CH648388A5 - Sealing body on a shut-off member of a transport and storage container for chemical substances and process for producing it - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Dichtkörpers.

Derartige Dichtkörper werden insbesondere zum Abdichten der Zu- und Ableitungen sowie sonstiger Anschlüsse, die insbesondere mit Kugelhähnen verschlossen werden, eingesetzt. Derartige Dichtkörper sind besonderen Beanspruchungen ausgesetzt, die insbesondere in den gelagerten chemischen Stoffen und den mechanischen Beanspruchungen durch die Betätigung der Kugelhähne begründet sind. Eingesetzt werden verhärtende Stoffe für derartige Dichtungen, die in die vorgegebenen Hohlräume eingepresst sind und der Kugel der eingesetzten Hähne als Gleitfläche dienen.

Aufgrund der vorgegebenen Bedingungen weisen derartige Dichtkörper eine bestimmte Form und eine bestimmte Dicke auf. Sie müssen druckfest sein und zugleich ein Gleiten der Kugel möglichst ohne Auftreten eines Abriebes ermöglichen. Es hat sich nun gezeigt, dass die als selbstschmierend bekannten fluorhaltigen Polymere einen relativ hohen Abrieb aufweisen und nicht ausreichend druckfest sind. Die z.B. durch die Zugabe von Glasfasern mit einer höheren Druckfestigkeit ausgestatteten fluorhaltigen Polymere haben den grossen Nachteil, dass die Glasfasern im Rahmen des Abriebes die Wirkung des Hahns sehr stark beeinflussen. Es kommt somit bei den chemischen Verdünnungsmitteln nicht nur zu einer gewissen Verunreinigung des Stoffes, sondern gleichzeitig auch leicht zu einer Blockierung des Absperrhahnes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen zugleich druckfesten und gleitfähigen Dichtkörper sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen.

Die Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass auf den Grundkörper, der aus einem mit Füllstoff verstärktem fluorhaltigem Polymere besteht, eine dünne Schicht eines ungefüllten-fluorhaltigen Polymeres aufgebracht ist.

Durch die Füllung des fluorhaltigen Polymeres z.B. mit Glasfasern, wird dessen Druckfestigkeit durch die eintretende Faserverstärkung in vorteilhafter Weise verstärkt, so dass der Grundkörper des Dichtkörpers die geforderte Druckfestigkeit aufbringt. Gleichzeitig wird durch die höhere Festigkeit der Abrieb so weit reduziert, dass durch das Aufbringen einer dünnen Schicht aus ungefülltem fluorhaltigem Polymere das Abtrennen der Glasfasern sicher zu verhindern ist. Gleichzeitig bringt die Schicht die erforderliche Gleitfähigkeit, so dass überraschenderweise derartige Dichtkörper die gestellten Anforderungen ohne weitere zusätzliche Massnahmen erfüllen.

Als besonders geeignet und wirksam hat sich herausgestellt, der Schicht aus ungefüllten fluorhaltigem Polymere eine Dicke von 0,2 bis 1 mm zu geben. Bei dieser Dicke kommt der selbstschmierende Effekt des ungefüllten fluorhaltigen Polymeres zur Wirkung, ohne dass sich bereits die geringe Druckfestigkeit bemerkbar macht. Vielmehr erhält die Schicht noch eben die ausreichende Druckfestigkeit über den darunter liegenden ausgefüllten fluorhaltigem Polymere bestehenden Grundkörper.

Während die grösste Fläche des Dichtkörpers mit dem Behälter oder den sonstigen Teilen in Verbindung steht bzw. in diese eingepasst sind, ist nur eine relativ kleine Fläche der Kugel des Hahns ausgesetzt. Zur Versteifung des gesamten Körpers ist daher vorgesehen, dass nur die abgeschrägte Dichtfläche mit der Schicht versehen ist. Das für die Schmierung wichtige ungefüllte fluorhaltige Polymere ist also nur auf die besagte Dichtfläche aufgebracht, während die übrigen Flächen von dem gefüllten, insbesondere mit Glasfaser gefüllten Polymere dargestellt sind.

Eine ausreichende Druckfestigkeit bei gleichzeitiger hoher Zugfestigkeit ist für den Dichtkörper zu gewährleisten, wenn gemäss einer Ausführungsform der Erfindung der Grundkörper aus bis zu 25% mit Glasfasern gefülltem fluorhaltigem Polymere hergestellt ist. Eine Füllung des Polymeres in dieser Grössenordnung mit Glasfasern bringt annähernd eine Verdoppelung der Zugfestigkeit bei einer annähernden Verdreifachung des Elastizitätsmoduls, wobei die Schwindung wesentlich verringert und der Längenausdehnungskoeffizient dem von Metallen nahekommt.

Eine innige Verbindung des gefüllten und des ungefüllten fluorhaltigen Polymeres und damit ein den Forderungen genügender Dichtkörper wird gemäss der Erfindung hergestellt, indem das mit Glasfasern gefüllte Polymere und das reine Polymere nacheinander in die Form gefüllt, dort gemeinsam verdichtet und dabei einer Sinterung unterzogen werden. Das z.B. in Form von Pulver in die Form gefüllte fluorhaltige Polymere in gefüllter und ungefüllter Form wird im Rahmen dieses Verfahrens zu einem festen Körper bei einer unter der absoluten Schmelztemperatur betragenden Temperatur wirksam zusammengebacken. Besonders vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass die Füllung nicht geschmolzen wird, sondern dass nur ein teilweises Schmelzen niedrigschmelzender Teilkomponenten eintritt, die das gewünschte innige Zusammenhalten der einzelnen Komponenten erbringt.

Ein ausreichend dichter Körper wird erreicht, wenn das gefüllte Polymere und das ungefüllte fluorhaltige Polymere auf 3:1 verdichtet werden.

Der Grundkörper sowie die aus ungefülltem fluorhaltigem Polymere bestehende Schicht werden praktisch gleichzeitig fertiggestellt, und dabei eine innige Verbindung zwischen

2

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

648388

beiden Teilen sichergestellt, wenn das gefüllte Polymere nach dem Einfüllen in die Form zunächst in einem Teilbereich vorverdichtet, darauf dieser Teilbereich mit ungefülltem fluorhaltigem Polymere aufgefüllt und anschliessend die gesamte Füllung der Form auf 3:1 verdichtet wird. Damit erreicht man zugleich die für die Aufnahme der Kugel des Hahnes notwendige Schräge. Die Schräge kann durch die individuelle Anpassung des Werkzeuges so gestaltet werden, dass eine dichte Anlagerung der Kugel an den Dichtkörper ohne Belassung jedweder Lücken möglich ist. Weiter ist sichergestellt, dass in dem bereits vorverdichteten Teilbereich eine innige Verbindung der einzelnen Komponenten stattfindet, wobei diese Verbindung eben auf diesen Teilbereich beschränkt ist.

Die Erfindung zeichnet sich durch eine einfache Herstellungsweise aus, wobei die so hergestellten Dichtkörper aufgrund ihrer Ausbildung und Zusammensetzung eine gleichbleibende Funktionstüchtigkeit der Kugelhähne sicherstellt.

Einzelheiten, und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemässen Dichtkörper

Fig. 2 die Zuordnung zweier Dichtkörper zu einer Kugel eines Kugelhahnes und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine vereinfachte Form für die Herstellung derartiger Dichtkörper.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Dichtkörper 1 handelt es sich um einen ringförmigen Grundkörper 2 aus gefülltem fluorhaltigem Polymere. Während die Seitenflächen 4,6 und die Aussenfläche 5 unbehandelt sind, ist die Innenfläche 3 unter Bildung der Dichtfläche 7 so abgeschrägt, dass, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Kugel 12 zwischen zwei Dichtkörpern 1,

15 eingepasst werden kann. Die Dichtfläche 7 ist mit einer s Schicht 10 versehen, die aus einem fluorhaltigen Polymere besteht und mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 1 mm aufgebracht ist.

Die Form der Schräge, d.h. deren Neigung, Länge und Kantenausbildung, richtet sich im wesentlichen nach der io Grösse der vorgesehenen Kugel 12. Die Dichtfläche 7 kann somit auch bogenförmig ausgebildet sein, um die Kugel 12 gleichsam aufzunehmen.

Die Dicke der Schicht 10 ist gleichmässig über den gesamten Umfang gesehen, so dass die Kugel 12 gleichmässig ls in dem Dichtkörper 1 gleiten kann. Insbesondere die Kanten 13,14 können abgerundet sein, was durch die Ausbildung des Stössels 18 leicht erreicht werden kann.

Bei der Herstellung derartiger Dichtkörper gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird zunächst in die Form 17 die aus gefülltem fluorhaltigem Polymere bestehende Füllung

16 eingebracht. Dann wird der Stössel 18 mit seinem Ansatz

19 so weit auf die Füllung 16 aufgebracht, dass ein Hohlraum

20 entsteht, der anschliessend mit ungefülltem fluorhaltigem Polymere gefüllt wird. Danach wird die gesamte Füllung 16

25 im vorgegebenen Verhältnis, d.h. vorzugsweise im Verhältnis 3:1, verdichtet.

Durch die Formgebung des Stössels 18, insbesondere seines Ansatzes 19, kann die Dichtfläche 7 so geformt 30 werden, wie es für den vorgesehenen Einsatzfall, d.h. für den vorgesehenen Kugelhahn, erforderlich ist.

20

1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

648388 PATENTANSPRÜCHE

1. Dichtkörper an einem Abschlussorgan eines Transport-und Lagerbehälters für chemische Stoffe, z.B. Verdünnungsmittel, welcher Dichtkörper mindestens eine abgeschrägte Dichtfläche (7) aufweist, die der Form des Schliessteils (12) des Abschlussorgans angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Grundkörper (2), der aus einem mit Füllstoff verstärkten fluorhaltigem Polymere besteht, eine dünne Schicht (10) eines ungefüllten fluorhaltigen Polymeres aufgebracht ist.

2. Dichtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der aus ungefüllten fluorhaltigen Polymere bestehenden Schicht (10) 0,2 bis 1 mm beträgt.

3. Dichtkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die abgeschrägte Dichtfläche (7) mit der Schicht (10) versehen ist.

4. Dichtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) aus bis zu 25% mit Füllstoff gefülltem fluorhaltigem Polymere besteht.

5. Verfahren zur Herstellung eines Dichtkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Füllstoff gefüllte Polymere und das reine Polymere nacheinander in die Form gefüllt, dort gemeinsam verdichtet und dabei einer Sinterung unterzogen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gefüllte Polymere und das ungefüllte fluorhaltige Polymere auf 3:1 verdichtet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das gefüllte Polymere nach dem Einfüllen in die Form zunächst in einem Teilbereich vorverdichtet, darauf dieser Teilbereich mit ungefüllten fluorhaltigem Polymere aufgefüllt und anschliessend die gesamte Füllung der Form auf 3:1 verdichtet wird.