CH171458A - Flanschverbindung, insbesondere für Hohlkörper, welche ein unter hoher Temperatur stehendes Druckmittel enthalten. - Google Patents

Description

      Flanschverbindung,    insbesondere für Hohlkörper, welche ein unter hoher  Temperatur stehendes Druckmittel enthalten.    Die Erfindung bezieht sich auf eine       Flanschverbindung,    insbesondere für Hohl  körper, welche ein unter hoher Temperatur       stehendes        Druckmittel    enthalten.  



  Bei normalen     Flanschverbindungen    schliesst  das     Bolzengewinde    höchstens unter Zwischen  lage von     Unterla.gscheiben        unmittelbar    an  die Auflageebene zwischen Bolzen, Mutter  und     Flanschebene    an. Bei raschem Anwär  men der     Flansehverbindung    durch das Druck  mittel werden durch die Rohre zunächst die  Flanschen erwärmt und erst     zuletzt    die Bol  zen.

   Es wird sich also während dem An  wärmen ein Zustand einstellen, bei dem die  Flanschen in Richtung der Längsachse sich  zufolge höherer     Erwärmung    bereits schon  mehr ausgedehnt haben als die Bolzen.     Bei          Leitungen,    welche nur ein Druckmittel ge  ringen Druckes und geringer Temperatur  führen,     genügt    die     Elastizität    solcher Bolzen,  um den beim Temperaturunterschied sich er  gebenden Dehnungsunterschied aufzunehmen.

    Handelt es sich aber um rasche Anwärmun-    gen und hohe Temperaturen, so werden die  Bolzen beim Anwärmen über die     Elastizitäts-          grenze        hinaus    beansprucht, so dass - nach  ,dem die     Temperaturverhältnisse    der Rohr  leitung,,der Flanschen und der Bolzen     ihren     Gleichgewichtszustand erreicht haben - die  Flanschen undicht werden, weil beim An  wärmen eine bleibende Formänderung der  Bolzen stattgefunden hat. Die Bolzen müssen  zur     Abdichtung    wieder angezogen werden.  Bei einem erneuten Anwärmen werden sie  wieder gestreckt, was bei     wiederholtem    An  -wärmen zu     vorzeitigen    Dauerbrüchen führt.

    Insbesondere tritt dieser Übelstand     ein    bei  Hochdruckleitungen., bei denen die Bolzen der  Flanschen besonders hoch vorgespannt wer  den müssen.  



  Durch die Erfindung werden diese Nach  teile dadurch vermieden, dass die die zwei  Flanschen zusammenziehenden Bolzen     in,der     Weise     verlängert    sind, dass das Mutter  gewinde in     achsialer        Richtung    von der Auf  lageebene der Druckstücke der Muttern ent-           fernt    ist und     dass    zufolge der elastischen       Deformationen    der verlängerten Bolzen und  der Druckstücke ,der Muttern der durch die       Temperaturunterschiede        beim    Anwärmen sich  ergebende Dehnungsunterschied     zwischen    Bol  zen und Flanschen in den Bolzen,

   den     Mut-          tern    und den     Druckstücken    der Muttern  keine bleibenden     Formveränderungen    ver  ursacht.  



  Zwei Beispiele des Erfindungsgegenstan  des sind auf der     Zeichnung    schematisch dar  gestellt.  



       Fig.    1     zeigt    eine     Flanschverbindung    für  Rohre mit normalen Schraubenmuttern und  zwischengeschalteten Rohrstücken;       Fig.    2     stellt    eine     Flanschverbindung    für  Rohre dar mit verlängerten     Muttern.     



  Die Rohre 1 und 2     (Fig.    1 und 2) sind  durch die Flanschen 3 und 4 mit     Hilfe    der  Bolzen 5 und der     Muttern    6     (Fig.    1)     bezw.    7       (Fig.    2) miteinander verbunden.  



  Gemäss der Erfindung sind die Bolzen 5  in der Weise verlängert, dass das Mutter  gewinde 8 in     achsialer    Richtung um die  Länge     h    von der     Auflageebene    11 der Druck  stücke 9     (Fig.    1)     bezw.    10     (Fig.    2) der       Muttern    5 und des Flansches 3 entfernt ist  und dass infolge der elastischen Dehnung  auf der Länge<B>13</B> der verlängerten Bol  zen 5 und auf der Länge<B>1,</B> der Druck  stücke 9     (Fig.    1)     bezw.    10     (Fig.    2) der       Muttern    6     (Fig.    1)

       bezw.    7     (Fig.    2) der  durch die Temperaturunterschiede beim An  wärmen sich ergebende     Dehnungsunterschied     zwischen Bolzen und Flanschen in den Bol  zen 5, den     Muttern    6     (Fig.    1)     bezw.    7     (Fig.    2)  und den Druckstücken 9     (Fig.    1)     bezw.    10       (Fig.    2) der     Muttern    6     (Fig.    1)     bezw.    7     (Fig.     2) keine bleibende     Formveränderung    ver  ursacht.  



  Wenn durch die vorerst noch nicht an  gewärmte     Rohrleitung    1, 2 ein Druckmittel  mit hoher     Temperatur    durchströmt, werden  zunächst die Rohre 1, 2, dann die Flanschen  3, 4 und zuletzt die Bolzen 5 und die     Mut-          tern    6     (Fig.    1)     bezw.    7     (Fig.    2) erwärmt.

    Da die     Flanschen    früher als die Bolzen er  wärmt werden, demnach beim Anwärmen    eine höhere Temperatur als die Bolzen auf  weisen, ergibt sich für die Flanschen auch  eine stärkere     Wärmedehnung.    Diese Wärme  dehnung     wird    durch die elastischen Deforma  tionen, welche sich durch .die Zugspannung  im Bolzen auf der Länge<B>13</B> und durch die  Druckspannung in den Druckstücken der.       Muttern    auf der Länge<B>1,</B> ergeben, wieder  ausgeglichen, so dass weder die Bolzen, noch  die Druckstücke der     Muttern    bleibenden       Formveränderungen    ausgesetzt sind.  



  Die Druckstücke     können,    wie in der  Zeichnung gezeigt, verschieden ausgeführt  werden. Es kann,     wie    in     Fig.    1, eine nor  male Mutter 6 verwendet werden, wobei zwi  schen der     Mutter    und dem Flansch ein als  Rohr. ausgebildetes     Druckstück    zwischen  geschaltet ist.

   Die in der Weise als Rohre  ausgebildeten Druckstücke können unmittel  bar in den Flansch 3     eingewindet    werden,  oder ,sie     können    auch lose über     die    Bolzen  geschoben, mit ihren     Stirnflächen    auf der  Auflagefläche 11 des Flansches 3     bezw.     auf der Auflagefläche der     Mutter    6 auf  liegen.  



  In     Fig.    2 sind die Mutter 7 und das       Druckstück    10 zu einem ganzen Stück mit  einander vereinigt, welches im Flansch 3  vertieft ist. Durch die     Vertiefung    14 er  gibt sich der Vorteil, dass die Länge<B>1"</B>  welche für den     Temperaturdehnungsunter-          schied    in Frage kommt, klein gehalten wird.

         Vorteilhafterweise    wird die     Vertiefung        im          Flansch3    so gross' gewählt, dass die Versenkung  grösser ist als das für die Temperaturaus  dehnung des Flansches in Betracht kommende       Mass        l,.    Zwischen den Auflageflächen des  Druckstückes 10 und des Flansches 11 kann  ausserdem noch ein wärmeisolierender Ring  12 eingelegt sein, welcher eine zu rasche  Ausdehnung des auf Druck     beanspruchten          Mutternschaftes    und     damit    einen Spannungs  anstieg vermeidet.

   Der Ansatz für den       Mutternschlüssel,    der als     Sechskant    13 aus  gebildet ist,     wird        vorteilhafterweise    am     Grund     der Mutter gleich über dem     Flansch    ange  ordnet, um beim Anziehen eine Verbiegung  der Bolzen 5 zu     vermeiden.              Vorteilhafterweise        wird    der Querschnitt  des Druckstückes 9     (Fig.    1)     bezw.    1,0     (Fig.    2)  der     Muttern    6     (F'ig.    1)

       bezw.    7     (Fig.    2)  ungefähr gleich gross gewählt wie der Quer  schnitt der Bolzen 5, um die elastischen De  formationen gleichmässig auf Druckstück und  Polzen zu verteilen.  



  Selbstverständlich können auch bei An  wendung von besonderen Druckstücken 9       (Fig.    1) in den Flanschen 3 Vertiefungen  vorgesehen werden, welche die für die     Tem-          peraturdehnung    massgebende Länge     h    ver  kleinern. Ebenso können auch wärme  isolierende Unterlagen     zwischen    das Druck  stück und die Auflagefläche des Flansches  eingefügt werden.  



  Die Bolzen     können    auch, anstatt unmittel  bar in den einen der Flanschen     eingewindet     zu sein, wie in der Zeichnung gezeigt, als  Schrauben mit Kopf ausgebildet, durch Boh  rungen der Flanschen gesteckt sein.  



       Flansehverbindungen    der beschriebenen  Art können     ebensowohl    wie für Rohrleitun  gen auch für andere     Maschinenelemente,    bei  spielsweise Deckel von Gefässen usw., ver  wendet werden. Ein besonderer     Vorteil    er  gibt sich bei der Anwendung solcher Flansch  verbindungen auf Rohrleitungen, welche     ein          Mittel    mit hohem Druck und hoher Tempe  ratur leiten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Flansehverbindung, insbesondere für Hohl körper, welche ein unter hoher Temperatur stehendes Druckmittel enthalten, dadurch ge kennzeichnet, dass die die zwei Flanschen zusammenziehenden Bolzen in der Weise verlängert sind,

   dass das Muttergewinde in aehsialer Richtung von der Auflageebene der Druckstücke der Muttern entfernt ist und dass zufolge der elastischen Deformationen der verlängerten Bolzen und der Druckstücke der Muttern der durch die Temperaturunter schiede beim Anwärmen sich ergebende Deh nungsunterschied zwischen Bolzen und Flan schen in ,den Bolzen; den Muttern und den Druckstücken der Muttern keine bleibenden Formveränderungen verursacht.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Flanschverbindung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck stücke der Muttern im Flansch vertieft sind. 2. Flanschverbindung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver tiefungen mindestens die Hälfte der Flanschdicke betragen.

   3. Flanschverbindung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Bolzen und Druckstücke :der Muttern. annähernd gleich grossen Querschnitt aufweisen, zum Zweck, die elastischen Deformationen auf Bolzen und Druckstücke der Muttern. gleichmässig zu verteilen. 4. Flanschverbindung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz für den Mutternschlüssel in unmittelbarer Nähe der Flanschen angeordnet ist, zum Zweck, beim Anziehen der Muttern Ver biegungen der Bolzen zu vermeiden.

   5. Flanschverbindung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen unmittelbar in die Flanschen eingewindet sind.