РАЗЪЕМНЫЙ ФЛАНЕЦ

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности, к средствам соединения трубопроводов, снабженных на концах буртами, и может быть использована в машиностроении, судостроении, газовой промышленности, криогенной технике и в других областях, где используются трубопроводная арматура и ее соединение.
Известен фланец для труб, снабженных на концах буртами, по патенту RU 2252357 C1, содержащий две взаимозаменяемые шайбы с центральными отверстиями и периферийными отверстиями под стяжные болты, в котором каждая шайба фланца содержит радиально вырезанный участок по параллельным касательным к центральному внутреннему отверстию и имеет с противоположной стороны выреза утолщение в виде вырезанного участка шайбы, повернутого на 180°. Недостатком такого фланца является необходимость выполнения условия соотношения внутреннего и наружного диаметров, при котором оставшиеся после выреза части шайбы не вырождаются в тонкие и острые концы. Наружный диаметр должен быть значительно больше внутреннего, что ограничивает применимость на трубопроводах больших диаметров. Второе ограничение заключается в том, что наружный диаметр буртика трубопровода никак не фиксируется (посадка фланца по двум поверхностям), и на резиновых трубопроводах это приведет к постепенной деформации буртика и ослаблению затяжки в процессе эксплуатации трубопровода.
Наиболее близким к настоящей полезной модели является разъемный фланец, выпускаемый компанией Зибо Танглиан (http://inge.ru/product.php?id=51). Известный фланец содержит два одинаковых полуфланца, развернутых один относительно другого на угол 180° с образованием кольца с центральным отверстием и расположенными равномерно по окружности периферийными отверстиями под крепежные элементы. При этом с каждой из сторон фланца один из концов каждого полуфланца перекрыт концом другого полуфланца, так что полуфланцы контактируют между собой по плоскости, параллельной основанию кольца. Полуфланцы представляют собой два литых полукольца с отверстиями под крепежные элементы и дополнительными отверстиями под болты, скрепляющие полуфланцы между собой. При монтаже такого фланца на трубопроводе необходимо выполнить операцию скрепления полуфланцев между собой, которая требует применения дополнительных крепежных элементов (болтов) и специального инструмента. Также существует необходимость выполнения в литых полукольцах дополнительных отверстий под болты, скрепляющие полуфланцы между собой, что повышает трудоемкость изготовления.
Задачей полезной модели является разработка фланца для трубопроводов, снабженных на концах буртами, имеющего простую конструкцию и обеспечивающего удобство его монтажа-демонтажа на трубопроводе, а также минимальные трудоемкость изготовления и себестоимость.
Указанная задача решается в разъемном фланце, содержащем два одинаковых полуфланца, развернутых один относительно другого на угол 180° с образованием кольца с центральным отверстием и расположенными равномерно по окружности периферийными отверстиями под крепежные элементы, при этом с каждой из сторон фланца один из концов каждого полуфланца перекрыт концом другого полуфланца, так что полуфланцы контактируют между собой по плоскости, параллельной основанию кольца. Согласно полезной модели каждый из полуфланцев состоит из двух сваренных между собой полуколец с отверстиями под крепежные элементы, при этом указанные полукольца имеют одинаковый наружный диаметр, выровнены по этому наружному диаметру и сдвинуты в окружном направлении одно относительно другого на угол, равный угловому расстоянию между смежными отверстиями под крепежные элементы.
Вследствие того, что полукольца, образующие каждый из полуфланцев, сдвинуты в окружном направлении на угол, равный угловому расстоянию между смежными отверстиями под крепежные элементы, в местах перекрытия концов полуфланцев отверстия под крепежные элементы оказываются совмещенными. В результате отсутствует необходимость в использовании дополнительных средств взаимного крепления полуфланцев, поскольку они скрепляются посредством крепежных элементов, вставленных в совмещенные отверстия полуфланцев и присоединяющих фланец к ответному фланцу присоединяемого оборудования.
Два полукольца, образующие полуфланец, могут иметь разные внутренние диаметры. Это позволяет получить ступенчатый профиль сечения фланца, обеспечивая возможность его посадки на буртик трубопровода по трем поверхностям.
При этом отверстия в полукольце с большим внутренним диаметром могут быть выполнены с пазами, открытыми в сторону центра полукольца. Это позволяет располагать крепежные отверстия в непосредственной близости к наружному диаметру буртика трубопровода (нет прорыва отверстия на внутренний диаметр полукольца с образованием острых кромок, что имеет значение на резиновых трубопроводах), тем самым улучшив распределение прижимного усилия на буртик трубопровода.
В полукольце с большим внутренним диаметром могут быть выполнены дополнительные отверстия для сварки полуколец между собой.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан фланец согласно полезной модели, вид в плане;
на фиг. 2 отдельно показан один полуфланец, вид в плане;
на фиг. 3 - разрез по линии Б-Б на фиг. 2;
на фиг. 4 - разрез по линии Α-A на фиг. 1;
на фиг. 5 показан полуфланец с пространственным разделением образующих его полуколец, вид в перспективе.
Как показано на фиг. 1, 4, фланец 1 согласно полезной модели представляет собой кольцо с центральным отверстием 2 и с равномерно расположенными по окружности периферийными отверстиями 3 под крепежные элементы. Фланец 1 образован двумя одинаковыми полуфланцами 4 и 5, развернутыми один относительно другого на угол 180°.
Каждый из полуфланцев 4, 5 состоит из двух сваренных между собой полуколец 6 и 7 с отверстиями 3 под крепежные элементы (фиг. 2, 5). Полукольца 6 и 7 имеют одинаковый наружный диаметр, выровнены по этому наружному диаметру и сдвинуты в окружном направлении одно относительно другого на угол α (фиг. 2), равный угловому расстоянию между смежными отверстиями 3 под крепежные элементы. Полукольца 6 и 7 могут иметь разные внутренние диаметры. Так полукольцо 7 в рассматриваемом варианте выполнения имеет внутренний диаметр больше, чем внутренний диаметр полукольца 6. Это позволяет получить ступенчатый профиль сечения фланца 1, обеспечивая возможность его посадки на буртик трубопровода по трем поверхностям 8, 9 и 10 (фиг. 3).
С каждой из сторон фланца 1 один из концов каждого полуфланца 4, 5 перекрыт концом другого полуфланца 5, 4, соответственно, так что полуфланцы 4 и 5 контактируют между собой по плоскости, параллельной основанию кольца.
Отверстия 3 в полукольце 7 могут быть выполнены с пазами 11 (фиг. 2), открытыми в сторону центра полукольца. Такое выполнение отверстий 3 в полукольце 7 позволяет максимально приблизить крепежные отверстия к наружному диаметру буртика трубопровода, а также снизить трудоемкость изготовления.
Для сварки полуколец между собой в полукольце 7 могут быть выполнены дополнительные отверстия 12.
Монтаж фланца 1 на трубопроводе осуществляют следующим образом. Два полуфланца 4, 5 сажают на бурт трубопровода так, чтобы они были развернуты на угол 180° один относительно другого с образованием кольца с центральным отверстием 2, через которое проходит трубопровод. При этом с каждой из сторон фланца 1 один из концов одного полуфланца 4 или 5 перекрыт концом другого полуфланца 5 или 4 так, чтобы полуфланцы 4 и 5 контактировали между собой по плоскости, параллельной основанию кольца. При этом отверстия 3 под крепежные элементы на перекрывающихся концах полуфланцев совмещаются друг с другом, и в них вставляют два крепежных элемента, одновременно фиксирующих полуфланцы 4, 5 между собой и притягивающих фланец 1 в к ответному фланцу присоединяемого оборудования. Затем вставляют крепежные элементы в остальные отверстия 3 и осуществляют окончательное крепление трубопровода.
При эксплуатации фланца его части воспринимают преимущественно сжимающие усилия, а основную нагрузку на растяжение воспринимает крепежные элементы, посредством которого фланец присоединен к ответному оборудованию.
Так как конструкция воспринимает только сжимающие нагрузки в осевом направлении, то сварное соединение оказывается практически не нагруженным и является малоответственным. Поскольку сварные швы расположены в углублениях (отверстиях 12), отсутствует необходимость их зачистки.
Заготовки для изготовления фланца (полукольца 6, 7) получают, например, методом плазменной резки, в том числе и отверстия. Таким образом, получение заготовок ограничивается только заготовительной операцией, и исключаются операции механической обработки. Необходимо лишь удаление заусенцев и острых кромок, например абразивным способом.
Полезная модель может использоваться в самых различных областях техники для соединения трубопроводов, упрощая технологию монтажа-демонтажа разъемного фланца на трубопроводе за счет отсутствия необходимости дополнительного скрепления полуфланцев.