【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压力管道及压力容器，尤其涉及公称压力class4500(76mpa)及以下法兰连接用密封垫片——透镜垫。
技术介绍
1、透镜垫的密封面是一个球面，与法兰接触是一个线密封，且接触线靠近法兰内壁，能达到很好的密封效果，尤其适用于高温、高压的系统，在尿素等装置的某些高压系统中被工艺包厂商指定采用。透镜垫设计方法的突破能实现在bdo(1，4丁二醇)等装置中采用的进口高压卡兰的替代。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出一种超高压金属透镜垫，通过限定透镜垫高度h与环宽a的比值，将复杂的力学问题简化，不再需要复杂的力学分析及计算，为高压及超高压法兰接头密封用透镜垫的设计提供了工程化的设计方法。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种超高压金属透镜垫，包括环形的垫片本体，所述垫片本体具有与管道端部的法兰相接触的密封面，所述密封面为球形密封面，所述垫片本体的高度h与环宽a之比不超过第一预设值，所述第一预设值的取值包括1.5。
4、进一步地，所述垫片本体的环截面应力sg与法兰配套的螺栓安装应力sb之间的关系包括：
5、sbab＝sgag
6、其中，ab为螺栓根径总面积，ag为垫片本体的环截面面积；即垫片本体的环截面应力sg与螺栓根径总面积ab成正比，而与垫片本体的环截面面积ag成反比。
7、进一步地，所述螺栓根径总面积ab与垫片本体的环截面面积ag之比不超过第二预设值，所述第二预设值的取值包括1
8、进一步地，所述螺栓根径总面积的取值范围包括：
9、ab≥pcar/7000
10、其中，pc为压力额定值数值，ar是直径为突面法兰突台外径r的圆面积。
11、进一步地，对于class4500即76mpa压力的法兰，压力额定值数值pc＝4500。
12、进一步地，所述垫片本体的高度h的取值范围包括：
13、
14、其中，rg为垫片本体的球形密封面半径，d为垫片本体的外径。
15、进一步地，所述垫片本体的环宽a＝d/2-bg/2，其中，d为垫片本体的外径，bg为垫片本体的内径。
16、进一步地，所述透镜垫能够应用于高压法兰连接，其中高压包括大于等于10mpa且小于42mpa的压力。
17、进一步地，所述透镜垫能够应用于超高压法兰连接，其中超高压包括大于等于42mpa且小于76mpa的压力。
18、进一步地，当第一预设值按h≤1.5a进行取值时，对于不超过class4500即76mpa压力的透镜垫及法兰，设计透镜垫不需要考虑设计压力的影响。
19、本专利技术的有益效果在于：
20、本专利技术通过限定透镜垫高度h与环宽a的比值，将复杂的力学问题简化，不再需要复杂的力学分析及计算，为高压及超高压法兰接头密封用透镜垫的设计提供了工程化的设计方法，在尿素装置等高压设备及高压管道中具有广阔的应用前景，可实现国产替代进口，不受制于人。
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1.一种超高压金属透镜垫，包括环形的垫片本体，所述垫片本体具有与管道端部的法兰相接触的密封面，所述密封面为球形密封面，其特征在于：所述垫片本体的高度H与环宽A之比不超过第一预设值，所述第一预设值的取值包括1.5。
2.根据权利要求1所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，所述垫片本体的环截面应力Sg与法兰配套的螺栓安装应力Sb之间的关系包括：
3.根据权利要求2所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，所述螺栓根径总面积Ab与垫片本体的环截面面积Ag之比不超过第二预设值，所述第二预设值的取值包括1.5。
4.根据权利要求3所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，所述螺栓根径总面积的取值范围包括：
5.根据权利要求4所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，对于Class4500即76MPa压力的法兰，压力额定值数值Pc＝4500。
6.根据权利要求1所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，所述垫片本体的高度H的取值范围包括：
7.根据权利要求1所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，所述垫片本体的环宽A＝D/2-
8.根据权利要求1所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，所述透镜垫能够应用于高压法兰连接，其中高压包括大于等于10MPa且小于42MPa的压力。
9.根据权利要求1所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，所述透镜垫能够应用于超高压法兰连接，其中超高压包括大于等于42MPa且小于76MPa的压力。
10.根据权利要求1所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，当第一预设值按H≤1.5A进行取值时，对于不超过Class4500即76MPa压力的透镜垫及法兰，设计透镜垫不需要考虑设计压力的影响。
...【技术特征摘要】
1.一种超高压金属透镜垫，包括环形的垫片本体，所述垫片本体具有与管道端部的法兰相接触的密封面，所述密封面为球形密封面，其特征在于：所述垫片本体的高度h与环宽a之比不超过第一预设值，所述第一预设值的取值包括1.5。
2.根据权利要求1所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，所述垫片本体的环截面应力sg与法兰配套的螺栓安装应力sb之间的关系包括：
3.根据权利要求2所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，所述螺栓根径总面积ab与垫片本体的环截面面积ag之比不超过第二预设值，所述第二预设值的取值包括1.5。
4.根据权利要求3所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，所述螺栓根径总面积的取值范围包括：
5.根据权利要求4所述的一种超高压金属透镜垫，其特征在于，对于class4500即76mpa压力的法兰，压力额定值数值pc＝4500。
...【专利技术属性】
技术研发人员：庞冠，鲁韬，蒋飞，宋明昭，胡先林，
申请(专利权)人：中国成达工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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