專(zhuān)利名稱(chēng)：法蘭連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的法蘭連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
用彈性體來(lái)密封的用于簡(jiǎn)單、快速和密封地連接兩個(gè)管件的法蘭連接結(jié)構(gòu)自很久 以來(lái)并且以極為不同的方式為人熟知并且尤其在真空技術(shù)中在構(gòu)造真空系統(tǒng)時(shí)使用。
這樣的彈性體密封的法蘭連接結(jié)構(gòu)比如作為稱(chēng)為IS0-KF-法蘭的小型法蘭連接 結(jié)構(gòu)并且作為比如稱(chēng)為IS0-K-法蘭的螺旋法蘭連接在國(guó)際上通過(guò)PNEUROP (www. pneurop. org)或者ISO (www. iso. org)得到規(guī)格統(tǒng)一并且應(yīng)用在真空行業(yè)中。 小型法蘭連接結(jié)構(gòu)中的主要_標(biāo)稱(chēng)通徑是DN 10/16/25/40/50IS0-KF并且次 要-標(biāo)稱(chēng)通徑是DN 20/32 IS0-KF。尺寸根據(jù)DIN28403并且也根據(jù)ISO 2861/1來(lái)確定。 這兩種管端擁有帶有錐形拉緊表面的法蘭，環(huán)形的能夠松開(kāi)的夾緊夾子作用于所述拉緊表 面。在法蘭表面之間布置了一個(gè)具有環(huán)形的有橡膠彈性的密封件的定心環(huán)。由此使管軸線 疊加、有橡膠彈性的密封件得到支撐并且在拉緊夾緊夾子時(shí)限制其壓縮。所述定心環(huán)的厚 度確定法蘭間距并且比如根據(jù)今天的3. 9mm的IS0-標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。夾緊夾子包圍著法蘭并且 也可以構(gòu)造為多構(gòu)件的鏈狀的結(jié)構(gòu)。在壓力應(yīng)用方案中，所述定心環(huán)有利地設(shè)置在法蘭的 外部的區(qū)域中并且所述密封件而后處于內(nèi)部區(qū)域中并且通過(guò)內(nèi)壓壓緊到定心環(huán)上。在真空 應(yīng)用方案中，定心環(huán)處于內(nèi)部區(qū)域中并且密封件朝里得到支撐。這樣的小型法蘭連接結(jié)構(gòu) 比如在專(zhuān)利文件CH 448 638中得到說(shuō)明。在Vieweg出版社出版的由Wutz-Adam-Walcher 編著的書(shū)"真空技術(shù)的理論和實(shí)踐"1982年第二版(ISBN 3-528-04884-0)第475頁(yè)中可以 看到進(jìn)一步的說(shuō)明。 主要-標(biāo)稱(chēng)通徑按照用于螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)是DN 63IS0-K/100/160/2 00/250/320/400/500/630IS0-K。其中K代表著夾子法蘭，所述夾子法蘭用于借助于能夠 旋緊在一起的法蘭、夾子或者夾頭進(jìn)行能夠松開(kāi)的固定。尺寸根據(jù)DIN 28404并且也根 據(jù)IS01609/3669來(lái)確定。在Vieweg出版社出版的由Wutz-Adam-Walcher編著的書(shū)"真 空技術(shù)的理論和實(shí)踐(Theorie und Praxis derVak皿mtechnik) " 1982年第二版(ISBN 3-528-04884-0)第476-477頁(yè)中可以看到這樣的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。
按照本標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分出以下裝置 a)具有所謂的固定法蘭的裝置，所述固定法蘭分別固定在有待連接的管端之一 上。這些固定法蘭具有一個(gè)固定的孔_分度盤(pán)，該孔_分度盤(pán)用于固定螺栓，在此利用所述 螺栓來(lái)壓緊一個(gè)環(huán)形的密封件，該密封件如此前已經(jīng)為小型法蘭連接結(jié)構(gòu)所說(shuō)明的一樣處 于兩個(gè)固定法蘭之間。 b)具有所謂的夾子法蘭的裝置。這些夾子法蘭具有一道環(huán)繞的槽狀的法蘭環(huán)形 槽，能夠在側(cè)面旋緊的夾緊夾子鉤卡到所述法蘭環(huán)形槽中并且而后拉緊。這樣的法蘭在擰 緊之前能夠旋轉(zhuǎn)。 c)具有所謂的鎖緊法蘭的裝置。這些鎖緊法蘭設(shè)有孔_分度盤(pán)并且相互旋緊在一起。在擰緊之前所述法蘭能夠旋轉(zhuǎn)。比如固定法蘭(比如按照ISO-F或者DIN 2501)和鎖 緊法蘭可以相組合。 按a到c的法蘭類(lèi)型或者說(shuō)螺旋連接類(lèi)型的不同的實(shí)施方式彼此間可以按需要相 組合。 對(duì)于這些公知的法蘭連接結(jié)構(gòu)而言需要多個(gè)不同構(gòu)造的定心環(huán)來(lái)接納彈性體密
封圈并使其定位。對(duì)于小型法蘭連接結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，比如需要五個(gè)不同的定心環(huán)，用于在應(yīng)該連
接不同的法蘭標(biāo)稱(chēng)通徑時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)所有重要的應(yīng)用方案，比如用于真空、很大的過(guò)壓、按管
路中的介質(zhì)的腐蝕性而不同的所需要的材料以及用于過(guò)渡_定心環(huán)的應(yīng)用方案。 在真空技術(shù)上不受歡迎的是，在這些公知的小型法蘭連接結(jié)構(gòu)和螺旋法蘭連接結(jié)
構(gòu)中產(chǎn)生具有空腔的區(qū)域，所述空腔由此不受控制地散發(fā)被圍住的氣體并且由此代表著虛
擬泄漏的來(lái)源。這樣的虛擬的泄漏首先隨著經(jīng)常使用的內(nèi)定心環(huán)的配置而產(chǎn)生。這樣的泄
漏導(dǎo)致不受歡迎的污染并且在產(chǎn)生真空時(shí)導(dǎo)致很長(zhǎng)的抽出時(shí)間并且在實(shí)際上很難定位。在
真空技術(shù)中涉及極高的純粹的過(guò)程應(yīng)用方案并且因此非常擔(dān)心這樣的泄漏處。在真空過(guò)程
系統(tǒng)中，經(jīng)常需要大量的連接處并且極為重要的是避免這樣的不受控制的虛擬的泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的任務(wù)是，消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。尤其本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種 法蘭連接結(jié)構(gòu)，在該法蘭連接結(jié)構(gòu)上不出現(xiàn)任何虛擬的泄漏，該法蘭連接結(jié)構(gòu)在使用盡可 能相同的部件的情況下實(shí)現(xiàn)所有前面提到的應(yīng)用變型方案，并且所述法蘭連接結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn) 單、快速并且可靠地建立并且也可以松開(kāi)。此外，所述法蘭連接結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟(jì)地制成并且可 以經(jīng)濟(jì)地得到控制。 該任務(wù)在按權(quán)利要求1特征部分特征所述的所屬類(lèi)型的法蘭連接結(jié)構(gòu)中得到解 決。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有利的其它的設(shè)計(jì)方案。 按本發(fā)明，一個(gè)法蘭連接結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)具有管軸線的管端，在所述管端上各布置 了一個(gè)法蘭，所述法蘭以能夠松開(kāi)的方式密封地彼此相連接。沿相對(duì)于管軸線的徑向方向， 所述法蘭具有法蘭表面并且相對(duì)于彼此定位地進(jìn)行布置，其中這些法蘭表面包圍著一個(gè)具 有彈性體密封圈的定心環(huán)并且至少部分地與該彈性體密封圈接觸。這兩個(gè)法蘭具有用于以 能夠松開(kāi)的方式將這兩個(gè)法蘭表面彼此夾緊的器件，使得所述法蘭表面抵靠在定心環(huán)上并 且由此以預(yù)先給定的法蘭間距得到保持，并且所述彈性體密封圈沿平行于管軸線的方向密 封地壓緊在法蘭表面上。所述定心環(huán)如此定位，使得其至少部分地抵靠在所述法蘭的外緣 上。在定心環(huán)上環(huán)狀地沿相對(duì)于管軸線的徑向方向布置了優(yōu)選在中心向里指向的支承件， 在橫截面中構(gòu)造為U形的彈性體密封圈如此圍繞著所述支承件來(lái)布置，從而在U型體的側(cè) 面上在兩側(cè)構(gòu)造了環(huán)形的面狀的法蘭接觸區(qū)。 這種類(lèi)型的通用密封圈裝置對(duì)于這兩種此前所說(shuō)明的法蘭類(lèi)型而言都是適合的。 這種類(lèi)型的密封圈裝置可以特別有利地用在小型法蘭結(jié)構(gòu)上并且尤其用在真空應(yīng)用方案 中。


現(xiàn)在借助于附圖示意地并且舉例地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。其中
圖1是相應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的具有一個(gè)處于里面的定心環(huán)的小型法蘭連接結(jié)構(gòu)的示 意圖及橫截面，該小型法蘭連接結(jié)構(gòu)適合于真空和2. 5baril以下的過(guò)壓，
圖2是相應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的具有一個(gè)處于外面的定心環(huán)的小型法蘭連接結(jié)構(gòu)的示 意圖及橫截面，該小型法蘭連接結(jié)構(gòu)尤其適合于lObaril以下的過(guò)壓， 圖3是相應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的具有一個(gè)處于里面的定心環(huán)和兩個(gè)不同的管端的小型 法蘭連接結(jié)構(gòu)的示意圖及橫截面，該小型法蘭連接結(jié)構(gòu)適合于真空和2. 5baril以下的過(guò) 壓， 圖4是相應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的具有一個(gè)處于里面的定心環(huán)的小型法蘭連接結(jié)構(gòu)的示
意圖及橫截面以及用于虛擬的泄漏的不受歡迎的空腔的實(shí)例的示意圖， 圖5是相應(yīng)于本發(fā)明的小型法蘭連接結(jié)構(gòu)的示意圖及橫截面，該小型法蘭連接結(jié)
構(gòu)具有一個(gè)處于外面的定心環(huán)和一個(gè)布置在該定心環(huán)上的向里指向的U形的彈性體密封
圈，該小型法蘭連接結(jié)構(gòu)適合于真空和過(guò)壓以及不同的生產(chǎn)氣體， 圖6是按圖5的具有管端的一種變型方案，但所述管端不具有用于內(nèi)定心環(huán)的環(huán) 形槽。法蘭幾何形狀在這種情況下不符合按Pneurop的標(biāo)準(zhǔn)， 圖7是相應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的具有一個(gè)處于里面的定心環(huán)和一個(gè)外定心環(huán)的夾子法 蘭連接結(jié)構(gòu)的示意圖及橫截面，該夾子法蘭連接結(jié)構(gòu)適合于真空和2. 5baril以下的過(guò)壓，
圖8是相應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的具有能夠旋緊的鎖緊法蘭的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)的示意 圖及橫截面，該螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)具有一個(gè)處于里面的定心環(huán)和一個(gè)外定心環(huán)，該螺旋法 蘭連接結(jié)構(gòu)適合于真空和2. 5baril以下的過(guò)壓， 圖9是相應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的作為夾子法蘭連接結(jié)構(gòu)的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)的示意圖 及橫截面，在該螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)中一個(gè)法蘭用夾頭朝板狀的法蘭旋緊，該螺旋法蘭連 接結(jié)構(gòu)具有一個(gè)處于里面的定心環(huán)和一個(gè)外定心環(huán)，該螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)適合于真空和 2. 5barii以下的過(guò)壓， 圖10是按圖9的一種變型方案，該變型方案沒(méi)有帶有彈性體密封圈的定心環(huán)，所 述彈性體密封圈在兩個(gè)法蘭的其中之一上放入槽中， 圖11是相應(yīng)于按圖7的現(xiàn)有技術(shù)的具有一個(gè)處于里面的定心環(huán)和一個(gè)外定心環(huán) 的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)的示意圖及橫截面以及用于不受歡迎的形成虛擬的泄漏的空腔的實(shí) 例的示意圖， 圖12是相應(yīng)于本發(fā)明的作為夾子法蘭連接結(jié)構(gòu)的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)的示意圖及
橫截面，該螺旋連接結(jié)構(gòu)具有一個(gè)處于外面的定心環(huán)和一個(gè)布置在該定心環(huán)上面的向里指
向的U形的彈性體密封圈，該螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)適合于真空和過(guò)壓以及不同的生產(chǎn)氣體， 圖13是相應(yīng)于本發(fā)明的具有能夠旋緊的鎖緊法蘭的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)的示意圖
及橫截面，該螺旋連接結(jié)構(gòu)具有一個(gè)根據(jù)圖12來(lái)構(gòu)成的處于外面的定心環(huán)， 圖14是相應(yīng)于本發(fā)明的作為夾子法蘭連接結(jié)構(gòu)的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)的示意圖及
橫截面，在該螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)中一個(gè)法蘭用夾頭朝板狀的法蘭旋緊，該螺旋法蘭連接結(jié)
構(gòu)具有一個(gè)根據(jù)圖12構(gòu)成的處于外面的定心環(huán)，其中在板狀的法蘭中布置了一個(gè)鏜孔用
于接納作為定心環(huán)的止擋件的支臂， 圖15是根據(jù)圖14構(gòu)成的作為夾子法蘭連接結(jié)構(gòu)的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)的示意圖及 橫截面，該螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)具有處于外面的定心環(huán)，在該螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)中定心環(huán)在板狀的法蘭的一側(cè)上不具有作為止擋件的支臂并且板狀的法蘭構(gòu)造為平坦的無(wú)鏜孔的結(jié) 構(gòu)。 下面在圖1到6中示出且說(shuō)明了小型法蘭裝置并且在圖7到15中示出且說(shuō)明了 螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1以已知的方式按照現(xiàn)有技術(shù)示出了一個(gè)小型法蘭連接結(jié)構(gòu)的示意圖和橫截 面，該小型法蘭連接結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)相同的帶有管軸線15的管端l'、2'以及布置在所述管端 上的法蘭1、2。所述法蘭1、2沿徑向方向分別具有一個(gè)法蘭表面11、11'，所述法蘭表面11、 ir在裝配的狀態(tài)中彼此平行布置。以如下方法進(jìn)行密封一個(gè)內(nèi)定心環(huán)3使所述法蘭1、 2定心在處于里面的接觸面7、7'上，所述接觸面7、7'由設(shè)在管端上的環(huán)形槽構(gòu)成，從而將 所述定心環(huán)3放入這些環(huán)形槽中。定心環(huán)的厚度D確定了法蘭間距IO，方法是讓這兩個(gè)法 蘭表面11、11'抵靠在這個(gè)定心環(huán)上。 一個(gè)彈性體密封圈4也就是0形圈密封件包圍著所 述定心環(huán)3并且擁有比定心環(huán)的厚度D大的直徑，并且在此如此被壓緊，從而在兩側(cè)產(chǎn)生環(huán) 形的法蘭接觸區(qū)6、6'并且這個(gè)定心環(huán)由此密封地在兩側(cè)抵靠在所述法蘭表面11、11'上。 所述法蘭表面因此以很小的表面粗糙度比如以N6c的程度來(lái)構(gòu)成。所述兩個(gè)法蘭1、2在側(cè) 面具有錐形的拉緊面8、8'，所述兩個(gè)法蘭1、2用將所述法蘭包圍的構(gòu)造為雙構(gòu)件或者多構(gòu) 件結(jié)構(gòu)的夾緊夾子5通過(guò)所述錐形的拉緊面8、8'沿管軸線15的方向夾緊在一起并且得到 保持。在法蘭外直徑和夾緊夾子5之間設(shè)置了足夠的自由空間9，用于如在圖2中示出的一 樣接納一個(gè)處于其之間的外定心環(huán)13。所述內(nèi)定心環(huán)3可以按應(yīng)用情況比如由鋁或者不銹 鋼制成并且適合于真空應(yīng)用方案和具有2. 5baril以下的過(guò)壓的應(yīng)用方案。
圖2示出了按現(xiàn)有技術(shù)的小型法蘭連接結(jié)構(gòu)的一種另外的變型方案的示意圖和 橫截面，在該變型方案中兩個(gè)相同的具有管軸線15的管端1' 、2'和布置在其上面的法蘭1、 2通過(guò)一個(gè)處于管端與法蘭之間并且處于外面的外定心環(huán)13密封地相連接。這個(gè)外定心環(huán) 13使所述法蘭1、2在其外直徑17、17'上定位和定心，并且通過(guò)該外定心環(huán)13的厚度D來(lái) 調(diào)節(jié)法蘭間距10。 一個(gè)彈性體密封圈4也就是一個(gè)0形圈密封件處于所述外定心環(huán)13的 內(nèi)側(cè)上并且擁有比外定心環(huán)的厚度D大的直徑，并且在此如此被壓緊，從而在兩側(cè)產(chǎn)生環(huán) 形的法蘭接觸區(qū)6、6'并且該外定心環(huán)由此密封地在兩側(cè)抵靠在所述法蘭表面11、11'上。 所述兩個(gè)法蘭1、2如此前在圖1中所說(shuō)明的一樣用夾緊夾子5通過(guò)所述錐形的拉緊面8、8' 結(jié)合在一起。這個(gè)外定心環(huán)比如由鋁制成并且適合于具有10baril以下的過(guò)壓的應(yīng)用方案。
圖3示出了按現(xiàn)有技術(shù)的小型法蘭連接結(jié)構(gòu)的一種另外的變型方案的示意圖和 橫截面，在該變型方案中兩個(gè)不相同的具有管軸線15的管端l'、2'和布置在其上面的法蘭 1 、 2通過(guò)一個(gè)處于管端與法蘭之間并且處于里面的過(guò)渡定心環(huán)23密封地相連接。 一個(gè)彈性 體密封圈4也就是一個(gè)0形圈密封件包圍著所述過(guò)渡定心環(huán)。處于里面的過(guò)渡定心環(huán)23使 所述法蘭定心在處于里面的接觸面7、7'上，所述接觸面7、7'則由設(shè)在具有不同直徑的管 端上的環(huán)形槽構(gòu)成，從而將所述定心環(huán)23匹配地放入這些環(huán)形槽中。 一個(gè)彈性體密封圈4 也就是一個(gè)0形圈密封件處于所述過(guò)渡定心環(huán)23的外側(cè)上并且擁有比所述過(guò)渡定心環(huán)的 厚度D大的直徑，并且在此如此被壓緊，從而在兩側(cè)產(chǎn)生環(huán)形的法蘭接觸區(qū)6、6'并且該過(guò) 渡定心環(huán)由此密封地在兩側(cè)抵靠在所述法蘭表面H、ll'上。所述兩個(gè)法蘭1、2如此前在
7圖1中所說(shuō)明的一樣用夾緊夾子5通過(guò)所述錐形的拉緊面8、8'結(jié)合在一起。處于里面的 過(guò)渡定心環(huán)23比如可以按應(yīng)用情況由鋁或者不銹鋼制成并且適合于真空應(yīng)用方案和具有 2. 5baril以下的過(guò)壓的應(yīng)用方案。 圖4示出了公知的此前所說(shuō)明的小型法蘭結(jié)構(gòu)的范例裝置的橫截面，在該范例裝 置中在彈性體密封圈4與處于里面的定心環(huán)3、23之間構(gòu)成一個(gè)或者多個(gè)空腔12。比如在 接觸面7、7'的區(qū)域中在所述定心環(huán)與法蘭11、11'之間并且/或者在彈性體密封圈4也就 是0形圈下面按部件的表面特性或多或少地形成這些空腔12。 如在圖4中示出的一樣，這樣的空腔12尤其在具有處于里面的定心環(huán)的小型法蘭 連接結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生，其中所述定心環(huán)具有將其包圍的彈性體密封圈。這樣的所圍成的空腔的 空間比如可能包含氣體和/或材料，所述氣體和/或材料在對(duì)管路抽真空時(shí)不受控制地并 且不受歡迎地排放到管路中，由此降低真空的質(zhì)量如能夠達(dá)到的壓力和/或純度并且/或 者延長(zhǎng)抽出時(shí)間。雜質(zhì)也會(huì)因在生產(chǎn)或者凈化之前不受歡迎的殘余物的包入、因在那里被 解吸的材料的氣體析出而在表面上產(chǎn)生。通過(guò)這種特性形成一種虛擬的泄漏。這樣的過(guò)程 在真空過(guò)程設(shè)備中不受歡迎，并且甚至使具有很高的純度要求的過(guò)程的使用成為不可能。
另一個(gè)缺點(diǎn)在于，在這種公知的用于所介紹的變型方案的小型法蘭連接結(jié)構(gòu)中需 要多種比如多達(dá)5種或者更多種不同的定心環(huán)結(jié)構(gòu)，如果應(yīng)該實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用方案比如用 于真空、很大的過(guò)壓、按管路中的介質(zhì)的腐蝕性而不同的合適的材料以及用于在使用不同 的法蘭標(biāo)稱(chēng)通徑時(shí)的過(guò)渡定心環(huán)的應(yīng)用方案。這在總體上要求更高的開(kāi)銷(xiāo)。
按照本發(fā)明，如在圖5和6中示意示出的一樣專(zhuān)門(mén)構(gòu)成定心環(huán)33。該定心環(huán)33構(gòu) 造為處于外面的定心環(huán)并且擁有一個(gè)向里指向的U形的和環(huán)形的彈性體密封圈14。具有這 種帶有彈性體密封圈14的定心環(huán)33的小型法蘭連接結(jié)構(gòu)能夠通用并且實(shí)現(xiàn)所有前面提到 的具有相同的構(gòu)件以及尤其具有相同的定心環(huán)33的應(yīng)用情況。尤其不會(huì)產(chǎn)生不受歡迎的 可能形成虛擬的泄漏的空腔。 按本發(fā)明的小型法蘭連接結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)具有其管軸線15的管端l'、2'，在所述管 端l'、2'上分別布置了一個(gè)法蘭1、2，所述法蘭1、2沿相對(duì)于管軸線15的徑向方向具有法 蘭表面11、11'并且相對(duì)于彼此來(lái)定位并且包圍著具有彈性體密封圈14的定心環(huán)33并且 與所述彈性體密封圈接觸，并且這兩個(gè)法蘭1、2在自身一側(cè)上分別具有一個(gè)錐形的拉緊表 面8、8'，所述拉緊表面8、8'如此被一個(gè)能夠松開(kāi)的夾緊夾子5夾緊地所包圍，使得所述法 蘭表面11、11'抵靠在定心環(huán)33上并且由此以預(yù)先給定的法蘭間距10得到保持并且所述 彈性體密封圈14沿著管軸線15的方向密封地壓緊在所述法蘭表面11、11'上，其中所述定 心環(huán)33至少部分抵靠地定位在所述法蘭1、2的外緣上，并且在所述定心環(huán)33上布置了環(huán) 形向里指向的支承件18，在橫截面中構(gòu)造為U形的彈性體密封圈14如此圍繞著所述支承件 18來(lái)布置，從而在U型體的側(cè)面上在兩側(cè)構(gòu)成一個(gè)環(huán)形的面狀的法蘭接觸區(qū)6、6' 、 B。
所述定心環(huán)33以處于外面的方式來(lái)布置并且在外面的圓周上擁有止擋件，所述 止擋件至少部分地抵靠著法蘭外直徑17、17'并且由此使所述法蘭1、2朝管軸線15定心。 所述支承件18有利地在中心或者在中間在向里朝管軸線15指向的情況下布置在所述定心 環(huán)33上。所述支承件18環(huán)形分布地固定在定心環(huán)33上，但有利地形成一個(gè)環(huán)形的環(huán)繞的 接片，也就是一種支承凸耳。所述定心環(huán)33與支承接片一起有利地制造為一體結(jié)構(gòu)。管道 中的氣體"看不到"處于外面的定心環(huán)33并且由此該定心環(huán)33的材料可以按需要自由選擇，如可以由塑料、鋁、不銹鋼、木料等制成并且可以構(gòu)造為導(dǎo)電的或者絕緣的結(jié)構(gòu)。
所述彈性體密封圈14以在橫截面中U形彎曲的方式圍繞著支承件如支承接片18 來(lái)布置。特別有利的是，這個(gè)彈性體密封圈直接預(yù)先硫化到所述支承件上。由此將所述彈 性體密封圈可靠地固定在所述支承件18上并將其保持定位狀態(tài)并且在真空應(yīng)用方案中不 會(huì)被拉入管子橫截面的區(qū)域中。但是該密封件在特定的情況下也可以?shī)A緊地來(lái)布置。
U形的彈性體密封圈的側(cè)面的支臂在兩側(cè)形成環(huán)形的面狀的具有寬度B的法蘭接 觸區(qū)6、6'作為環(huán)形的密封面。這個(gè)密封面早已在未壓緊的狀態(tài)中作為表面存在，這與現(xiàn)有 技術(shù)相反，在現(xiàn)有技術(shù)中0形圈密封件在法蘭接觸區(qū)6、6'中形成一條環(huán)形的線條。這個(gè)新 穎的U形的具有密封面的彈性體密封圈14形成一種非常可靠的和能夠再現(xiàn)的密封裝置，由 此額外地簡(jiǎn)化操作。 此外由此保證，所述法蘭接觸區(qū)6、6'在下面較遠(yuǎn)處抵靠著管軸線并且在那里已經(jīng) 在支承面的開(kāi)始處也就是在u-半徑的開(kāi)始處可靠地密封并且在密封面區(qū)域中甚至沒(méi)有圍 成任何不受歡迎的空腔。用這種裝置可以不再形成虛擬的泄漏。 有利的是，所述彈性體密封圈14的平坦的U-支臂的寬度B處于所述法蘭間距10 或者說(shuō)定心環(huán)33的厚度D的3. 0到10. 0倍的范圍內(nèi)。 這種小型法蘭連接結(jié)構(gòu)尤其適合于具有設(shè)有法蘭1、2的管端1' 、2'的標(biāo)稱(chēng)通徑的 法蘭連接結(jié)構(gòu)，所述標(biāo)稱(chēng)通徑處于10到300mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于10到60mm的范圍內(nèi)。
也可以省去在所述管端l'、2'或者法蘭1、2上設(shè)在里面的定心空隙19、19'如定 心環(huán)形槽，并且管子1'、2'可以具有和部件直徑相同的直徑。而后這就進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并 且降低費(fèi)用。 按本發(fā)明也可以如在圖7到15中舉例示出的一樣將具有U形的彈性體密封圈的、 和此前在小型法蘭連接裝置中所說(shuō)明的一樣的處于外面的定心環(huán)結(jié)構(gòu)有利地用在螺旋法 蘭連接結(jié)構(gòu)中。 所述定心環(huán)33、34在此同樣構(gòu)造為處于外面的定心環(huán)并且擁有向里指向的U形的 和環(huán)形的彈性體密封圈14、54。具有這種帶有彈性體密封圈14、54的定心環(huán)33、34的螺旋 法蘭連接結(jié)構(gòu)同樣能夠通用并且實(shí)現(xiàn)所有前面提到的具有相同的構(gòu)件以及尤其基本上具 有相同的定心環(huán)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況。尤其不產(chǎn)生任何不受歡迎的可能形成虛擬的泄漏的空 腔。 圖7示出了一個(gè)公知的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)，該螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)具有布置在法蘭 外緣上的能夠旋緊的也稱(chēng)為夾子法蘭的夾緊夾子65。兩個(gè)相同的具有布置在其上面的法蘭 51、52的管端51'、52'通過(guò)以下方式得到密封一個(gè)布置在彈性體密封圈54內(nèi)部的定心環(huán) 53使所述法蘭51、52在具有接觸面57、57'的內(nèi)直徑上定心，所述接觸面57、57'具有法蘭 間距D、60。 D可以按標(biāo)稱(chēng)通徑比如從3.9到5.6mm來(lái)變化。若管子具有更大的比如300mm 到1000mm的標(biāo)稱(chēng)通徑，則使用更大的比如5. 6mm的間距。環(huán)形的彈性體密封圈54被如此 壓緊，使得其抵靠在兩個(gè)法蘭接觸區(qū)56、56'上并且進(jìn)行密封。里面的和外面的定心環(huán)53、 55抵靠在抵靠的法蘭接觸面61、61'上，這兩個(gè)法蘭接觸面61、61'作為密封面具有很小的 粗糙度優(yōu)選優(yōu)于N6c的粗糙度。所述法蘭51、52通過(guò)螺旋連接66與多個(gè)雙構(gòu)件的夾緊夾 子64、65結(jié)合在一起，所述夾緊夾子64、65在這兩個(gè)法蘭上分別懸掛在環(huán)形槽5S、58'上。 夾緊夾子64、65朝里允許足夠大的自由空間59，用于將外定心環(huán)55固定在法蘭的外緣上。所述內(nèi)定心環(huán)53可以按應(yīng)用情況由鋁或者不銹鋼制成并且適合于真空乃至2. 5baril以下 的過(guò)壓。所述外定心環(huán)55由鋁制成，因?yàn)樗?看不到"真空。 圖8示出了一種另外的公知的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，取代夾緊夾子64、 65將具有孔分度盤(pán)的鎖緊法蘭70、70'用螺栓壓緊，用于將彈性體密封圈54與支承環(huán)或者 說(shuō)定心環(huán)53、55夾緊在一起。這些法蘭也稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)法蘭，因?yàn)樗鼈兛梢孕D(zhuǎn)。此外，各一條 半圓槽67、67'在法蘭的圓周上各用一個(gè)放入的止推環(huán)6S、68'將所述法蘭包圍。這些止推 環(huán)6S、68'各形成一個(gè)用于鎖緊法蘭70、70'的止擋。用夾緊螺栓74、墊圈75和螺母76將 鎖緊法蘭70、70'結(jié)合在一起，并且產(chǎn)生用于壓緊到0形圈也就是彈性體密封圈54的尺寸 D 60上的力。 按照現(xiàn)有技術(shù)在圖9中示出了夾子法蘭51與板81的組合。通過(guò)夾頭80產(chǎn)生形 狀配合的密封的連接，所述夾頭80在夾子法蘭51上懸掛在法蘭環(huán)形槽58上并且借助于螺 栓77固定在板81中并且由此沿軸向的管子方向夾緊。處于里面和外面的定心環(huán)53、55以 及0形圈54密封壓緊地處于所述夾子法蘭51和板81之間。 圖10示出了夾子法蘭51與板81的組合的一種另外的公知的變型方案。通過(guò)夾 頭80產(chǎn)生形狀配合的密封的連接，所述夾頭80在夾子法蘭51上懸掛在法蘭環(huán)形槽58上 并且借助于螺栓77固定在板81中并且由此沿軸向的管子方向夾緊。所述0形圈85在板 83中放入環(huán)繞的槽84中。在這種情況下不需要定心環(huán)并且所述法蘭51與板83之間的間 距D趨向于零。 在按現(xiàn)有技術(shù)的公知的如其在圖7到10中示出的一樣的裝置中，部件必須按管路 中的介質(zhì)的腐蝕性由不同的合適的材料制成。在真空技術(shù)上非常不利的并且由此不受歡迎 的是，在這些公知的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)中尤其由于所需要的如其此前也早已在小型法蘭連 接結(jié)構(gòu)中已經(jīng)說(shuō)明的且在圖11中示出的一樣的內(nèi)定心環(huán)53而安裝了形成虛擬的泄漏處的 空腔49。在相對(duì)于定心環(huán)53、55的接觸面61、61'并且尤其關(guān)于內(nèi)定心環(huán)53并且處于0形 圈54下面的法蘭接觸面56、56'上，也可能依賴(lài)所參與的部件的表面特性或多或少地圍成 很小的空腔49。在這些空腔中儲(chǔ)存著不受歡迎的材料并且而后在抽真空時(shí)不受控制地并且 不受歡迎地排放到真空或者介質(zhì)中。其中比如可能包含生產(chǎn)和凈化的不受歡迎的殘余物、 而后析出的氣體或者材料和氣體可能被解吸并且又被排放。 按照本發(fā)明，如在圖12到15中示意地并且作為范例示出的一樣專(zhuān)門(mén)構(gòu)成定心環(huán) 33、34。這個(gè)定心環(huán)33、34構(gòu)造為處于外面的定心環(huán)并且擁有一個(gè)向里指向的U形的和環(huán) 形的彈性體密封圈14。具有這種帶有彈性體密封圈14的定心環(huán)33、34的螺旋法蘭連接結(jié) 構(gòu)能夠通用并且實(shí)現(xiàn)所有前面提到的具有相同的構(gòu)件以及尤其基本上具有相同的定心環(huán) 結(jié)構(gòu)33、34的應(yīng)用情況。尤其沒(méi)有形成任何不受歡迎的可能形成虛擬的泄漏的空腔。具有 支承件18及布置在其上面的彈性體密封圈14的定心環(huán)33、34的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于此前早已為小 型法蘭裝置所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)。 彈性體密封圈14、54的材料同樣有利地直接硫化到向里指向的支承件18如支承 接片上并且由此固定在外定心環(huán)33、34上。所述彈性體密封圈14、54的法蘭接觸區(qū)56、56' 通過(guò)這種結(jié)構(gòu)盡可能遠(yuǎn)地朝里指向，從而在很大程度上避免虛擬的泄漏。管路中的氣體由 此"看不到"外定心環(huán)33，由此所述外定心環(huán)33的材料可以相應(yīng)地自由選擇比如可以由塑 料、鋁、不銹鋼、木料等制成，也可以由按需要導(dǎo)電的或者絕緣的材料制成。
在相應(yīng)于按圖12的實(shí)例的結(jié)構(gòu)中，法蘭51 、52如已知的并且在圖7中示出的一樣 用多個(gè)雙構(gòu)件的夾緊夾子64、65、66結(jié)合在一起并且用于放入按本發(fā)明的外定心環(huán)33、34 的自由空間59由此早已存在。通過(guò)硫化處理來(lái)有利地防止所述彈性體密封圈14的材料后 來(lái)被管路中的真空向里拉。法蘭51、52上的密封面61、61'更不容易受到刮傷，所述刮傷會(huì) 導(dǎo)致不密封情況，因?yàn)閁-密封件14面狀地而不是線形地抵靠。 按本發(fā)明，根據(jù)圖13中的示意圖對(duì)如此前在圖8中早已說(shuō)明的一樣的旋轉(zhuǎn)法蘭裝 置進(jìn)行改動(dòng)。這里所述外定心環(huán)33定位在旋轉(zhuǎn)法蘭70、70'下方的自由空間中。在所述外 定心環(huán)上，在側(cè)面如此布置了接片狀的支承件，使得所述外定心環(huán)可以平放在這兩個(gè)法蘭 外直徑17、17'上。 在具有相應(yīng)于圖9的板狀的法蘭的變型方案中，按照本發(fā)明，為了將所述外定心
環(huán)33的側(cè)面的接片固定在板62中設(shè)置了如其在圖14中示出的一樣的鏜孔69。 如在已知的具有按圖10的板狀的法蘭的結(jié)構(gòu)中早已說(shuō)明一樣，所述板63也可以
不設(shè)有鏜孔69。如在圖15中示出的一樣，在這種情況下按照本發(fā)明可以在所述板63的一
側(cè)上省去所述外定心環(huán)34的接片或者說(shuō)支承支臂。而后僅僅在對(duì)置的法蘭51的外直徑上
進(jìn)行定心。 在圖9、10、14和15中示出的板81、83、62、63優(yōu)選是室壁的組成部分，特別是真空 室的組成部分，并且優(yōu)選具有圓形的開(kāi)口。在這個(gè)開(kāi)口上面可以如此前早已在兩根管件的 連接中所說(shuō)明的一樣以密封的且能夠松開(kāi)的方式布置一根具有管端1'、51'的管子，所述管 端1'、51'則具有布置在其上面的法蘭1、51。介質(zhì)由此可以通過(guò)輸入管通過(guò)所述開(kāi)口與腔 室相通。按本發(fā)明，如此前所說(shuō)明的一樣將相同的U形的彈性體密封圈14、54在所述法蘭 和板之間壓緊地密封地進(jìn)行定位。所述板在此承擔(dān)和一個(gè)作為相對(duì)于第一法蘭1、51的配 對(duì)件的第二法蘭2、52相同的功能，并且而后所述開(kāi)口相應(yīng)于第二管端2' 、52'。
具有按本發(fā)明的帶有U形的彈性體密封圈的外定心環(huán)的螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)，尤其 適合于具有法蘭51 、52的管端51' 、52'的處于60到1000mm的范圍內(nèi)優(yōu)選處于100到630mm 的范圍內(nèi)的標(biāo)稱(chēng)通徑。
權(quán)利要求
法蘭連接結(jié)構(gòu)，具有兩個(gè)帶有管軸線(15)的管端(1’、2’、51’、52’)，在所述管端(1’、2’、51’、52’)上各布置了一個(gè)法蘭(1、2、51、52)，所述法蘭(1、2、51、52)沿相對(duì)于管軸線(15)的徑向方向具有法蘭表面(11、11’、61、61’)并且彼此相對(duì)地定位，其中這些法蘭表面(11、11’、61、61’)包圍著帶有彈性體密封圈(14、54)的定心環(huán)(33、34)并且至少部分地與所述彈性體密封圈相接觸，并且這兩個(gè)法蘭(1、2、51、52)具有器件以用于能夠松開(kāi)地將這兩個(gè)法蘭(1、2、51、52)相互壓緊，使得所述法蘭表面(11、11’、61、61’)抵靠在定心環(huán)(33、34)上并且由此以預(yù)先給定的法蘭間距(10、60、D)得到保持并且所述彈性體密封圈(14、54)以平行于管軸線(15)的方向密封地壓緊在所述法蘭表面(11、11’、61、61’)上，其特征在于，所述定心環(huán)(33、34)以至少部分抵靠的方式并且沿相對(duì)于管軸線(15)的徑向方向定位在所述法蘭(1、2、51、52)的外緣上，并且在所述定心環(huán)(33、34)上布置了環(huán)狀向里指向的支承件(18)，在橫截面中構(gòu)造為U形的彈性體密封圈(14、54)圍繞著所述支承件(18)來(lái)布置，從而在該U型體的側(cè)面在兩側(cè)構(gòu)成環(huán)形的面狀的法蘭接觸區(qū)(6、6’、56、56’、B)。
2. 法蘭連接結(jié)構(gòu)，具有一個(gè)帶有管軸線(15)的管端(1'、51')，在所述管端(1'、51') 上布置了法蘭(1、51)，并且所述法蘭連接結(jié)構(gòu)具有一塊法蘭式的板(Sl、83、62、63)，該板 (81、83、62、63)具有開(kāi)口 ，該開(kāi)口的軸線與所述管軸線(15)重合，其中沿相對(duì)于管軸線 (15)的徑向方向所述法蘭和板具有法蘭表面(11、11'、61、61')并且這些法蘭表面(11、 11'、61、61')彼此相對(duì)地定位，其中這些法蘭表面包圍著具有彈性體密封圈(14、54)的定 心環(huán)(33、34)并且至少部分地與該彈性體密封圈相接觸，并且這兩個(gè)法蘭(1、2、51、52)具 有器件以用于能夠松開(kāi)地將所述法蘭(1、51)和板(81、83、62、63)相互壓緊，使得所述法蘭 表面(11、11'、61、61')抵靠在定心環(huán)(33、34)上并且由此以預(yù)先給定的法蘭間距(10、60、 D)得到保持并且所述彈性體密封圈(14、54)沿平行于管軸線(15)的方向密封地壓緊在所 述法蘭表面(11、11'、61、61')上，其特征在于，所述定心環(huán)(33、34)以至少部分抵靠的方式 并且沿相對(duì)于所述管軸線(15)的徑向方向定位在所述法蘭(1、52)的外緣上，并且在所述 定心環(huán)(33、34)上布置了環(huán)狀向里指向的支承件(18)，在橫截面中構(gòu)造為U形的彈性體密 封圈(14、54)圍繞著所述支承件(18)來(lái)布置，從而在該U型體的側(cè)面在兩側(cè)構(gòu)成環(huán)形的面 狀的法蘭接觸區(qū)(6、6'、56、56'、B)。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支承件(18)構(gòu)造為環(huán)形 的支承凸耳。
4. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述彈性體密封圈 (14、54)固定在所述支承件(18)上，優(yōu)選硫化在所述支承件(18)上。
5. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，U形的彈性體密封圈 (14、54)沿相對(duì)于管軸線(15)的徑向方向具有平坦的U-支臂的處于所述法蘭間距(10、 60、 D)的3到IO倍的范圍內(nèi)的寬度(B)。
6. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述法蘭連接結(jié)構(gòu)構(gòu) 造為小型法蘭連接結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)法蘭(1、2)在自身一側(cè)上分別具有一個(gè)錐形的拉緊表面 (8、8')，所述拉緊表面(S、8')壓緊地被一個(gè)能夠松開(kāi)的夾緊夾子(5)所包圍，使得所述法 蘭表面(HUT )抵靠在定心環(huán)(33)上并且由此以預(yù)先給定的法蘭間距(10)得到保持并且所述彈性體密封圈(i4、54)沿管軸線as)的方向密封地壓緊在所述法蘭表面ai、ir)上，并且具有法蘭(1、2)的管端(l'、2')的標(biāo)稱(chēng)通徑處于10至IJ 300mm的范圍之內(nèi)優(yōu)選處于 10到60mm的范圍內(nèi)。
7.按權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述法蘭連接結(jié)構(gòu)作 為螺旋法蘭連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成，優(yōu)選作為具有能夠旋緊的布置在法蘭的外緣上的夾緊夾子(64、 65、72)的夾子法蘭連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且具有法蘭(51、52)的管端(51'、52')的標(biāo)稱(chēng)通徑處 于60到1000mm的范圍之內(nèi)優(yōu)選處于100到630mm的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種法蘭連接結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)管端，在所述管端上各布置一個(gè)法蘭，所述法蘭具有法蘭表面并且包圍著帶有彈性體密封圈的定心環(huán)并且與所述彈性體密封圈相接觸，并且這兩個(gè)法蘭具有相應(yīng)器件以用于能夠松開(kāi)地相互壓緊，使得所述法蘭表面抵靠在定心環(huán)上并且由此以預(yù)先給定的法蘭間距得到保持并且所述彈性體密封圈沿管軸線的方向密封地壓緊在所述法蘭表面上，其中所述定心環(huán)至少部分抵靠地定位在所述法蘭的外緣上，并且在所述定心環(huán)上布置了環(huán)狀向里指向的支承件，在橫截面中構(gòu)造為U形的彈性體密封圈圍繞著所述支承件來(lái)布置，從而在該U型體的側(cè)面在兩側(cè)構(gòu)成環(huán)形的面狀的法蘭接觸區(qū)。
文檔編號(hào)F16L23/024GK101713480SQ20091017877
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月1日
發(fā)明者P·凱勒-斯托布, P·古德 申請(qǐng)人:英飛康有限責(zé)任公司