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Selbstschliessender Verschluss eines Druckgefässes, insbesondere eines Umkehrkrümmers
Die Erfindung betrifft einen Verschluss für Druckgefäss, insbesondere für Umkehrkrümmer von Rohren, die wie bei Destillieröfen oder Spalt- öfen der Erdölindustrie, in Bohrungen eines dickwandigen IKrülmmergehäuses eingewalzt sind und in Zeitabständen nach öffnen des Verschlusses gereinigt werden. Die Erfindung betrifft die wei- tere Ausgestaltung solcher Verschlüsse, bei welchen ein zum Gefässinneren, hin konisch erweiterter Stopfen an einem metallenen Dichtungsring anliegt, der sich an einer entfernbaren Anlegefläche und an der Gehäusewand abstützt.
Bei. einem bekannten Verschluss dieser Art liegt zwischen dem Konus des Stopfens und der Gehäusewandung ein den konischen Ringspalt ausfüllender konischer Dichtungsring, der sich mit seinem dickwandigen Ende an der Anlagefläche eines aus der Verschlussöffnung heraus entfernbaren Ringes abstützt. Durch den Axialdruck des Stopfens wird der Dichtungsring elastisch gespreizt und presst sich an die Gehäusewand an, doch wird die angestrebte Wirkung durch die verhältnismässig geringe spezifische Anpressung nicht zufriedenstellend erreicht.
Bei Verwendung
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drücken sich die Dichtkanten in das Material ein und erzeugen bleibende Rillen, was nachteilig ist, wenn der Verschluss mehrmals geöffnet wird, da sich der Dichtungsring beim Anziehen des Stopfens kaum wieder in die gleichen kleinen Rillen einpasst.
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Bauart im wesentlichen dadurch, dass der Dichtungsring einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der Neigungswinkel des konischen Stopfens kleiner als 300 ist, so dass der Stopfen durch den auf ihn ausgeübten Druck und unter Berücksichtigung der Reibungsbeiwerte zwi-
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seits, den Dichtungsring nahezu selbsthemmend verspannt.
Dabei wird unter dem Neigungswinkel des konischen Stopfens der Winkel zwischen der Mantellinie des Kegels und der Kegelachse verstanden.
Durch den im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt des Dichtungsringes wird trotz der durch die Bemessung des Neigungswinkels des Konusses bedingten wesentlichen Erhöhung der spezifischen Anpressung die Rillenbildung vermieden. Auch bleibt der Reibungsschluss gegenüber der Gehäuse-
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der Axialkraft des Stopfens entlastet ist und verhältnismässig leicht ausgebildet werden kann. Die unmittelbar vor der Dichtstelle durch den Innendruck nicht übermässig beanspruchte Gehäu-
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besitztreserve, dass sie die vom Stopfen herrührende Auflistung mit Sicherheit übernehmen kann. Folglich besteht bei der Erfindung eine bessere Ausnutzung des bisher hohen Anteiles toten Materials an der Gehäusemündung, zugunsten einer leichteren Ausführungsform des Verschlusses.
Die Erzeugende des Konus kann eine gerade Linie sein, d. h. der Konus ein echter Konus sein. Der Konus kann aber auch zur Herabsetzung der Forderungen an die Herstellungpräzision ein angenäherter Konus sein, d. h. Idie Erzeugende kann eine schwach konkave oder schwach konvexe Li- nie sein.
Der in das Gehäusemundstück eingesetzte Ring kann zweckmässig bajonettartig leicht lösbar befestigt sein.
Bei einem Verschluss eines unter hoher Betriebstemperatur stehenden Druckgefässes bzw. Umkehrkrümmers stellt man zweckmässig den Dichtungsring aus austenitischem Material her, das gegen- über dem ferritischen Material der Gehäusewan- 'dung. und des Stopfens eine höhere Wärmedehn- zahl besitzt, so dass sich beim öffnen des Ver- schlosses in erkalteten Zustand des Gefässes bzw.
Krümmers der Dichtungsring leichter von der Gehäusewandung löst.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen Fig. 1 ausschnittsweise im Längsschnitt einen Umkehrkrümmer mit Rohranschluss und Verschluss, Fig. 2 eine Anordnung ähnlich Fig. 1, jedoch mit einem als Innensechskantmutter ausgebildeten Deckel, Fig. 3 eine Anordnung ähnlich Fig. 1, bei der jedoch der die Anlagefläche besitzende Ring zugleich der Deckel ist.
Ein als Umkehrkrümmer eines Destillierofens der Erdölindustrie dienendes Druckgefäss 1 be-
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sitzt eine'Öffnung 2, in die eine Ringnut 3 eingedreht ist. Die Ringnut wird für das Einwalzen eines in die Öffnung hineingesteckten, nicht gezeichneten Rohres benötigt. Das Einwalzwerkzeug wird durch eine gegenüberliegende Öffnung 4 hineingesteckt. Die Öffnung 4 besitzt einen be-
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Derselbe besteht aus einem Stopfen 5, dessen Teller ein zum Krümmerinneren hin dicker werdender Konus 6 ist. Die Erzeugende 6'des Konus ist in dem Beispiel eine gerade Linie. An dem Konus 6 schliesst sich einstückig ein im unteren Bereich als Vierkant ausgebildeter Schraubenschaft 7 an, dessen Gewindeteil abgesetzt ist.
Eine Mutter 8 liegt auf dem Deckel 9 auf, der mit balliger Unterfläche 10 in einer Eindrehung 11 des Gehäusemundstückes 12 ruht. Die den Schraubenschaft 7 aufnehmende Bohrung des Deckels 9 ist
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mit Abflachungen versehen. Auf dem Konus 6 liegt ein Dichtungsring 13, der einen ovalen Querschnitt besitzt, und der sich im Betriebszustand des Verschlusses an einer Anlagefläche 14 und an der Gehäusewandung 15 abstützt. Die Anlagefläche 14 ist die Unterfläche eines Ringes 16, der aussen die Verzahnung eines Bajonett- oder Renkverschlusses trägt, und dessen vorspringende Teile in einer Ringnut liegen, in deren obere Wand entsprechende Bajonett-Längsnuten 17 münden.
Zum Schliessen der Öffnung 4 wird der Stopfen 5 mit daraufgelegtem Dichtungsring 13 und Ring 16 in die Öffnung eingeführt. Alsdann wird der Ring aus dem Bereich der Längsnuten 17 heraus in die Arretierstellung verdreht. Nach Aufstecken des Deckels 9 auf den Schraubenschaft 7 wird die Mutter 8 aufgeschraubt und ange-
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gegen die Anlagefläche 14 und die Gehausewandung 15. Der Vierkant am Schraubenschaft 7 verhindert ein Mitdrehen des Konus beim Anziehen der Mutter. Der Deckel 9 erhält für den gleichen Zweck eine nicht-gezeichnete Verdrehsiche- rung gegenüber dem Gehäusemundstück 12. Der Schraubenschaft 7 kann an Stelle eines Vierkan-
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de Abflachungen besitzen. Darüber hinaus sind weitere Arten von solchen an sich bekannten Verdrehsicherungen mitunter ausführungstechnisch vorteilhafter.
In diesem Zustand ist der Verschluss vorgespannt. Besteht nun ein Innendruck des Gefässes bzw. Krümmers, so versucht derselbe, den Stopfen 5 aus der Öffnung 4 herauszuschieben. Jene durch den Innendruck erzeugte Axialkraft des Stopfens wirkt sich in einer weiteren Verspan- nung des Dichtungsringes 13 aus. Durch den Konus 6 wird derselbe gedehnt und fester gegen die Gehäusewandung 15 angedrückt. Hiedurch setzt der Dichtungsring 13 der versuchten Aufwärtsbewegung des Stopfens den Reibungswiderstand
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kraft des Stopfens 5 aufzunehmen braucht.
Folglich kann die Dicke des Ringes 16 und dessen Aussendurchmesser verhältnismässig klein gehalten werden, wodurch der Ring und damit auch das Gehäusemundstück 12 leicht werden. Die im Bereich der Gehäusewandung 15 liegende Wandstärke ist von Natur aus so gross, dass sie bequem die zusätzliche Belastung durch den Dichtungs-
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kannten Art stets spangebend bearbeitet und ist daher besonders dick.
Das Lösen des Verschlusses erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Sollte der Stopfen 5 fest-
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auf denSchraubenschaft 7, um dessen Klemmung zu lösen. Der Dichtungsring 13 bliebe dann allerdlug, festgeklemmt ; man wird ihn unter Umständen mit einer Abziehvorrichtung aus dem Gehäuse- mundstück herausziehen müssen. Besteht jedoch der Dichtungsring 13 aus austenitischem Material,
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tischem Material bestehenden Gehäuses und des Verschlusses stärker als jene Teile. Der Dichtungsring lässt sich dadurch leichter herausziehen. Es
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auf den Stopfen festschrumpft, da er in unver- ändeter Lage zum Stopfen wieder eingebaut werden kann.
Für die Erfindung ist wesentlich, dass der Winkel der Erzeugenden 6'gegen die Vertikale nicht zu gross aber auch nicht zu klein ist. Es besteht ein Optimalwinkel im Zusammenhang mit den Abmessungen und der Querschnittsform des
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zeugenden 6'eine leichte Krümmung dergestalt, dass der Mantel des Konus leicht konkav ist.
In der Anordnung nach Fig, 2 ist in abgewandelter Ausführungsform der Deckel zugleich Mutter des Schraubenschaftes 19. Deren Unterfläche 20 ist in dem Beispiel ballig. Für das Anziehen dient ein Innensechskant 21. Ein solch vereinfachter und nur wenig aus der öff-
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3 entfallt dsr in Fig. l gezeigte Ring 16.
Der Deckel 22 ist bajonettartig im Gehäusemundstück 23 eingesetzt und übernimmt mit der Unterflä- ch 2 zugleich die Funktion des Ringes . Die
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nach Fig. 3 bs!. e-chnubt zu werden braucht. Alle Teile des Verschlusses bleiben während des Herausnehmens
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führens zusammengesteckt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird der Deckel 9 abgenommen,
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aus verdrehen zu können.
An Stelle des vollwandigen Deckels 22 kann eine Traverse verwendet werden, bei der zwei, drei oder mehr Arme strahlenförmig verlaufen.
Dann besteht allerdings keine ununterbrochene Anlagefläche 24 mehr. Dies ist unbedenklich, weil die Andrückkraft des Dichtungsringes 13 gegen die Anlagefläche infolge der Wirkung des erfindungsgemässen Verschlusses nicht wesentlich grö- sser als die von der Schraube herrührende Vorspannkraft ist.
Den Deckel als Traverse auszubilden, hat den Vorteil geringeren Gewichtes und günstigerer Aus bildung der Verdrehsicherung zwischen dem Konus und der Traverse einerseits und der Traverse und dem Gehäusemundstück anderseits. Auch der Deckel nach Fig. 1 kann eine Traverse sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbstschliessender Verschluss eines Druckgefässes, insbesondere eines Umkehrkrümmers für Rohre, dessen zum Gefässinneren hin konisch erweiterter Stopfen an einem metallenen Dichtungsring anliegt, der sich an einer entfernbaren Anlegefläche und an der Gehäusewand abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (13) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der Neigungswinkel des konischen Stopfens (6) kleiner als 30C ist, so, dass der Stopfen durch den auf ihn ausgeübten Druck und unter Berücksichtigung der Reibungsibeiwerte zwischen Stopfen und Dichtungsring einerseits, sowie zwischen Gehäusewand und Dichtungsring anderseits, den Dichtungsring nahezu selbsthemmend'verspannt.