上还开 设一道环槽， 为装配垫片的平槽 ； 在装配橡胶密封件的密封槽。
14、内放置橡胶密封件， 该橡胶密 封件的的压缩量在2540； 在装配聚四氟乙烯垫片的平槽内放置与其形状相配合的垫 说 明 书 CN 102367898 A CN 102367907 A2/8 页 5 片， 该垫片的高度大于平槽深度值 0.5 1.0mm， 并且聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充 率为 75 100。 0006 本发明所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构， 其中下法 兰与上法兰对接， 下法兰的外径小于上法兰的外径， 再通过活套环卡住下法兰， 同时通过周 向设置的若干个施加法兰预紧力的部件穿过活套环和上法兰实现上下法兰的紧固连接， 其 在与上法兰接触的下法兰端面上开设两。
15、道环槽， 外侧的一道环槽为装配橡胶密封件的密封 槽， 内侧的一道环槽为装配垫片的平槽 ； 在装配橡胶密封件的密封槽内放置橡胶密封件， 该 橡胶密封件的的压缩量在2540； 在装配聚四氟乙烯垫片的平槽内放置与其形状相配 合的垫片， 该垫片的高度大于平槽深度值 0.5 1.0mm， 并且聚四氟乙烯垫片在平槽中的体 积填充率为 75 100。 0007 如上所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构， 其所述的放 置在装配橡胶密封件的密封槽内的橡胶密封件材料选用氟橡胶或氟醚橡胶或乙丙橡胶。 0008 如上所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构， 其所述的上 法兰或下法兰选。
16、用钢或铝材料 ； 所述的上法兰或下法兰的端面厚度在 8mm 10mm。 0009 如上所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构， 其所述的施 加法兰预紧力的部件为螺栓和螺母。 0010 本发明所述的用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构的应用， 该法兰 平槽双道密封结构应用于 -60至橡胶密封件极限高温的宽温域密封使用 ； 使用过程中法 兰产生变形条件下、 并且橡胶密封件与强腐蚀性介质接触后在其极限高温使用而不产生多 余物。 0011 如上所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构的应用， 其所 述的法兰变形来自于常温装配产生的变形以及高温密封使用过程中产生的变。
17、形， 常温装配 产生的变形使上下法兰面外侧开缝最大达到 0.2mm ； 高温密封使用过程中产生的变形使得 法兰内部开缝最大达到 2.5mm， 放置橡胶密封件处的密封面开缝最大达到 1.5mm。 0012 如上所述的一种用于复杂工况条件的薄壁型法兰平槽双道密封结构的应用， 其所 述的强腐蚀性介质为四氧化二氮气体或偏二甲肼气体。 0013 本发明的效果在于 ： 0014 本发明所述的用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构， 采用法兰双道密封 结构形式， 内侧密封采用聚四氟乙烯垫片， 外侧密封采用橡胶密封件， 解决了强腐蚀介质环 境下密封结构在变形条件下的密封问题， 所述变形来自于常温装配产生的变。
18、形以及高温 密封使用过程中产生的变形， 其中常温装配产生的变形使上下法兰面外侧开缝最大达到 0.2mm ； 高温密封使用过程中产生的变形使得法兰内部开缝最大达到 2.5mm， 放置橡胶密封 件处的密封面开缝最大达到 1.5mm。 0015 本发明分别进行了上述密封结构在 -60橡胶密封件极限高温的宽温域使用过 程中法兰产生变形条件下、 并且橡胶密封件与强腐蚀性介质接触后在其极限高温使用的密 封模拟考核试验， 试验结果表明密封结构没有发生泄漏， 并且没有产生多余物。其中， 常温 装配产生的变形使上下法兰面外侧开缝最大达到 0.2mm ； 高温密封使用过程中产生的变形 使得法兰内部开缝最大达到 2。
19、.5mm， 放置橡胶密封件处的密封面开缝最大达到 1.5mm。 说 明 书 CN 102367898 A CN 102367907 A3/8 页 6 附图说明 0016 图 1 为实施例 1 所述的一种用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构示意 图 ； 0017 图 2 为实施例 3 所述的一种用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构示意 图。 0018 图 3 为实施例 6 所述的一种用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构示意 图。 0019 图中 ： 1- 上法兰 ； 2- 下法兰 ； 3- 装配聚四氟乙烯垫片的平槽 ； 4- 装配橡胶密封件 的密封槽 ； 5- 施加法兰预紧力的部件 。
20、； 6- 活套环。 具体实施方式 0020 下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种用于复杂工况条件下的法兰平 槽双道密封结构及应用作进一步描述。 0021 实施例 1 0022 如图1所示， 一种用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构， 其中上法兰1和 下法兰 2 对接， 并且通过周向设置的若干个施加法兰预紧力的部件 5( 螺栓和螺母 ) 穿过上 法兰1和下法兰2实现上下法兰的紧固连接。 法兰的材质为5A06， 上法兰端面厚度为10mm ； 下法兰的材质为 1Cr18Ni9Ti， 下法兰端面厚度为 8mm。 0023 在与上法兰 1 接触的下法兰 2 端面上开设两道环槽 ； 0024 外。
21、侧的一道环槽为装配橡胶密封件的密封槽 4， 密封槽 4 的宽度为 4mm， 槽深为 2.25mm。 内侧的一道环槽为装配聚四氟乙烯垫片的平槽3， 平槽3的槽宽为2mm， 槽深为1mm。 0025 在装配橡胶密封件的密封槽 4 内放置 3 的氟醚橡胶 O 形密封件， 该橡胶密封件 的压缩量为 25。 0026 在装配聚四氟乙烯垫片的平槽 3 内放置与其形状相配合的垫片， 该垫片的高度 2mm， 宽度 1mm。并且聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充率为 100。 0027 上述用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构装配过程如下 ： 将聚四氟乙烯 垫片安装于平槽 3 中， 将氟醚橡胶 O 形密封件安。
22、装于密封槽 4 中。采用力矩扳手， 将各螺栓 均匀对称拧紧， 分45次将螺栓拧紧力矩加到20N.m， 然后， 沿圆周方向校准力矩两次。 采 用塞规， 测得上下法兰外侧最大间隙为 0.2mm。 0028 针对上述装配的平槽双道密封结构， 分别进行了 -60密封试验、 与四氧化二氮气 相介质在 40接触 150 小时 ( 接触压力为 0.4MPa) 条件下的密封试验、 与四氧化二氮气相 介质接触后的常温、 低温 -20以及高温 360 ( 试验时间 10 分钟， 试验压力 0.9MPa) 密封 试验， 试验结果表明 ： 在上述试验过程中均没有发生泄漏。试验工装冷却至常温后， 经过分 解检查， 测试。
23、法兰内部开缝达到 2.05mm， 放置橡胶密封件处的密封面开缝达到 1.08mm， 试 验工装的腔体内没有多余物。 0029 作为对比， 针对不包括装配聚四氟乙烯垫片平槽的单道密封结构 ( 其它条件同上 所述 )， 分别进行了相应试验， 试验结果表明 ： -60密封试验过程发生泄漏、 介质接触过程 以及介质接触后的常温、 低温密封试验过程没有发生泄漏、 高温 360密封试验过程发生泄 漏。试验工装冷却至常温后， 经过分解检查， 测试法兰内部开缝达到 2.02mm， 放置橡胶密封 说 明 书 CN 102367898 A CN 102367907 A4/8 页 7 件处的密封面开缝达到 1.05。
24、mm， 氟醚橡胶密封件挤出至试验工装腔体内边缘。 0030 实施例 2 0031 如图1所示， 一种用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构， 其中上法兰1和 下法兰 2 对接， 并且通过周向设置的若干个施加法兰预紧力的部件 5( 螺栓和螺母 ) 穿过 上法兰 1 和下法兰 2 实现上下法兰的紧固连接。上法兰的材质为 2A14， 上法兰端面厚度为 10mm ； 下法兰的材质为 1Cr18Ni9Ti， 下法兰端面厚度为 8mm。 0032 在与上法兰 1 接触的下法兰 2 端面上开设两道环槽 ； 0033 外侧的一道环槽为装配橡胶密封件的密封槽 4， 密封槽 4 的宽度为 4mm， 槽深为 1.。
25、8mm。 内侧的一道环槽为装配聚四氟乙烯垫片的平槽3， 平槽3的槽宽为2mm， 槽深为1mm。 0034 在装配橡胶密封件的密封槽 4 内放置 3 的乙丙橡胶 O 形密封件， 该橡胶密封件 的压缩量在 40。 0035 在装配聚四氟乙烯垫片的平槽 3 内放置与其形状相配合的垫片， 该垫片的高度 1.5mm， 宽度 1mm。聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充率为 75。 0036 上述用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构装配过程如下 ： 将聚四氟乙烯 垫片安装于平槽 3 中， 将乙丙橡胶 O 形密封件安装于密封槽 4 中。采用力矩扳手， 将各螺栓 均匀对称拧紧， 分45次将螺栓拧紧力矩加到20。
26、N.m， 然后， 沿圆周方向校准力矩两次。 采 用塞规， 测得上下法兰外侧最大间隙为 0.2mm。 0037 针对上述装配的平槽双道密封结构， 分别进行了 -60密封试验、 与偏二甲肼气相 介质在 40接触 150 小时 ( 接触压力为 0.5MPa) 条件下的密封试验、 与偏二甲肼气相介质 接触后的常温、 低温 -20以及高温 345 ( 试验时间 10 分钟， 试验压力 0.95MPa) 密封试 验， 试验结果表明 ： 在上述试验过程中均没有发生泄漏。试验工装冷却至常温后， 经过分解 检查， 测试法兰内部开缝达到 1.75mm， 放置橡胶密封件处的密封面开缝达到 0.85mm， 试验 工装。
27、的腔体内没有多余物。 0038 作为对比， 针对不包括装配聚四氟乙烯垫片平槽的单道密封结构 ( 其它条件同上 所述 )， 分别进行了相应密封试验， 试验结果表明 ： -60密封试验过程发生泄漏、 介质接触 过程以及介质接触后的常温、 低温密封试验过程没有发生泄漏、 高温 345密封试验过程发 生泄漏。试验工装冷却至常温后， 经过分解检查， 测试法兰内部开缝达到 1.72mm， 放置橡胶 密封件处的密封面开缝达到 0.84mm， 试验工装腔体内有黑色漆状物。 0039 实施例 3 0040 如图2所示， 一种用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构， 其中下法兰2嵌 入上法兰 1 内， 再通过活。
28、套环 6 卡住下法兰 2， 同时通过周向设置的若干个施加法兰预紧力 的部件 5( 螺栓和螺母 ) 穿过活套环 6 和上法兰 1 实现上下法兰的紧固连接。上法兰的材 质为 2A12， 上法兰端面厚度为 18mm ； 下法兰的材质为 1Cr18Ni9Ti， 下法兰端面厚度为 8mm。 0041 在与上法兰 1 接触的下法兰 2 顶端外侧面上开设一道环槽， 为装配橡胶密封件的 密封槽4， 密封槽4的宽度为2.25mm， 槽深为4mm。 在装配橡胶密封件的密封槽4内放置3 的氟橡胶 O 形密封件， 该橡胶密封件压缩量在 25 ； 0042 在与上法兰 1 接触的下法兰 2 端面上还开设一道环槽， 为装。
29、配垫片的平槽 3， 槽宽 为 2mm， 槽深为 1mm。在装配聚四氟乙烯垫片的平槽 3 内放置与其形状相配合的垫片， 该垫 片的高度 1.5mm， 宽度为 1mm。聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充率为 75。 说 明 书 CN 102367898 A CN 102367907 A5/8 页 8 0043 上述用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构装配过程如下 ： 将聚四氟乙烯 垫片安装于平槽 3 中， 将氟橡胶密封件安装于密封槽 4 中， 在下法兰处放置活套环， 然后采 用力矩扳手， 将各螺栓均匀对称拧紧， 分 4 5 次将螺栓拧紧力矩加到 20N.m， 然后， 沿圆周 方向校准力矩两次。采。
30、用塞规， 测得上下法兰外侧最大间隙为 0.2mm。 0044 针对上述装配的平槽双道密封结构， 分别进行了 -60密封试验、 与偏二甲肼气相 介质在 40接触 150 小时 ( 接触压力为 0.5MPa) 条件下的密封试验、 与偏二甲肼气相介质 接触后的常温、 低温 -20以及高温 355 ( 试验时间 10 分钟， 试验压力 0.85MPa) 密封试 验， 试验结果表明 ： 在上述试验过程中均没有发生泄漏。试验工装冷却至常温后， 经过分解 检查， 测试法兰内部开缝达到 1.83mm， 放置橡胶密封件处的密封面开缝达到 0.92mm， 试验 工装的腔体内没有多余物。 0045 作为对比， 针对。
31、不包括装配聚四氟乙烯垫片平槽的单道密封结构 ( 其它条件同上 所述 )， 分别进行了相应密封试验， 试验结果表明 ： -60密封试验过程发生泄漏、 介质接触 过程以及介质接触后的常温、 低温密封试验过程没有发生泄漏、 高温 355密封试验过程发 生泄漏。试验工装冷却至常温后， 经过分解检查， 测试法兰内部开缝达到 1.82mm， 放置橡胶 密封件处的密封面开缝达到 0.91mm， 试验工装腔体内有黑色漆状物。 0046 另外作为对比， 将上述单道密封结构中的氟橡胶密封件替换为空心金属 O 形环， 密封槽的宽度设计为 4.2mm， 槽深设计为 2.25mm， 该槽中放置断面尺寸为 3 的空心金属。
32、 O 形环密封件， 其它条件同上所述， 分别进行了相应密封试验， 试验结果表明 ： -60密封 试验、 介质接触过程以及介质接触后的常温、 低温密封试验过程没有发生泄漏、 高温 355 密封试验过程发生泄漏。试验工装冷却至常温后， 经过分解检查， 测试法兰内部开缝达到 1.82mm， 放置密封件处的密封面开缝达到 0.9mm， 试验工装腔体内无多余物。 0047 实施例 4 0048 如图2所示， 一种用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构， 其中下法兰2嵌 入上法兰 1 内， 再通过活套环 6 卡住下法兰 2， 同时通过周向设置的若干个施加法兰预紧力 的部件 5( 螺栓和螺母 ) 穿过活套。
33、环 6 和上法兰 1 实现上下法兰的紧固连接。上法兰的材 质为 5A06， 上法兰端面厚度为 16mm ； 下法兰的材质为 1Cr18Ni9Ti， 下法兰端面厚度为 8mm。 0049 在与上法兰 1 接触的下法兰 2 顶端外侧面上开设一道环槽， 为装配橡胶密封件的 密封槽 4， 密封槽 4 的宽度为 1.8mm， 槽深为 4mm。在装配橡胶密封件的密封槽 4 内放置 3 的氟醚橡胶 O 形密封件， 该橡胶密封件的压缩量为 40。 0050 在与上法兰 1 接触的下法兰 2 端面上还开设一道环槽， 为装配垫片的平槽 3， 槽宽 为 2mm， 槽深为 1mm。在装配聚四氟乙烯垫片的平槽 3 内放。
34、置与其形状相配合的垫片， 该垫 片的高度 2.0mm， 宽度为 1mm。聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充率为 100。 0051 上述用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构装配过程如下 ： 将聚四氟乙烯 垫片安装于平槽 3 中， 将氟醚橡胶 O 形密封件安装于密封槽 4 中， 在下法兰处放置活套环， 然后采用力矩扳手， 将各螺栓均匀对称拧紧， 分 4 5 次将螺栓拧紧力矩加到 20N.m， 然后， 沿圆周方向校准力矩两次。采用塞规， 测得上下法兰外侧最大间隙为 0.2mm。 0052 针对上述装配的平槽双道密封结构， 分别进行了 -60密封试验、 与四氧化二氮气 相介质在 40接触 150 。
35、小时 ( 接触压力为 0.4MPa) 条件下的密封试验、 与四氧化二氮气相 介质接触后的常温、 低温 -20以及高温 360 ( 试验时间 10 分钟， 试验压力 0.9MPa) 密封 说 明 书 CN 102367898 A CN 102367907 A6/8 页 9 试验， 试验结果表明 ： 在上述试验过程中均没有发生泄漏。试验工装冷却至常温后， 经过分 解检查， 测试法兰内部开缝达到 2.55mm， 放置橡胶密封件处的密封面开缝达到 1.52mm， 试 验工装的腔体内没有多余物。 0053 实施例 5 0054 如图2所示， 一种用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构， 其中下法兰2嵌。
36、 入上法兰 1 内， 再通过活套环 6 卡住下法兰 2， 同时通过周向设置的若干个施加法兰预紧力 的部件5(螺栓和螺母)穿过活套环6和上法兰1实现上下法兰的紧固连接。 上法兰的材质 为 2A14， 上法兰端面厚度为 16.5mm ； 下法兰的材质为 1Cr18Ni9Ti， 下法兰端面厚度为 8mm。 0055 在与上法兰 1 接触的下法兰 2 顶端外侧面上开设一道环槽， 为装配橡胶密封件的 密封槽 4， 密封槽 4 的宽度为 2mm， 槽深为 4mm。在装配橡胶密封件的密封槽 4 内放置 3 的 乙丙橡胶 O 形密封件， 该橡胶密封件的压缩量在 33.3。 0056 在与上法兰 1 接触的下法。
37、兰 2 端面上还开设一道环槽， 为装配垫片的平槽 3， 槽宽 为 2mm， 槽深为 1mm。在装配聚四氟乙烯垫片的平槽 3 内放置与其形状相配合的垫片， 该垫 片的高度 1.8mm， 宽度为 1mm， 并且聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充率为 90。 0057 上述用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构装配过程如下 ： 将聚四氟乙烯 垫片安装于平槽 3 中， 将乙丙橡胶 O 形密封件安装于密封槽 4 中， 在下法兰处放置活套环， 然后采用力矩扳手， 将各螺栓均匀对称拧紧， 分 4 5 次将螺栓拧紧力矩加到 20N.m， 然后， 沿圆周方向校准力矩两次。采用塞规， 测得上下法兰外侧最大间隙为 。
38、0.2mm。 0058 针对上述装配的平槽双道密封结构， 分别进行了 -60密封试验、 与偏二甲肼气相 介质在 40接触 150 小时 ( 接触压力为 0.5MPa) 条件下的密封试验、 与偏二甲肼气相介质 接触后的常温、 低温 -20以及高温 345 ( 试验时间 10 分钟， 试验压力 0.85MPa) 密封试 验， 试验结果表明 ： 在上述试验过程中均没有发生泄漏。试验工装冷却至常温后， 经过分解 检查， 测试法兰内部开缝达到 2.2mm， 放置橡胶密封件处的密封面开缝达到 1.25mm， 试验工 装的腔体内没有多余物。 0059 实施例 6 0060 如图3所示， 一种用于复杂工况条件。
39、下的法兰平槽双道密封结构， 其中上法兰1和 下法兰2对接， 下法兰2的外径小于上法兰1的外径， 再通过活套环6卡住下法兰2， 同时通 过周向设置的若干个施加法兰预紧力的部件 5( 螺栓和螺母 ) 穿过活套环 6、 上法兰 1 和下 法兰 2 实现上下法兰的紧固连接。上法兰的材质为 5A06， 上法兰端面厚度为 10mm ； 下法兰 的材质为 1Cr18Ni9Ti， 下法兰端面厚度为 8mm。 0061 在与上法兰 1 接触的下法兰 2 端面上开设两道环槽 ； 0062 外侧的一道环槽为装配橡胶密封件的密封槽 4， 密封槽 4 的宽度为 4mm， 槽深为 2.25mm。 内侧的一道环槽为装配聚四。
40、氟乙烯垫片的平槽3， 平槽3的槽宽为2mm， 槽深为1mm。 0063 在装配橡胶密封件的密封槽 4 内放置 3 的氟醚橡胶 O 形密封件， 该橡胶密封件 的压缩量为 25。 0064 在装配聚四氟乙烯垫片的平槽 3 内放置与其形状相配合的垫片， 该垫片的高度 2mm， 宽度 1mm。并且聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充率为 100。 0065 上述用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构装配过程如下 ： 将聚四氟乙烯 垫片安装于平槽 3 中， 将氟醚橡胶 O 形密封件安装于密封槽 4 中， 在下法兰处放置活套环， 说 明 书 CN 102367898 A CN 102367907 A7/8 。
41、页 10 然后采用力矩扳手， 将各螺栓均匀对称拧紧， 分 4 5 次将螺栓拧紧力矩加到 20N.m， 然后， 沿圆周方向校准力矩两次。采用塞规， 测得上下法兰外侧最大间隙为 0.2mm。 0066 针对上述装配的平槽双道密封结构， 分别进行了 -60密封试验、 与四氧化二氮气 相介质在 40接触 150 小时 ( 接触压力为 0.4MPa) 条件下的密封试验、 与四氧化二氮气相 介质接触后的常温、 低温 -20以及高温 360 ( 试验时间 10 分钟， 试验压力 0.9MPa) 密封 试验， 试验结果表明 ： 在上述试验过程中均没有发生泄漏。试验工装冷却至常温后， 经过分 解检查， 测试法兰。
42、内部开缝达到 2.25mm， 放置橡胶密封件处的密封面开缝达到 1.28mm， 试 验工装的腔体内没有多余物。 0067 作为对比， 针对不包括装配聚四氟乙烯垫片平槽的单道密封结构 ( 其它条件同上 所述 )， 分别进行了相应试验， 试验结果表明 ： -60密封试验过程发生泄漏、 介质接触过程 以及介质接触后的常温、 低温密封试验过程没有发生泄漏、 高温 360密封试验过程发生泄 漏。试验工装冷却至常温后， 经过分解检查， 测试法兰内部开缝达到 2.25mm， 放置橡胶密封 件处的密封面开缝达到 1.25mm， 氟醚橡胶密封件挤出至试验工装腔体内边缘。 0068 实施例 7 0069 如图3所。
43、示， 一种用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构， 其中上法兰1和 下法兰2对接， 下法兰2的外径小于上法兰1的外径， 再通过活套环6卡住下法兰2， 同时通 过周向设置的若干个施加法兰预紧力的部件 5( 螺栓和螺母 ) 穿过活套环 6、 上法兰 1 和下 法兰 2 实现上下法兰的紧固连接。上法兰的材质为 2A14， 上法兰端面厚度为 10mm ； 下法兰 的材质为 1Cr18Ni9Ti， 下法兰端面厚度为 8mm。 0070 在与上法兰 1 接触的下法兰 2 端面上开设两道环槽 ； 0071 外侧的一道环槽为装配橡胶密封件的密封槽 4， 密封槽 4 的宽度为 4mm， 槽深为 1.8mm。 。
44、内侧的一道环槽为装配聚四氟乙烯垫片的平槽3， 平槽3的槽宽为2mm， 槽深为1mm。 0072 在装配橡胶密封件的密封槽 4 内放置 3 的乙丙橡胶 O 形密封件， 该橡胶密封件 的压缩量为 40。 0073 在装配聚四氟乙烯垫片的平槽 3 内放置与其形状相配合的垫片， 该垫片的高度 1.5mm， 宽度 1mm。并且聚四氟乙烯垫片在平槽中的体积填充率为 75。 0074 上述用于复杂工况条件下的法兰平槽双道密封结构装配过程如下 ： 将聚四氟乙烯 垫片安装于平槽 3 中， 将乙丙橡胶 O 形密封件安装于密封槽 4 中， 在下法兰处放置活套环， 然后采用力矩扳手， 将各螺栓均匀对称拧紧， 分 4 。
45、5 次将螺栓拧紧力矩加到 20N.m， 然后， 沿圆周方向校准力矩两次。采用塞规， 测得上下法兰外侧最大间隙为 0.2mm。 0075 针对上述装配的平槽双道密封结构， 分别进行了 -60密封试验、 与偏二甲肼气相 介质在 40接触 150 小时 ( 接触压力为 0.5MPa) 条件下的密封试验、 与偏二甲肼气相介质 接触后的常温、 低温 -20以及高温 345 ( 试验时间 10 分钟， 试验压力 0.95MPa) 密封试 验， 试验结果表明 ： 在上述试验过程中均没有发生泄漏。试验工装冷却至常温后， 经过分解 检查， 测试法兰内部开缝达到 2.1mm， 放置橡胶密封件处的密封面开缝达到 1。
46、.08m， 试验工 装的腔体内没有多余物。 0076 作为对比， 针对不包括装配聚四氟乙烯垫片平槽的单道密封结构 ( 其它条件同上 所述 )， 分别进行了相应密封试验， 试验结果表明 ： -60密封试验过程发生泄漏、 介质接触 过程以及介质接触后的常温、 低温密封试验过程没有发生泄漏、 高温 345密封试验过程发 说 明 书 CN 102367898 A CN 102367907 A8/8 页 11 生泄漏。试验工装冷却至常温后， 经过分解检查， 测试法兰内部开缝达到 2.11mm， 放置橡胶 密封件处的密封面开缝达到 1.08mm， 试验工装腔体内有黑色漆状物。 说 明 书 CN 102367898 A CN 102367907 A1/2 页 12 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102367898 A CN 102367907 A2/2 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 102367898 A 。