老式Ⅰ型绝缘法兰的构成是在两片对焊平面法兰之间加装法兰绝缘垫片及在紧固连接螺栓上加装绝缘套与绝缘螺栓垫片组成。其结构组装图如图1所示，其法兰绝缘垫片材料选用耐油橡胶石棉板、氯丁橡胶板、织物基氯丁橡胶板和聚四氟乙烯等材料制造。绝缘螺栓套和螺栓绝缘垫片采用高强度的酚醛层压布板及压布管制作。其特点是：钢性好，绝缘性能稳定，需要有专门的安装位置专门安装，造价高。
人们对老式绝缘法兰的结构进行了适用型改进。在城市燃气输配工程中，针对城市燃气输配工程压力低（PN≤2.5MPa），管网压力PN≤0.4MPa的特点进行改进。在管网输配工程中运用钢制平面法兰代替对焊平面法兰，法兰绝缘垫片采用聚四氟乙烯、耐油橡胶石棉片、氯丁橡胶等材料制造，而将紧固螺栓的绝缘套及绝缘垫会二为一，且缩短绝缘套一半做成整体式高强度绝缘套垫。如图2，将穿套垫钢法兰的螺栓孔扩大至能穿绝缘套垫；从而保证套垫内孔径适合原钢法兰所用螺栓的要求，这样便制成了一种特殊作用的钢法兰，组装后便成了新型绝缘法兰。
绝缘法兰的工作原理是，利用绝缘法兰中的绝缘垫片及高强度绝缘套垫的电绝缘性能进行绝缘法兰两边的电绝缘进行工作的。