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专利名称：一种液体化工管道绝缘接头

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411320203.9

专利申请（专利权）人：山东冠卓重工开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：山东省日照市虎山镇钢铁配套产业园区金山三路1号

专利发明（设计）人：杨林祥,徐杰

专利摘要：本发明公开了一种液体化工管道绝缘接头，属于法兰装置技术领域，包括法兰接头和密封绝缘机构，其特征在于：所述的密封绝缘机构包括外绝缘密封圈、内绝缘密封圈、环形活塞、导向杆和恒力弹簧，外绝缘密封圈安装在两法兰盘之间；外绝缘密封圈的内环内安装有内绝缘密封圈；内绝缘密封圈的两端壁上设有连通管，连通管插在连通孔内；环形空腔内安装有环形活塞，环形活塞与环形空腔滑动配合，环形活塞的外端与导向杆连接，导向杆的外端穿过第一导向通孔放置在放置腔内，导向杆的外端与连接板连接，所述的法兰盘的放置腔内安装有恒力弹簧，恒力弹簧的外端与连接板连接。与现有技术相比较具有防止温度变化，而影响管道接头密封性的特点。

主权利要求：
1.一种液体化工管道绝缘接头，包括法兰接头（1）和密封绝缘机构（2），所述的密封绝缘机构（2）安装在两法兰接头（1）之间；所述的法兰接头（1）包括连接管（12）和法兰盘（11），法兰盘（11）与连接管（12）同轴心线连接；其特征在于：所述的法兰盘（11）的中心位置设有阶梯型通孔，连接管（12）的管腔与法兰盘（11）的阶梯型通孔相连通，阶梯型通孔朝向连接管（12）位置为小直径孔，远离连接管（12）位置为大直径孔，内绝缘密封圈（22）两端分别安装在法兰盘（11）阶梯型通孔的大直径孔内；所述的密封绝缘机构（2）包括外绝缘密封圈（21）、内绝缘密封圈（22）、环形活塞（27）、导向杆（25）和恒力弹簧（26），外绝缘密封圈（21）安装在两法兰盘（11）之间，两端紧贴在法兰盘（11）的端壁上；外绝缘密封圈（21）的内环内安装有内绝缘密封圈（22），内绝缘密封圈（22）的外壁紧贴在外绝缘密封圈（21）的内环壁上，两端分别紧贴在大直径孔内端壁上；所述的法兰盘（11）上设有环形空腔，环形空腔内侧壁上设有连通孔，连通孔与环形空腔相连通，内绝缘密封圈（22）内部设有第一环形充气腔，内绝缘密封圈（22）的两端壁上设有连通管（28），连通管（28）插在连通孔内；所述的法兰盘（11）的环形空腔的外端设有放置腔，环形空腔与放置腔通过第一导向通孔连通，环形空腔内安装有环形活塞（27），环形活塞（27）与环形空腔滑动配合，环形活塞（27）的外端与导向杆（25）固定连接，导向杆（25）的外端穿过第一导向通孔放置在放置腔内，导向杆（25）的外端与连接板（24）连接，所述的法兰盘（11）的放置腔内安装有恒力弹簧（26），恒力弹簧（26）的外端与连接板（24）连接。
2.根据权利要求1所述的一种液体化工管道绝缘接头，其特征在于：所述的法兰盘（11）上设有多个呈圆周形均匀分布的第一安装通孔，外绝缘密封圈（21）上设有多个呈圆周形均匀分布的第二安装通孔，第二安装通孔与第一安装通孔相对应；两法兰盘（11）的第一安装通孔和外绝缘密封圈（21）的第二安装通孔内安装有绝缘套管（16），固定螺栓（13）穿过绝缘套管（16），两端分别与六角螺母（14）螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种液体化工管道绝缘接头，其特征在于：所述的六角螺母（14）与法兰盘（11）之间安装有绝缘垫片（15）。
4.根据权利要求1所述的一种液体化工管道绝缘接头，其特征在于：所述的内绝缘密封圈（22）的外壁上设有进气孔，进气孔通过进气管（221）与单向阀（222）连接，内绝缘密封圈（22）的外壁上设有排气孔，排气孔通过排气管（223）与气体泄压阀（224）连接。
5.根据权利要求4所述的一种液体化工管道绝缘接头，其特征在于：所述的外绝缘密封圈（21）上设有两导气孔，两导气孔分别将外绝缘密封圈（21）的内环和外环连通，进气管（221）和排气管（223）分别穿过对应的导气孔，与各自对应的单向阀（222）和气体泄压阀（224）连接。
6.根据权利要求1所述的一种液体化工管道绝缘接头，其特征在于：所述的连接板（24）的上端与标尺杆（23）连接，标尺杆（23）的外端穿过第二导向通孔，标尺杆（23）上设有长度尺寸刻度，放置腔的外壁上设有第二导向通孔与外界连通。 说明书 : 一种液体化工管道绝缘接头技术领域[0001] 本发明涉及法兰装置技术领域，特别是一种液体化工管道绝缘接头。背景技术[0002] 在复杂的化工流体输送系统中，确保传输过程的安全与效率至关重要。鉴于流体可能携带电荷或处于特定的电化学环境中，将不带电管道与可能带电的管道进行有效隔离，不仅是维护系统稳定运行的基本要求，也是防止电化学腐蚀、保护设备免受损害、确保人员安全的关键措施。而绝缘法兰作为这一环节中不可或缺的部件，起着连接并隔离不同介质、保护系统完整性的作用。[0003] 具体而言，绝缘法兰能够牢固地连接液体化工管道、软管乃至船用输油臂等大型设备，通过其独特的绝缘结构，有效阻断电流通路，避免电化学腐蚀的发生。然而，在实际应用中，绝缘法兰的性能稳定性，特别是其密封性能，面临着温度变化的严峻挑战。[0004] 当系统内流体或外部环境温度急剧上升时，常规使用的绝缘密封垫片材料，如橡胶垫片，其耐热性能往往成为限制因素。高温作用下，橡胶垫片容易发生软化、膨胀甚至熔化，导致密封面间隙增大，密封性能急剧下降。这不仅会削弱绝缘法兰的绝缘效果，还可能直接导致流体泄漏，引发安全事故或环境污染。[0005] 相反，在极端低温条件下，热胀冷缩的物理现象同样对绝缘法兰的密封性能构成威胁。随着温度的降低，绝缘密封垫片材料收缩，密封面之间的压力减。芊庑Ч跞。在极端情况下，密封失效会导致流体外泄，不仅影响生产连续性，还可能对周围环境造成：。[0006] 尤其，当绝缘密封垫片选用为充气型密封圈时，其受到的温度影响相较于其他类型的密封垫片而言，显得尤为显著和复杂。充气型密封圈，其密封性能高度依赖于内部充气的状态与压力。因此，温度的变化会直接影响到密封圈内部气体的体积、压力以及橡胶材料的物理特性，进而对整个密封系统的稳定性和效率产生深远影响。[0007] 温度上升会导致密封圈内部气体膨胀，如果密封圈的设计或安装没有充分考虑到这一点，可能会引发过度膨胀，甚至导致密封圈破裂或从密封槽中脱出，从而造成密封失效。相反，温度下降则会使气体收缩，密封圈的密封压力降低，同样可能引发泄漏问题。发明内容[0008] 本发明的目的在于针对以上现有技术的不足，提供一种液体化工管道绝缘接头，达到防止温度变化，而影响管道接头密封性的目的。[0009] 本发明所提供的一种液体化工管道绝缘接头，包括法兰接头和密封绝缘机构，所述的密封绝缘机构安装在两法兰接头之间；所述的法兰接头包括连接管和法兰盘，法兰盘与连接管同轴心线连接；其特征在于：所述的密封绝缘机构包括外绝缘密封圈、内绝缘密封圈、环形活塞、导向杆和恒力弹簧，外绝缘密封圈安装在两法兰盘之间，两端紧贴在法兰盘的端壁上；外绝缘密封圈的内环内安装有内绝缘密封圈，内绝缘密封圈的外壁紧贴在外绝缘密封圈的内环壁上，两端分别紧贴在大直径孔内端壁上；所述的法兰盘上设有环形空腔，环形空腔内侧壁上设有连通孔，连通孔与环形空腔相连通，内绝缘密封圈内部设有第一环形充气腔，内绝缘密封圈的两端壁上设有连通管，连通管插在连通孔内；所述的法兰盘的环形空腔的外端设有放置腔，环形空腔与放置腔通过第一导向通孔连通，环形空腔内安装有环形活塞，环形活塞与环形空腔滑动配合，环形活塞的外端与导向杆固定连接，导向杆的外端穿过第一导向通孔放置在放置腔内，导向杆的外端与连接板连接，所述的法兰盘的放置腔内安装有恒力弹簧，恒力弹簧的外端与连接板连接。[0010] 进一步的，所述的法兰盘的中心位置设有阶梯型通孔，连接管的管腔与法兰盘的阶梯型通孔相连通，阶梯型通孔朝向连接管位置为小直径孔，远离连接管位置为大直径孔，内绝缘密封圈两端分别安装在法兰盘阶梯型通孔的大直径孔内。[0011] 进一步的，所述的法兰盘上设有多个呈圆周形均匀分布的第一安装通孔，外绝缘密封圈上设有多个呈圆周形均匀分布的第二安装通孔，第二安装通孔与第一安装通孔相对应；两法兰盘的第一安装通孔和外绝缘密封圈的第二安装通孔内安装有绝缘套管，固定螺栓穿过绝缘套管，两端分别与六角螺母螺纹连接。[0012] 进一步的，所述的六角螺母与法兰盘之间安装有绝缘垫片。[0013] 进一步的，所述的内绝缘密封圈的外壁上设有进气孔，进气孔通过进气管与单向阀连接，内绝缘密封圈的外壁上设有排气孔，排气孔通过排气管与气体泄压阀连接。[0014] 进一步的，所述的外绝缘密封圈上设有两导气孔，两导气孔分别将外绝缘密封圈的内环和外环连通，进气管和排气管分别穿过对应的导气孔，与各自对应的单向阀和气体泄压阀连接。[0015] 进一步的，所述的连接板的上端与标尺杆连接，标尺杆的外端穿过第二导向通孔，标尺杆上设有长度尺寸刻度，放置腔的外壁上设有第二导向通孔与外界连通。[0016] 与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：[0017] 1、本发明具有外绝缘密封圈和内绝缘密封圈，外绝缘密封圈由高密度酚醛树脂和聚四氟乙烯制成，其主要起到绝缘作用；内绝缘密封圈由弹性和可塑性较好的材料制成，其第一环形充气腔内充有绝缘气体，主要能够起到密封作用，也能够提到一定的绝缘作用；从而使本发明的密封绝缘机构既能够保证绝缘效果，又能够保证密封效果；[0018] 2、本发明内绝缘密封圈第一环形充气腔内的气体温度升高时，气体推动环形活塞的压力变大，当大于恒力弹簧的拉力时，向外推动环形活塞，使法兰盘环形空腔容纳气体的体积变大，气体的压强逐渐减。敝梁懔Φ刹睦τ肫逋贫沸位钊难沽υ俅涡纬善胶猓坏蹦诰得芊馊Φ谝换沸纬淦荒诘钠逦露冉褪，气体推动环形活塞的压力变。懔Φ上蚰诙送贫沸位钊，使法兰盘环形空腔容纳气体的体积变。宓难骨恐鸾ケ浯，直至恒力弹簧产生的拉力与气体推动环形活塞的压力再次形成平衡；由于恒力弹簧产生的拉力恒定，因此，再次形成平衡后的气体的压强也不变，其对内绝缘密封圈产生的压力也不变，使内绝缘密封圈不会因温度的变化而过度膨胀或收缩。附图说明[0019] 图1是实施例1的结构示意图；[0020] 图2是实施例1的主视图；[0021] 图3是实施例1的左视图；[0022] 图4是图3中A?A部分的剖视图；[0023] 图5是实施例1的内部结构示意图；[0024] 图6是图5中B部分的局部放大图；[0025] 图7是实施例2的左视图；[0026] 图8是图7中C?C部分的剖视图；[0027] 图9是图8中D部分的局部放大图；[0028] 图10是实施例2的内部结构示意图；[0029] 1.法兰接头、11.法兰盘、12.连接管、13.固定螺栓、14.六角螺母、15.绝缘垫片、16.绝缘套管、2.密封绝缘机构、21.外绝缘密封圈、22.内绝缘密封圈、221.进气管、222.单向阀、223.排气管、224.气体泄压阀、23.标尺杆、24.连接板、25.导向杆、26.恒力弹簧、27.环形活塞、28.连通管、29.充气环、291.连接柱。具体实施方式[0030] 下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进一步说明。[0031] 如图1 图3所示，本发明包括法兰接头1和密封绝缘机构2。~[0032] 所述的密封绝缘机构2安装在两法兰接头1之间。[0033] 所述的法兰接头1包括连接管12和法兰盘11，法兰盘11与连接管12同轴心线固定连接，法兰盘11的中心位置设有阶梯型通孔，连接管12的管腔与法兰盘11的阶梯型通孔相连通，阶梯型通孔朝向连接管12位置为小直径孔，远离连接管12位置为大直径孔，法兰盘11上设有多个呈圆周形均匀分布的第一安装通孔。[0034] 所述的密封绝缘机构2包括外绝缘密封圈21、内绝缘密封圈22、环形活塞27、导向杆25和恒力弹簧26。[0035] 所述的外绝缘密封圈21由高密度酚醛树脂和聚四氟乙烯制成，其主要起到绝缘作用，外绝缘密封圈21安装在两法兰盘11之间，两端紧贴在法兰盘11的端壁上，外绝缘密封圈21上设有多个呈圆周形均匀分布的第二安装通孔，第二安装通孔与第一安装通孔相对应。[0036] 如图4所示，所述的两法兰盘11的第一安装通孔和外绝缘密封圈21的第二安装通孔内安装有绝缘套管16，固定螺栓13穿过绝缘套管16，两端分别与六角螺母14螺纹连接，通过旋紧六角螺母14，能够将两法兰接头1和密封绝缘机构2紧密连接在一起。[0037] 所述的六角螺母14与法兰盘11之间安装有绝缘垫片15。[0038] 所述的绝缘套管16和绝缘垫片15均由绝缘材料制成，本实施例中，所述的绝缘套管16由四氟乙烯材料制成，绝缘垫片15由高密度酚醛树脂制成。[0039] 优化方案中，所述的外绝缘密封圈21上设有通孔，通孔内安装有绝缘电阻。[0040] 所述的外绝缘密封圈21的内环内安装有内绝缘密封圈22，内绝缘密封圈22的外壁紧贴在外绝缘密封圈21的内环壁上，两端分别安装在法兰盘11阶梯型通孔的大直径孔内，并紧贴在大直径孔内端壁上。[0041] 如图5所示，所述的法兰盘11的阶梯型通孔的外侧设有环形空腔，环形空腔与阶梯型通孔同轴心线布置，环形空腔内侧壁上设有多个呈圆周形均匀分布的连通孔，连通孔与环形空腔相连通，内绝缘密封圈22内部设有第一环形充气腔，内绝缘密封圈22的两端壁上设有多个呈圆周形均匀分布的连通管28，连通管28的管腔与第一环形充气腔相连通，连通管28插在连通孔内，使环形空腔与第一环形充气腔连通孔。[0042] 所述的内绝缘密封圈22由弹性和可塑性较好的材料制成。[0043] 如图6所示，所述的内绝缘密封圈22的外壁上设有进气孔，进气孔通过进气管221与单向阀222连接，使气体只能通过单向阀222和进气管221进入内绝缘密封圈22的第一环形充气腔，而不能反向排出，内绝缘密封圈22的外壁上设有排气孔，排气孔通过排气管223与气体泄压阀224连接，当第一环形充气腔内的气体达到一定压力时，气体能够通孔气体泄压阀224排出，防止内绝缘密封圈22过度充气膨胀爆炸。[0044] 优化方案中，所述的外绝缘密封圈21上设有两导气孔，两导气孔分别将外绝缘密封圈21的内环和外环连通，进气管221和排气管223分别穿过对应的导气孔，与各自对应的单向阀222和气体泄压阀224连接。[0045] 所述的法兰盘11的环形空腔的外端设有多个呈圆周形均匀分布的L型放置腔，环形空腔与L型放置腔通过第一导向通孔连通，L型放置腔的外壁上设有第二导向通孔与外界连通，环形空腔内安装有环形活塞27，环形活塞27与环形空腔滑动配合，环形活塞27的外壁紧贴在环形空腔的内壁上，环形活塞27的外端与多个导向杆25固定连接，导向杆25与第一导向通孔相对应，导向杆25的外端穿过第一导向通孔放置在L型放置腔内，导向杆25的外端与连接板24的下端固定连接，连接板24的上端与标尺杆23连接，标尺杆23的外端穿过第二导向通孔，标尺杆23上设有长度尺寸刻度，通过观察标尺杆23上的尺寸刻度，能过检测到环形活塞27的运动距离。[0046] 所述的法兰盘11的L型放置腔内安装有连接轴，恒力弹簧26的内端安装有套筒，套筒套在连接轴上，与连接轴转动连接，恒力弹簧26的外端与连接板24固定连接，恒力弹簧26的外端在运动过程中与导向杆25保持水平。[0047] 操作流程如下：使用本发明时，通过进气管221向内绝缘密封圈22的第一环形充气腔充入绝缘性能较好气体，内绝缘密封圈22在气体的作用下膨胀，分别紧贴在法兰盘11和外绝缘密封圈21上，气体通过连通管28进入环形空腔，当气体的推动环形活塞27的压力大于恒力弹簧26的拉力时，推动环形活塞27向外侧运动，当环形活塞27运动到环形空腔中间位置时，停止充气；停止充气后，恒力弹簧26产生的拉力与气体推动环形活塞27的压力形成平衡，环形活塞27停止运动。当内绝缘密封圈22的第一环形充气腔内的气体温度升高时，气体推动环形活塞27的压力变大，能够继续向外推动环形活塞27，使法兰盘11环形空腔容纳气体的体积变大，气体的压强逐渐减。敝梁懔Φ26产生的拉力与气体推动环形活塞27的压力再次形成平衡；当内绝缘密封圈22的第一环形充气腔内的气体温度将低时，气体推动环形活塞27的压力变。懔Φ26向内端推动环形活塞27，使法兰盘11环形空腔中的部分气体充入到内绝缘密封圈22的第一环形充气腔内，使法兰盘11环形空腔容纳气体的体积变。宓难骨恐鸾ケ浯，直至恒力弹簧26产生的拉力与气体推动环形活塞27的压力再次形成平衡；由于恒力弹簧26产生的拉力恒定，因此，再次形成平衡后的气体的压强也不变，其对内绝缘密封圈22产生的压力也不变。[0048] 如图7 图10所示，实施例2中，所述的内绝缘密封圈22的外壁上固定安装有两个充~气环29，两充气环29对称布置在内绝缘密封圈22的外壁上，且两充气环29之间设有空隙，充气环29设有第二环形充气腔，内绝缘密封圈22的第一环形充气腔与充气环29的第二环形充气腔相连通。[0049] 所述的外绝缘密封圈21的内圈上设有两开口的环形槽，两充气环29分别放置在对应的环形槽内。[0050] 所述的充气环29的第二环形充气腔内设有多个连接柱291，连接柱291的两端分别与充气环29的内侧壁连接，连接柱291上设有通孔，连接柱291上的通孔与外绝缘密封圈21的第二安装通孔相对应，绝缘套管16穿过连接柱291上的通孔。[0051] 所述的充气环29由弹性和可塑性较好的材料制成。[0052] 当向内绝缘密封圈22的第一环形充气腔内充入绝缘气体后，一部分绝缘气体进入到充气环29的第二环形充气腔内，使充气环29的外壁紧贴在外绝缘密封圈21环形槽的内壁上。当外绝缘密封圈21受到温度升高而产生膨胀时，外绝缘密封圈21会挤压其环形槽内部的充气环29，从而释放一部分因膨胀而产生的力，防止外绝缘密封圈21过度膨胀而变形。当外绝缘密封圈21受到温度降低而产生收缩时，其内部的充气环29能够阻挡外绝缘密封圈21过度收缩。[0053] 需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

专利地区：山东

专利申请日期：2024-09-23

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118836320B