[0001] 本发明涉及高温法兰的泄漏保护及检测领域，具体涉及一种高温法兰的泄漏保护及监测系统。

[0002] 法兰密封结构因其易拆装的优点被广泛的应用于石油化工。据统计一个大型石油化工厂中年产30万亿吨乙烯的五套主要装置、六套配套装置和七个辅助车间的静密封点数以万计。要对全厂区的重点部位法兰进行泄漏的保护和监测靠人力和增强巡逻是不合适的。由于化工厂处理的很多流体是易燃、易爆、有毒或腐蚀性的工作介质，而且通常有压力和温度，一旦发生泄漏将引起物质流失和能量损耗，造成环境污染，生产不能正常进行，增加非计划维修和停工，甚至危及人体健康与生命安全等后果。传统的法兰连接系统中螺栓受到的是拉伸载荷，而在高温条件下螺栓会产生应力松弛效应。传统的螺栓连接在高温、高压、震动等复杂的工况下很容易发生松动或预紧力不足而发生泄漏，且传统的法兰连接结构在泄漏发生以后很难进行监测和预警。故而对全厂区范围内的重点部位法兰进行泄漏的保护和预警是今后密封发展的一个方向。

[0003] 针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高温法兰的泄漏保护及监测系统，该系统能够应用于高温、高压、震动等复杂工况，长期保持良好的密封性，有效的防止法兰的泄漏，能够对全厂区重点部位的法兰进行实时的泄漏情况监测，在泄漏发生以后有预警装置预警。

[0004] 为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种高温法兰的泄漏保护及监测系统，其特征在于：它包括若干套法兰密封系统、若干套泄漏保护系统和一套泄漏监测系统；
所述法兰密封系统主要由一对金属卡箍构成，所述金属卡箍为半圆环形，其内侧开设有截面为矩形的凹槽，所述一对金属卡箍相互配合将法兰的边缘密封卡住；所述法兰的上法兰盘和下法兰盘的表面周向分布有一圈定深盲孔，所述一对金属卡箍上设有与定深盲孔相对应的螺栓孔，螺栓孔内拧有定深螺栓，定深螺栓端头抵紧定深盲孔底部；所述金属卡箍内侧凹槽底部设有两个周向布置的矩形截面槽，一对金属卡箍内侧凹槽底部两个矩形截面槽内均设有O型密封圈，两个O型密封圈分别与上法兰盘和下法兰盘的外侧面挤压密封接触；所述金属卡箍两端的外侧均设有连接板，连接板上开设有螺栓孔，一对金属卡箍之间通过连接板和连接螺栓固定连接；所述金属卡箍两端的端面上分别设有相互匹配的凹槽和凸起，所述凹槽和凸起轴向分布，凹槽和凸起之间还设有条形垫；
所述泄漏保护系统包括缓冲罐和泄漏介质处理箱，缓冲罐和泄漏介质处理箱之间通过泄放通道连通连接；泄放通道上设有球形阀，缓冲罐上设有压力表；所述缓冲罐通过泄漏介质排放通道与法兰密封系统中的一个金属卡箍连通连接；
所述泄漏监测系统包括信号塔和中央控制室，信号塔上设有信号发射器，信号发射器与压力表连接；所述中央控制室包括信号接收器和计算机，所述信号接收器用于接收信号发射器发出的信号，并且将该信号传送给计算机。

[0005] 所述压力表上连接有一个报警装置。

[0006] 所述球形阀为电子开关球形阀，压力表为电子压力表，并且两者之间通过数据线或无线电连接。

[0007] 所述中央控制室还包括控制面板，所述控制面板用于显示管线上各法兰的状态，并且可以控制管线上阀门的开关。

[0008] 本发明所取得的有益效果为：1、本发明中的系统能够应用于高温、高压、震动等复杂工况，长期保持良好的密封性，有效的防止法兰的泄漏，能够对全厂区重点部位的法兰进行实时的泄漏情况监测，在泄漏发生以后有预警装置预警，以提示人员撤离，并有缓冲罐作为泄漏的缓冲为人员撤离争取时间，并有泄漏介质处理箱能够对泄漏的介质进行分类的集中处理，以避免泄漏的介质直接与外界接触而造成人员伤害或污染环境；
2、本发明中金属卡箍上用于预紧的定深螺栓受到压缩载荷而非传统的拉伸载荷，而一般高温螺栓在压缩条件下的松弛量小于拉伸条件下的松弛量，与传统法兰密封结构相比提高了螺栓的使用寿命；
3、本发明中法兰的螺栓定位孔定深盲孔，未开通孔，增强了法兰的强度和刚度，并可采用大直径螺栓连接，这样可使螺栓承载力降低的同时，增加垫片压紧力，保证其连接紧密性；
4、本发明中的金属卡箍内侧安装有作为第二重密封的O型密封圈，二级密封结构使法兰的密封效果更好，减少非计划的维修与停工次数；
5.本发明中的预警装置可以快速准确的对泄漏做出反应，能够及时的预警以提示人员撤离；
6.本发明中的控制面板能够准确的知道发生泄漏的法兰所处位置，并能够通过控制开关来防止泄漏的进一步发生；计算机可以在泄漏发生后给出法兰密封系统的泄漏率；中央控制室可以同时对全厂区重点部位的法兰进行泄漏保护和监测预警。
附图说明

[0009] 图1为本发明的整体结构示意图。

[0010] 图2为本发明中法兰部分的俯视示意图。

[0011] 图3为本发明中法兰密封系统结构示意图（即截面示意图）。

[0012] 图中：1—连接板、2—金属卡箍、3—定深螺栓、4—防松垫片、5—上法兰盘、6—O型密封圈、7—矩形截面槽、8—泄漏介质排放通道、9—缓冲罐、10—压力表、11—报警装置、12—球形阀、13—垫片、14—下法兰盘、15—条形垫、16—连接螺栓、17—泄放通道、18—泄漏介质处理箱、19—信号塔、20—信号发射器、21—数据传输线或物联网、22—信号接收器、
23—计算机、24—控制面板、25—定深盲孔。

[0013] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步的说明（如图1-3所示）。

[0014] 一种高温法兰的泄漏保护及监测系统，它包括若干套法兰密封系统、若干套泄漏保护系统和一套泄漏监测系统（所述“若干套”根据需要监测的法兰个数确定，法兰密封系统和泄漏保护系统应与需要监测的法兰一比一）；所述法兰密封系统主要由一对金属卡箍2构成，所述金属卡箍2为半圆环形，其内侧开设有截面为矩形的凹槽（即金属卡箍2截面为“［”型），所述一对金属卡箍2相互配合将法兰（所述法兰由上法兰盘5、下法兰盘14以及垫片13组成）的边缘密封卡住（即将法兰的边缘完整的密封包裹住）；所述法兰的上法兰盘5和下法兰盘14的表面（即上法兰盘5的上表面、下法兰盘14的下表面）周向分布有一圈定深盲孔25，所述一对金属卡箍2上设有与定深盲孔25相对应的螺栓孔（即数量、位置、大小相对应），螺栓孔内拧有定深螺栓3（定深螺栓3与金属卡箍2之间设有防松垫片4），定深螺栓3端头抵紧定深盲孔25底部（所述的上法兰盘5与下法兰盘14的法兰盘表面加工有定深盲孔25，在金属卡箍2卡紧上法兰盘5与下法兰盘14后通过定深螺栓3来为垫片13提供预紧力，形成第一级密封）；所述金属卡箍2内侧凹槽底部设有两个周向布置的矩形截面槽7，一对金属卡箍2内侧凹槽底部两个矩形截面槽7内均设有O型密封圈6，两个O型密封圈6分别与上法兰盘5和下法兰盘14的外侧面挤压密封接触（所述金属卡箍2内侧安装有O型密封圈6在安装完成后挤压上法兰盘5与下法兰盘14的法兰盘外侧以形成第二级密封）；所述金属卡箍2两端的外侧均设有连接板1，连接板1上开设有螺栓孔，一对金属卡箍2之间通过连接板1和连接螺栓16固定连接；所述金属卡箍2两端的端面上分别设有相互匹配的凹槽和凸起，所述凹槽和凸起轴向分布，凹槽和凸起之间还设有条形垫15（即凹槽内设有条形垫15，用于密封）；
所述泄漏保护系统包括缓冲罐9和泄漏介质处理箱18，缓冲罐9和泄漏介质处理箱18之间通过泄放通道17连通连接；泄放通道17上设有球形阀12，缓冲罐9上设有压力表10；所述缓冲罐9通过泄漏介质排放通道8与法兰密封系统中的一个金属卡箍2连通连接（即泄漏介质通过泄漏介质排放通道8进入缓冲罐9，再通过泄放通道17进入泄漏介质处理箱18内）；
所述泄漏监测系统包括信号塔19和中央控制室，信号塔19上设有信号发射器20，信号发射器20与压力表10连接；所述中央控制室包括信号接收器22和计算机23，所述信号接收器22用于接收信号发射器20发出的信号，并且将该信号传送给计算机23。

[0015] 所述压力表10上连接有一个报警装置11。

[0016] 所述球形阀12为电子开关球形阀，压力表10为电子压力表，并且两者之间通过数据线或无线电连接。

[0017] 所述中央控制室还包括控制面板24，所述控制面板24用于显示管线上各法兰的状态，并且可以控制管线上阀门的开关。

[0018] 一种高温法兰的泄漏保护及监测系统的使用原理：1、压力表10将测得的压力经数据线或无线电的形式传递到报警装置11，当压力表10测得的缓冲罐9内的压力达到报警装置的预设值时，报警装置启动并响起警报声以通知人员撤离；
2、当压力表10测得的缓冲罐9内的压力达到预设泄放值时会触发球形阀12的开关打开，缓冲罐9内的泄漏介质经泄放通道17泄放到泄漏介质处理箱18以降低缓冲罐9内的压力；
3、压力表10将测得的压力值用数据传输线传递到信号塔19；信号塔19将接收到的压力信号经信号发射器20以数据传输线或物联网21的形式传送到信号接收塔22；信号接收塔22在接收到信号后将信号传送到计算机23，计算机23对接收到的信号进行处理，并将数据处理后以泄漏率的形式显示到控制面板24上与法兰编号相对应的显示屏上。中央控制室内有工作人员，工作人员在发现有泄漏发生后，通过控制面板24上的开关来控制泄漏法兰上、下方管线上阀门的开闭来避免泄漏的进一步发生。

[0019] 以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。