DD233620A1

DD233620A1 - CYLINDRICAL PRESSURE CONTAINERS FOR CHEMICALS, ESPECIALLY FOR SPECIALLY PURE CHEMICALS

Info

Publication number: DD233620A1
Application number: DD27213784A
Authority: DD
Inventors: Roland Andoerfer
Original assignee: Dresden Komplette Chemieanlag
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1986-03-05
Also published as: DE3620252A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckbehaelter fuer Chemikalien, insbesondere fuer spezialreine Chemikalien. Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Druckbehaelters fuer Chemiekalien, der als Transportbehaelter zwischen Hersteller und Anwender von Chemikalien zum Einsatz kommen kann. Diese Aufgabe wird dadurch geloest, dass der Behaelter aus einem Innenbehaelter aus Plast, insbesondere PTFE, und einem aeusseren Behaelter aus Stahl besteht. Die Abdichtungen zwischen Innenrohr und Deckel- bzw. Bodenplatte erfolgen mittels Mehrflaechenabdichtungen mit quasielastischer Dichtflaeche. Der Sprengring dieser Mehrflaechenabdichtung ist als Innenbundring gestaltet, der den dauerelastischen Stuetzring teilweise kammert. Der Innenbundring ist mit axialem Spiel eingebaut. Das Innenrohr wird gestaucht eingebaut. Alle Schwachstellen im Dichtungsbereich sind von Metallbauteilen umgeben, die auch die aeusseren Kraefte aufnehmen und damit nicht auf die Dichtstellen wirken lassen. Der Deckel aus Edelstahl und die Deckelplatte aus Plast sind als eine Baueinheit gemeinsam mit den Fuell- und Entleerungsstutzen nach Loesen des Verschlussringes vom Behaelter abnehmbar. Der Behaelter weist ein sehr gutes Langzeitdichtverhalten auf. Fig. 1The invention relates to a pressure vessel for chemicals, in particular for special chemicals. The aim of the invention is the development of a pressure vessel for chemicals, which can be used as Transportbehaelter between manufacturers and users of chemicals used. This object is achieved in that the container consists of an inner container made of plastic, in particular PTFE, and an outer container made of steel. The seals between the inner tube and cover or base plate are made by means of Mehrflaechenabdichtungen with quasi-elastic sealing surface. The snap ring of this multi-surface seal is designed as an inner collar ring, which partially joins the permanently elastic support ring. The inner collar is installed with axial play. The inner tube is installed upset. All weak points in the sealing area are surrounded by metal components, which also absorb the external forces and thus do not act on the sealing points. The lid made of stainless steel and the cover plate made of plastic can be removed as a unit together with the filling and emptying nozzles after Loesen the locking ring from the container. The container has a very good long-term density behavior. Fig. 1

Description

Druckspannungen schützen die durch die Sprengringnut geschwächte Wandung bei tiefen Temperaturen oder Unterdruck vor unzulässigen Druckspannungen und Abriß. Alle durch den Innendruck auftretenden Axialkräfte und die Vorspannung der Abdichtungen werden über die Stahlummantelung geleitet. Dadurch werden die im Innenrohr- und der Deckel- und Bodenplatte auftretenden Kräfte nicht durch Zugkräfte überlagert, d. h. der Sprengring braucht nur die Vorspannkräfte und diese sogar nur anteilig auf das Innenrohr übertragen. Dadurch ist es möglich, die mehrfache Vorspannkraft, d. h. eine vielfache Sicherheit der Zuhaltekraft gegenüber der Auftreibekraft, zu realisieren.Compressive stresses protect the weakened by the snap ring groove wall at low temperatures or negative pressure against unacceptable compressive stresses and demolition. All axial forces and the prestressing of the seals due to the internal pressure are transmitted via the steel casing. As a result, the forces occurring in the inner tube and the cover and bottom plate are not superimposed by tensile forces, d. H. the snap ring needs only the biasing forces and even only partially transferred to the inner tube. This makes it possible to achieve the multiple biasing force, i. H. a multiple security of the locking force against the Auftreibekraft to realize.

Im Behälter sind ein Füllstutzen und ein Entleerungsstutzen angeordnet. Beide Stutzen durchdringen den Deckel und die Deckelplatte. Beide Stutzen unterscheiden sich nur durch ihre Länge im Behälter, die Befestigung und Abdichtung erfolgt gleich. Jeder Stutzen weist einen Stutzenbund auf, der an einer quasielastischen Dichtfläche einer in die Deckelplatte eingearbeiteten axialen Einflächendichtung unter Verwendung eines Stützringes anliegt.In the container, a filler neck and a discharge nozzle are arranged. Both sockets penetrate the lid and the cover plate. Both nozzles differ only by their length in the container, the attachment and sealing is the same. Each nozzle has a nozzle collar, which bears against a quasi-elastic sealing surface of an incorporated in the cover plate axial surface seal using a support ring.

Der Aufbau und die Aufrechterhaltung der Dichtkräfte an dieser Dichtstelle am Stutzenbund erfolgen über einen mit Gewinde versehenen Konterring, der im Deckel fixierbar ist. Dieser Konterring dient auch zum Schutz der Stutzen gegen äußere Kräfte undThe construction and maintenance of the sealing forces at this sealing point on the nozzle collar via a threaded locking ring which can be fixed in the lid. This lock ring also serves to protect the nozzle against external forces and

_zurj.agesicherung. —_zurj.age backup . -

Das Stutzenende weist ebenfalls eine axiale Einflächenabdichtung mit einer quasielastischen Dichtfläche auf, die an einem PTFE-Verschlußstopfen dichtendanliegt. Der Verschlußstopfen wird mittels Verschlußkappe verspannt, wodurch die erforderliche Dichtpressung erreicht wird.The spigot end also has an axial single face seal with a quasi-elastic sealing surface which sealingly engages a PTFE sealing plug. The stopper is clamped by means of closure cap, whereby the required sealing pressure is achieved.

Die Anordnung des Konterringes bewirkt, daß bei erhöhtem Innendruck die Stutzen im Bereich des Gewindes aufgeweitet werden und dadurch auf der tragenden Seite der Gewindeflanke in Richtung des Verschlußstopfens axial gleiten, wodurch erhöhte Dichtpressung an der Dichtstelle Stutzenende/Verschlußstopfen erreicht wird. Diese Wirkung wird durch Ausnutzung des stark unterschiedlichen Formänderungsverhaltens der metallischen Werkstoffe und der Plaststoffe erzielt.The arrangement of the lock ring causes at elevated internal pressure, the nozzles are widened in the region of the thread and thereby slide axially on the supporting side of the thread flank in the direction of the stopper, whereby increased sealing pressure at the sealing point nozzle end / stopper is achieved. This effect is achieved by exploiting the very different deformation behavior of the metallic materials and the plastics.

Die Dichtpressung an der Dichtstelle Stutzenbund/Deckelplatte erfolgt durch die direkte Einwirkung des Behälterinnendruckes auf den Stutzenbund.The sealing pressure at the sealing point nozzle collar / cover plate is achieved by the direct action of the container internal pressure on the nozzle collar.

Mantel, Deckel und Boden sind miteinander lösbar verbunden. Zwischen diesen Bauteilen aus Edelstahl befinden sich keine Dichtungen oder Teile der Plastbauteile.Sheath, lid and bottom are detachably connected to each other. There are no seals or parts of the plastic components between these stainless steel components.

Der Boden ist mittels Schrauben und der Deckel mittels eines Verschlußringes am Mantel befestigt. Zur Gewährleistung der Verdrehsicherheit weist der Deckel noch Stifte auf, die in entsprechende Bohrungen, die sich in der Stirnfläche des Mantels befinden, einsteckbar sind. Durch Lösen des Verschlußringes läßt sich der Deckel gemeinsam mit der Deckelplatte und dem Füll- und Entleerungsstutzen abnehmen. In diesem Zustand ist die vollständige Reinigung des Behälters möglich. Darüber hinaus ermöglicht diese Gestaltung noch das Mischen von unterschiedlichen Chemikalien direkt im Transportbehälter. Dieser erfindungsgemäße Druckbehälter für Chemikalien ist erfindungsgemäß aus Halbzeugen, die billig herstellbar sind, zu fertigen.The bottom is fastened by means of screws and the lid by means of a locking ring on the jacket. To ensure the security against rotation, the cover still has pins which can be inserted into corresponding holes which are located in the end face of the shell. By loosening the locking ring, the lid can be removed together with the cover plate and the filling and emptying nozzle. In this condition, the complete cleaning of the container is possible. In addition, this design still allows the mixing of different chemicals directly in the transport container. This inventive pressure vessel for chemicals according to the invention of semi-finished, which are inexpensive to manufacture to manufacture.

Dertechnologische Aufwand ist relativ gering. Der Behälter weist durch die erfindungsgemäße Lösung der Dichtungen auch bei Dauerdrücken Dichtheit auf, wobei die axialen Einflächenabdichtungen und die Mehrflächenabdichtungen mit steigendem Innendruck größere Dichtkräfte erzeugen. Die Herstellung der Dichtflächen erfolgt ohne Erwärmung des Plastwerkstoffes und dient damit dem Arbeits- und Gesundheitsschutz.Dertechnological effort is relatively low. The container has by the inventive solution of the seals even at continuous pressure on tightness, the axial surface seals and multi-surface seals produce greater sealing forces with increasing internal pressure. The production of the sealing surfaces is done without heating the plastic material and thus serves the occupational health and safety.

Mit dem erfindungsgemäßen Behälter ist es möglich geworden, die Transportkette vom Hersteller von Chemikalien bis zum Anwender dieser Chemikalien zu schließen und damit die hohe Qualität, die beim Hersteller der Chemikalien mit großem Aufwand erreicht wurde, auch beim Anwender wirksam werden zu lassen.With the container according to the invention, it has become possible to close the transport chain from the manufacturer of chemicals to the user of these chemicals and thus let the high quality, which was achieved at great expense by the manufacturer of chemicals, also be effective for the user.

embodiment

Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below. In the drawing show:

FIg. 1: einen Schnitt durch den Druckbehälter für ChemikalienFIG. 1: a section through the pressure vessel for chemicals

Der zylindrische Druckbehälter für Chemikalien besteht aus einem Innenrohr 4 aus PTFE, das an seinen Enden mit einer eine quasielastische Dichtfläche aufweisenden Mehrflächenabdichtung ausgerüstet ist. Das Innenrohr 4 hat vor der Montage eine Länge von 172 mm und im Einbauzustand eine Länge von 168 mm. Der Außendurchmesser des Innenrohres 4 beträgt 150 mm, die Wandstärke 7,5 mm. Stirnseitig weist das Innenrohr 4 eine Deckelplatte 7 und eine Bodenplatte 6, beide aus PTFE, auf. Diese Platten 6; 7 sind so gestaltet, daß sie eine zur Innenrohrdichtflache adäquate Dichtfläche als Ringnut aufweisen, wobei die Stärke der Platten 6; 7 so bemessen ist, daß der gesamte Dichtbereich bis zum Sprengring an der Innenwand des Innenrohres 4 durch diese Platten 6; 7 abgestützt wird. Die Deckelplatte 7 hat eine Stärke von 25 mm und weist zwei Bohrungen von 38,5 mm Durchmesser auf, in denen der Füllstutzen 13 und der Entleerungsstutzen 14 angeordnet sind.The cylindrical pressure vessel for chemicals consists of an inner tube 4 made of PTFE, which is equipped at its ends with a quasi-elastic sealing surface having Mehrflächenabdichtung. The inner tube 4 has a length of 172 mm before installation and a length of 168 mm in the installed state. The outer diameter of the inner tube 4 is 150 mm, the wall thickness 7.5 mm. The front side, the inner tube 4, a cover plate 7 and a bottom plate 6, both made of PTFE, on. These plates 6; 7 are designed so that they have an inner tube sealing surface adequate sealing surface as an annular groove, wherein the thickness of the plates 6; 7 is dimensioned so that the entire sealing area to the snap ring on the inner wall of the inner tube 4 through these plates 6; 7 is supported. The cover plate 7 has a thickness of 25 mm and has two holes of 38.5 mm in diameter, in which the filler neck 13 and the discharge nozzle 14 are arranged.

Die Bodenplatte 6 kann sehr unterschiedlich gestaltet sein. Im Ausführungsbeispiel ist sie als ebene Platte dargestellt. Sie hat eine Stärke von 25 mm.The bottom plate 6 can be designed very differently. In the exemplary embodiment, it is shown as a flat plate. It has a thickness of 25 mm.

Dieser aus Innenrohr 4, Deckelplatte 7 und Bodenplatte 6 bestehende Behälter ist von einem Mantel 1, einem Boden 2 und einem Deckel 3, alles aus Edelstahl, umgeben. Diese drei Bauteile bilden eine schützende und Kräfte aufnehmende Hülle. Sie bilden einer, Überlastschutz und eine Begrenzung der Außenmaße für die PTFE-Bauteile. Zwischen Mantel 1 und Innenrohr 4 besteht ein Funktionsspiel.This consisting of inner tube 4, cover plate 7 and bottom plate 6 container is surrounded by a jacket 1, a bottom 2 and a lid 3, all stainless steel. These three components form a protective and absorbing shell. They form one, overload protection and a limitation of the outer dimensions for the PTFE components. Between jacket 1 and inner tube 4 is a functional game.

Mantel 1, Deckel 3 und Boden 2 sind direkt miteinander lösbar verbunden, d. h. es sind keine PTFE-Bauteile zwischen den Metallanlageflächen angeordnet.Sheath 1, cover 3 and bottom 2 are directly detachably connected to each other, d. H. There are no PTFE components between the metal bearing surfaces arranged.

Der Boden 2 ist mittels Schrauben 22 und der Deckel 3 mittels Verschlußring 21 am Mantel 1 befestigt. Zur Gewährleistung der Verdrehsicherheit weist der Deckel 3 noch Stifte 23 auf, die in entsprechende Nuten, die sich in Stirnfläche des Mantels 1 befinden, einsteckbar sind.The bottom 2 is fastened by means of screws 22 and the cover 3 by means of locking ring 21 on the jacket 1. To ensure the security against rotation, the cover 3 still pins 23 which are inserted into corresponding grooves which are located in the end face of the shell 1, can be inserted.

Im Deckel 3 sind adäquat zu den Bohrungen in der Deckelplatte ebenfalls Bohrungen von 45 mm Durchmesser angeordnet. In diesen Bohrungen in Deckel 3 und Deckelplatte 7 sind der Füll-13 und der Entleerungsstutzen 14 angeordnet. Beide Stutzen 13; 14 weisen einen Stutzenbund 15 auf, mit dem sie dichtend an einer in der Deckelplatte 7 eingearbeiteten Axialflächendichtung mit quasielastischer Dichtfläche anliegen. Die Stutzen 13; 14 werden über einen im Deckel 3fixierbaren Konterring 17 gehaltert.In the lid 3 holes of 45 mm diameter are also adequately arranged to the holes in the cover plate. In these holes in cover 3 and cover plate 7 of the filling-13 and the discharge nozzle 14 are arranged. Both sockets 13; 14 have a nozzle collar 15, with which they rest sealingly on an incorporated in the cover plate 7 Axialflächendichtung with quasi-elastic sealing surface. The nozzle 13; 14 are held by a fixed in the lid 3 lock ring 17.

Der Konterring 17 ist über ein Gewinde 19 auf den Füll-13 und Entleerungsstutzen 14 aufgeschraubt. Am Stutzenende 16 ist ebenfalls eine Axialeinfachabdichtung mit quasielastischer Dichtfläche angeordnet.The lock ring 17 is screwed by a thread 19 on the filling 13 and drainage pipe 14. At the end of the socket 16, a Axialeinfachabdichtung with quasi-elastic sealing surface is also arranged.

Diese Dichtfläche des Stutzenendes 16 liegt an einer im Verschlußstopfen 20 eingearbeiteten Dichtfläche an. Die Dichtheit wird durch Verspannen mittels Verschlußkappe 18 erreicht.This sealing surface of the nozzle end 16 is applied to a sealing plug 20 incorporated in the sealing surface. The tightness is achieved by tightening by means of cap 18.

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Besondere Aufmerksamkeit wurde den an den Enden des Innenrohres 4 angeordneten Mehrflächenabdichtungen mit quasielastischer Dichtfläche geschenkt. Der an sich vorhandene Sprengring 10 wurde als Bundring gestaltet, wobei das nicht in der Sprengringnut angeordnete zylindrischeTeilstück des Sprengringes 10 die radiale Kammerung des Stützringes 8 übernimmt und dadurch die Formänderung des Stützringes 8 begrenzt.Particular attention has been given to the arranged at the ends of the inner tube 4 Mehrflächenabdichtungen with quasi-elastic sealing surface. The self-existing snap ring 10 has been designed as a collar, wherein the non-arranged in the snap ring cylindrical portion of the snap ring 10 takes over the radial chambering of the support ring 8 and thereby limits the change in shape of the support ring 8.

Zur Realisierung der Druckvorspannung für das Innenrohr 4 ist der Sprengring 10 mit großem axialem Spiel eingebaut. Die äußere Übertragungsfläche 9 des Sprengringes 10 ist kleiner als der ringförmige Querschnitt 12 des Innenrohres 4 bemessen.To realize the compression bias for the inner tube 4, the snap ring 10 is installed with a large axial play. The outer transfer surface 9 of the snap ring 10 is smaller than the annular cross section 12 of the inner tube 4 dimensioned.

Alle diese Maßnahmen haben dazu geführt, daß der Behälter auch bei Dauerdrücken von 0,6MPa dicht bleibt. Der Behälter ist wiederverwendbar, der Deckel 3 ist schnell vom Mantel 1 zu entfernen, wodurch eine Voraussetzung zur gründlichen Reinigung des Behälters geschaffen wurde. Obwohl unterschiedlich qualifizierte Fachleute das Öffnen und das Verschließen des Behälters durchführen (Chemikalienhersteller, Anwender), ist gewährleistet, daß jeweils Dichtheit erreicht wird und das Langzeitdichtverhalten erhalten bleibt.All these measures have meant that the container remains tight even at continuous pressures of 0.6MPa. The container is reusable, the lid 3 is quickly removed from the jacket 1, creating a condition for thorough cleaning of the container. Although differently qualified experts carry out the opening and closing of the container (chemical manufacturer, user), it is ensured that in each case tightness is achieved and the long-term sealing behavior is maintained.

Bei der Montage des Mantels 1 ist zu beachten, daß der Innendurchmesser des Mantels 1 größer als der Außendurchmesser des Innenrohres 4 ist, damit ein Funktionsspiel zwischen den beiden Bauteilen aus den unterschiedlichen Werkstoffen erreicht wird.When mounting the shell 1 is to be noted that the inner diameter of the shell 1 is greater than the outer diameter of the inner tube 4, so that a functional clearance between the two components is achieved from the different materials.

Der Abstand zwischen den Wandungen verringert sich durch Benutzung des Behälters, ein Funktionsspiel bleibt aber immer erhalten.The distance between the walls is reduced by using the container, but a functional game is always maintained.

Die Demontage von Mantel 1 und Innenrohr 4 erfolgt bei Bedarf nach vorangehender Unterkühlung dieser Bauteile.The dismantling of jacket 1 and inner tube 4 takes place if necessary after previous supercooling of these components.

Claims

claims:

1. Cylindrical pressure vessel for chemicals, especially for special clean chemicals, consisting of an inner tube made of plastic, the front side a releasably secured cover plate and a bottom plate, also made of plastic, has provided on the outside with a metal sheath and in the lid filling and emptying nozzle are arranged , characterized in that the sealing points 5 are provided between the end faces of the inner tube 4 and the cover plate 7 and the bottom plate 6 with quasi-elastic sealing surfaces having Mehrflächenabdichtungen, the snap ring 10 of these Mehrflächenabdichtungen with great axial play installed and designed so that it the outer radial Take over chambering of the support ring 8 and limit the change in shape, the inner tube 4 is mounted to achieve an internal compressive stress, die.uter transfer surface 9 of the snap ring 10 is smaller than the annular cross section 12 of the inner tube 4 am Snap ring is dimensioned, the filler neck 13 and the discharge port 14 each have a nozzle collar 15, which are sealed relative to the cover plate 7 by means of an axial Einflächenabdichtung with quasi-elastic sealing surface, a same single-surface seal in the nozzle end 16 for sealing the stopper 20 and mounted by means of cap 18 is clamped, one on the external thread 19 of the nozzle 13; 14 axially movable and fixed in the lid 3 lock ring 17 for fixing the nozzle 13; 14 in the lid 3 and the cover plate 7 is arranged and that the jacket 1, the bottom 2 and the cover 3 are directly releasably connected to each other and the inner tube 4, the bottom plate 5 and the cover plate 7 surrounded and limit their outer dimensions.

2. Cylindrical pressure vessel according to claim 1, characterized in that the snap ring 10 is designed as an inner collar.

3. Cylindrical pressure vessel according to claims 1 and 2, characterized in that between the jacket 1 and the inner tube 4, a functional game is available.

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention is used in the chemical industry and in microelectronics for mixing, storing and transporting liquid chemicals, in particular special-purpose chemicals.

Characteristic of the known solutions

The transport of liquid, special-purpose chemicals takes place in containers that are internally coated with PTFE. For example, spray bottles with a PTFE-coated inner surface are known as disposable containers from the USA. The containers have a disposable container an unacceptably poor economy and are not completely clean before filling. At low temperatures and at low pressure, the PTFE coating may also come off.

From promotional materials of the German company Sigri GmbH are known PTFE lined steel containers. These containers consist of a cylindrical central part to which a lid and a base, also PTFE foil-coated steel components, are flanged. These containers have the disadvantage that due to the construction, in which the outer metal shell of lining materials (PTFE film) is interrupted, no long-term sealing effect can be achieved. Also due to this they are not suitable for the desired pressure levels (0.6MPa).

This solution results in increased inspection and maintenance costs as well as increased stock of spare parts. In addition, it can lead to the loss of valuable chemicals and also endangering life and the environment. The PTFE inner lining is thus not free from external forces, which can cause detachment and damage to the PTFE foil lining, especially at low temperatures and under reduced pressure.

Object of the invention

The object of the invention is to provide a transport container for chemicals, in particular for liquid special chemicals. The container should ensure the high purity of the chemicals on the way from the manufacturer to the consumer and be reusable.

Explanation of the essence of the invention

The invention has for its object to develop a pressure vessel for chemicals in the interior completely made of highly polymeric plastic materials, especially PTFE, has a very good long-term density at continuous pressures of at least 0.6 MPa, in which all inner surfaces should be cleanable and after should be built on the modular system.

The object is achieved in that the sealing points between the end faces of the inner tube and the cover plate and the bottom plate with quasi-elastic sealing surfaces having Mehrfläc lenabdichtungen equipped oind. The snap ring of this Mehrflächenabdichtung is designed as a collar, whereby he r ^ e outer radial chambering of the support ring take over and limit its change in shape. Thereby it is u.a. possible to increase the compressive strength of the multi-surface seal. The projecting forces transmitted through the permanently elastic support ring in the multi-surface seals are transferred from the outer transfer surface of the snap ring and its inner transfer surface to the jacket. At all weakened points of the inner tube in the sealing area, the outer support is carried on the bottom or cover plate and the snap ring. In order to ensure the required pressure level of the container or the security against leakage, a specific surface pressure in the field of limit strength of the high polymer material has been realized on the outer transfer surface of the snap ring.

To reduce the cold flow and thus increase the sealing pressure, it is necessary to generate additional forces. These forces are made possible by oversizing the length of the inner tube relative to the length of the sheath and released after assembly. They are transmitted via the annular cross section of the inner tube on the snap ring. This snap ring is installed with great axial play, because the inner tube is defined compressed mounted. In addition, the outer transfer surface of the snap ring is smaller than the annular cross section of the inner tube dimensioned on the snap ring. These measures ensure that the inner tube is subjected to compressive stresses, whereby the local pressure on the outer transfer surface of the snap ring is proportionally reduced. The eing'rachten in the inner tube