DE102020114303A1

DE102020114303A1 - Flange, flange connection and method of operating a flange connection

Info

Publication number: DE102020114303A1
Application number: DE102020114303.6A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Bial
Original assignee: Klinger Kempchen GmbH
Current assignee: Klinger Kempchen GmbH
Priority date: 2020-05-28
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2021-12-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flansch (1) mit einem ein Anschlussende und einen sich von dem Anschlussende wegerstreckenden Rohrabschnitt (5) aufweisenden Flanschkörper (3) und mit einem den Flanschkörper (3) abschnittsweise mit einem radialen Spalt (7) umgebenden Flanschring (6), wobei für die Kraftbeaufschlagung des Flanschkörpers (3) über den Flanschring (6) der Flanschkörper (3) und der Flanschring (6) einander zugeordnete Anlageflächen (8a, 8b) aufweisen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Flanschring (6) in einem axialen Abstand zu seiner Anlagefläche (8a) an einem Außenumfang des Rohrabschnittes (5) abgestützt ist. Die Erfindung betrifft auch eine mit zwei Flanschen (1) gebildete Flanschverbindung sowie ein Verfahren zum Betrieb der Flanschverbindung.

The invention relates to a flange (1) with a flange body (3) having a connection end and a pipe section (5) extending away from the connection end and with a flange ring (6) surrounding the flange body (3) in sections with a radial gap (7), wherein the flange body (3) and the flange ring (6) have contact surfaces (8a, 8b) assigned to one another for the application of force to the flange body (3) via the flange ring (6). According to the invention, it is provided that the flange ring (6) is supported on an outer circumference of the pipe section (5) at an axial distance from its contact surface (8a). The invention also relates to a flange connection formed with two flanges (1) and a method for operating the flange connection.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flansch mit einem ein Anschlussende und einen sich vom Anschluss an wegerstreckenden Rohrabschnitt aufweisenden Flanschkörper und mit einem den Flanschkörper abschnittsweise mit einem radialen Spalt umgebenden Flanschring, wobei für die Kraftbeaufschlagung des Flanschkörpers über den Flanschring der Flanschkörper und der Flanschring einander zugeordnete Anlageflächen aufweisen. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Flanschverbindung mit zwei solchen Flanschen sowie ein Verfahren zum Betrieb dieser Flanschverbindung.The invention relates to a flange with a connection end and a flange body extending away from the connection to the pipe section and with a flange ring surrounding the flange body in sections with a radial gap, the flange body and the flange ring having associated contact surfaces for the application of force to the flange body via the flange ring . The invention also relates to a flange connection with two such flanges and a method for operating this flange connection.

Flansche und damit gebildete Flanschverbindungen sind für fluidführende Systeme in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt und werden abhängig von den Betriebsparametern, den geförderten Medien und den mechanischen Belastungen unterschiedlich konstruiert und ausgelegt.Flanges and flange connections formed with them are known in various configurations for fluid-carrying systems and are designed and configured differently depending on the operating parameters, the media being conveyed and the mechanical loads.

Grundsätzlich problematisch sind bei statischen Dichtungen wechselnde mechanische und thermische Belastungen, wobei unter allen Betriebsparametern eine ausreichende Abdichtung an den Flanschen notwendig ist.With static seals, changing mechanical and thermal loads are fundamentally problematic, with adequate sealing on the flanges being necessary under all operating parameters.

So können bei Prozessanlagen, Arbeitsmaschinen, Solarthermie-Kraftwerken oder dergleichen abhängig von dem Betriebsmodus große Temperaturunterschiede auftreten, die auch zu einer unterschiedlichen Ausdehnung der relevanten Teile in Abhängigkeit von dem räumlichen Temperaturverlauf und den Längenausdehnungskoeffizienten führen können. Dies gilt im besonderen Maße auch für die Wärmeflüsse zwischen den verschiedenen Teilen bei Temperaturänderungen. So ist es auch bekannt, entsprechende Anlagen über einen langen Zeitraum anzufahren bzw. stillzusetzen.In process systems, work machines, solar thermal power plants or the like, large temperature differences can occur depending on the operating mode, which can also lead to a different expansion of the relevant parts depending on the spatial temperature profile and the linear expansion coefficient. This also applies in particular to the heat flows between the various parts when the temperature changes. It is also known to start up or shut down corresponding systems over a long period of time.

Die gattungsgemäße DE 874 849 B beschäftigt sich mit dem Problem von Undichtigkeiten aufgrund von Temperaturunterschieden bei einem Temperaturwechsel. Der Stand der Technik geht davon aus, dass Undichtigkeiten bei Temperaturschwankungen an den Dichtflächen einer Linsendichtung nicht verhindert werden können. Um dann jedoch weiterhin eine Abdichtung sicherzustellen, ist der Linsenkörper in zwei Linsenflanken geteilt, die durch einen Faltenbogen mit geringerer Wandstärke verbunden sind. An der Außenseite der Linsenflanken ist die Linsendichtung mit Lippenrändern an die angrenzenden Flansche angeschweißt. Auf diese Weise wird auch bei einem Verlust der Abdichtung unmittelbar an den Dichtflächen der Linsenflanken eine sichere Abdichtung an den Schweißnähten erreicht.The generic DE 874 849 B deals with the problem of leaks due to temperature differences when there is a change in temperature. The prior art assumes that leaks in the event of temperature fluctuations on the sealing surfaces of a lens seal cannot be prevented. However, in order to then continue to ensure a seal, the lens body is divided into two lens flanks, which are connected by an arc of folds with a smaller wall thickness. On the outside of the lens flanks, the lens seal with lip rims is welded to the adjacent flanges. In this way, even if the seal is lost, a reliable seal is achieved at the weld seams directly on the sealing surfaces of the lens flanks.

Die grundlegende Konstruktion der Flanschverbindung mit der speziell angepassten Linsendichtung ist insgesamt aufwendig. Dies gilt insbesondere auch für das erforderliche Verschweißen der Lippenränder mit den angrenzenden Flanschen. Hinzu kommt, dass die Linsendichtung insgesamt relativ großen wechselnden mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, die zumindest bei einem längeren Betrieb zu einem Ausfall führen können.The basic construction of the flange connection with the specially adapted lens seal is complex overall. This also applies in particular to the required welding of the lip edges to the adjacent flanges. In addition, the lens seal as a whole is exposed to relatively large alternating mechanical loads, which can lead to failure, at least during prolonged operation.

Neben der gattungsgemäßen DE 874 849 B sind aus der Praxis weitere Flanschverbindungen mit Losringen bekannt.In addition to the generic DE 874 849 B Further flange connections with loose rings are known from practice.

Der vorliegenden Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, einen Flansch und eine damit gebildete Flanschverbindung anzugeben, welche im besonderen Maße für schnelle Temperaturänderungen geeignet sind und dabei auf einfache Weise eine gute und dauerhafte Abdichtung ermöglichen. Darüber hinaus soll ein bevorzugtes Verfahren zum Betrieb einer solchen Flanschverbindung angegeben werden.Against this background, the present invention is based on the object of specifying a flange and a flange connection formed therewith which are particularly suitable for rapid temperature changes and thereby enable a good and permanent seal in a simple manner. In addition, a preferred method for operating such a flange connection is to be specified.

Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe sind ein Flansch gemäß Patentanspruch 1, eine Flanschverbindung gemäß Patentanspruch 10 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Flanschverbindung gemäß Patentanspruch 14.The subject matter of the invention and the solution to the problem are a flange according to claim 1, a flange connection according to claim 10 and a method for operating a flange connection according to claim 14.

Ausgehend von einem gattungsgemäßen Flansch ist demnach erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Flanschring in einem axialen Abstand zu der Anlagefläche und insbesondere an einem rückseitigen Ende an einem Außenumfang des Rohrabschnittes abgestützt ist.Based on a generic flange, the invention accordingly provides that the flange ring is supported at an axial distance from the contact surface and in particular at a rear end on an outer circumference of the pipe section.

Durch die einander zugeordneten Anlageflächen einerseits sowie durch die davon beabstandete Abstützung des Flanschringes an dem Außenumfang andererseits wird eine gute Stabilität und Kraftverteilung bei dem Flansch erzielt. Durch den Spalt wird gleichzeitig eine abschnittsweise Trennung und insbesondere thermische Trennung zwischen dem Flanschkörper und dem Flanschring erzielt.The mutually associated contact surfaces on the one hand and the spaced-apart support of the flange ring on the outer circumference on the other hand result in good stability and force distribution in the flange. At the same time, a partial separation and, in particular, thermal separation between the flange body and the flange ring is achieved through the gap.

Der gesamte Flansch ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung - bis auf bevorzugte Löcher für Schrauben in dem Flanschring - rotationssymmetrisch bzw. im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Wenn Löcher für Schrauben vorgesehen sind, so sind diese zweckmäßig in gleichmäßiger Teilung um den Umfang verteilt. Grundsätzlich ist auch ein Spannen des Flanschringes durch Spannmittel möglich, welche nicht Löcher durchgreifen sondern den Flanschring von außen erfassen. Es ergeben sich dann keine Änderungen der grundsätzlichen Funktionsweise des erfindungsgemäßen Flansches.According to a preferred embodiment of the invention, the entire flange is - apart from preferred holes for screws in the flange ring - rotationally symmetrical or essentially rotationally symmetrical. If holes are provided for screws, these are expediently distributed evenly around the circumference. In principle, the flange ring can also be tensioned by tensioning means which do not reach through holes but grip the flange ring from the outside. There are then no changes to the basic mode of operation of the flange according to the invention.

Der Flanschring ist im Rahmen der Erfindung vorzugsweise an der von seiner Anlagefläche axial beabstandeten Abstützung vorzugsweise in radialer Richtung gehalten, sodass der Flanschring bei einer Kraftbeaufschlagung auch in einem gewissen Maße gegen ein Verkippen nach außen zurückgehalten wird. Darüber hinaus ist der Flanschring durch die separate Abstützung vorzugsweise auch in axialer Richtung begrenzt und insbesondere auch je nach Betriebsbedingungen zumindest temporär gehalten.In the context of the invention, the flange ring is preferably in the support axially spaced from its contact surface held in the radial direction, so that the flange ring is held back to a certain extent against tilting outward when a force is applied. In addition, the flange ring is preferably also limited in the axial direction by the separate support and in particular also held at least temporarily depending on the operating conditions.

Wesentlich ist, dass gemäß der Erfindung der Flanschkörper einerseits und der Flanschring andererseits an zwei voneinander beabstandeten Abschnitten aneinander abgestützt sind, wobei dazwischen der radiale Spalt vorgesehen ist. Durch die beabstandete Abstützung wird - wie bereits beschrieben - eine ausreichende mechanische Stabilität und Festigkeit erreicht, wobei der dazwischen verbleibende Spalt zumindest eine gewisse thermische Trennung ermöglicht.It is essential that, according to the invention, the flange body on the one hand and the flange ring on the other hand are supported on one another at two spaced apart sections, the radial gap being provided between them. As already described, the spaced-apart support achieves sufficient mechanical stability and strength, with the gap remaining between them enabling at least a certain thermal separation.

Bei langsamen Temperaturänderungen wird sich, abgesehen von der Kühlung durch die Umgebung, zwischen dem Flanschkörper und dem Flanschring, eine einheitliche Temperatur bzw. ein im Wesentlichen einheitliches Temperaturprofil einstellen. Bei schnellen Temperaturänderungen ist jedoch aufgrund des erfindungsgemäß vorgesehenen radialen Spaltes die Wärmeübertragung zwischen dem Rohrabschnitt und dem Flanschring begrenzt.With slow temperature changes, apart from the cooling by the environment, a uniform temperature or an essentially uniform temperature profile will be established between the flange body and the flange ring. In the event of rapid temperature changes, however, the heat transfer between the pipe section and the flange ring is limited due to the radial gap provided according to the invention.

Wenn sich die Temperatur eines in dem Flanschkörper geförderten Mediums schnell ändert, so wird sich auch für den Flanschkörper selbst - unter Berücksichtigung der Wärmeleitung und Wärmekapazität - eine relativ schnelle Temperaturänderung ergeben. Durch den radialen Spalt ist jedoch der Wärmeaustausch zwischen dem Flanschkörper und dem Flanschring im Vergleich zu einem massiven Flansch aus einem Vollmaterial erheblich reduziert. Dies führt dazu, dass der Flanschring Temperaturänderungen des Flanschkörpers nur deutlich verzögert und stark verlangsamt folgt. In diesem Zusammenhang können insbesondere große Temperaturunterschiede zwischen dem Flanschring und zugeordneten Schrauben oder anderen Spannmitteln verhindert werden, welche zu einem Verlust der Dichtheit führen könnten. Wenn beispielsweise bei einem einstückig gefertigten Flansch die Temperatur schnell abnimmt und dann zunächst die Schrauben noch warm und gemäß ihrem Wärmeausdehnungskoeffizienten verlängert sind, würde dann bei einer solchen einfachen Flanschkonstruktion gemäß dem Stand der Technik die Vorspannung und somit gegebenenfalls die gewünschte Abdichtung verloren gehen.If the temperature of a medium conveyed in the flange body changes rapidly, there will also be a relatively rapid temperature change for the flange body itself - taking into account the heat conduction and heat capacity. Due to the radial gap, however, the heat exchange between the flange body and the flange ring is considerably reduced in comparison with a solid flange made from a solid material. As a result, the flange ring only follows changes in temperature of the flange body with a marked delay and much more slowly. In this context, large temperature differences between the flange ring and associated screws or other tensioning means, which could lead to a loss of tightness, can be prevented in particular. If, for example, the temperature decreases rapidly in a one-piece flange and then the screws are initially still warm and lengthened according to their thermal expansion coefficient, the preload and thus possibly the desired seal would then be lost with such a simple flange construction according to the prior art.

Wie bereits zuvor erläutert, führt die Abstützung des Flanschringes an zwei voneinander beabstandeten Positionen auch zu einer mechanischen Stabilisierung, sodass die Vorspannung auch nicht durch eine übermäßige Verformung des Flanschringes beeinträchtigt ist, welche zusätzlich zu den Einflüssen von Temperaturänderungen zu berücksichtigen ist. Es ergibt sich somit durch die Ausbildung des radialen Spaltes einerseits und die beiden beabstandeten Abstützungen andererseits eine vorteilhafte Kombination unterschiedlicher physikalischer Aspekte.As already explained above, the support of the flange ring at two spaced-apart positions also leads to mechanical stabilization, so that the preload is not impaired by excessive deformation of the flange ring, which must be taken into account in addition to the effects of temperature changes. The formation of the radial gap on the one hand and the two spaced-apart supports on the other hand result in an advantageous combination of different physical aspects.

Wie bereits beschrieben, ist anders als bei aus dem Stand der Technik bekannten Flanschausgestaltungen der Flanschring im Rahmen der Erfindung bevorzugt nicht mehr beweglich bzw. frei beweglich. Die Erfindung bezieht sich in diesem Zusammenhang insbesondere auf Ausgestaltungen, bei denen die Abstützung und die damit verbundene Festlegung des Flanschringes an dem Flanschkörper dauerhaft sind. Die Abstützung kann insbesondere durch einen Formschluss und/oder ein Verschweißen erfolgen.As already described, in contrast to the flange configurations known from the prior art, the flange ring is preferably no longer movable or freely movable within the scope of the invention. In this context, the invention relates in particular to configurations in which the support and the associated fixing of the flange ring on the flange body are permanent. The support can in particular take place by means of a form fit and / or welding.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Flanschring über einen separaten Haltering an dem Rohrabschnitt abgestützt ist. Anstelle eines um den Umfang geschlossenen Halteringes kommen alternativ auch einzelne um den Umfang verteilte Segmente in Betracht, was auch für die thermische Entkopplung von Vorteil sein kann. Ein um den Umfang geschlossener Haltering ist jedoch hinsichtlich der Kraftverteilung, der Herstellung und des Schutzes des Spaltes vor Verschmutzungen vorteilhaft.It is preferably provided that the flange ring is supported on the pipe section via a separate retaining ring. Instead of a retaining ring closed around the circumference, individual segments distributed around the circumference can alternatively be used, which can also be advantageous for thermal decoupling. A retaining ring that is closed around the circumference is, however, advantageous in terms of force distribution, production and protection of the gap from contamination.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Haltering ein rückseitiges Ende des Flansches radial umgreift. Der Haltering ist dann von dem Anschlussende des Flansches beabstandet und bezogen auf den Flanschring gegenüberliegend des Anschlussendes angeordnet.According to a preferred development, it is provided that the retaining ring surrounds a rear end of the flange radially. The retaining ring is then spaced apart from the connection end of the flange and is arranged opposite the connection end with respect to the flange ring.

Der Haltering weist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung im Querschnitt eine L-Form mit einem an den Rohrabschnitt angeschlossen radialen Schenkel und einem in axialer Richtung verlaufenden Schenkel auf, welcher das rückseitige Ende des Flanschringes umgreift. Das rückseitige Ende des Flanschringes kann dazu auch bevorzugt eine Stufe in radialer Richtung aufweisen.According to a preferred embodiment of the invention, the retaining ring has an L-shape in cross section with a radial leg connected to the pipe section and a leg extending in the axial direction which engages around the rear end of the flange ring. For this purpose, the rear end of the flange ring can also preferably have a step in the radial direction.

Im Rahmen der beschriebenen Ausgestaltung begrenzt der Haltering den Flanschring axial und radial. Je nach Betriebszustand und Auslegung des Flanschkörpers sowie des Flanschringes kann in axialer Richtung und in radialer Richtung ein unmittelbarer Kontakt oder ein geringes Spiel vorgesehen sein. Zumindest bei einer Kraftbeaufschlagung des Flanschringes bei einer Flanschverbindung liegt in radialer Richtung aufgrund wirkender Hebelkräfte üblicherweise ein dauerhafter Kontakt zwischen dem Flanschring und dem Haltering vor.In the context of the embodiment described, the retaining ring delimits the flange ring axially and radially. Depending on the operating state and design of the flange body and the flange ring, direct contact or a small amount of play can be provided in the axial direction and in the radial direction. At least when force is applied to the flange ring in the case of a flange connection, there is usually permanent contact between the flange ring and the retaining ring in the radial direction due to lever forces acting.

Durch die zweiteilige Ausgestaltung von Flanschring und Haltering werden im Rahmen der Erfindung mehrere Vorteile erreicht. Beide Teile können leicht separat gefertigt werden. Zum Ausgleich von Längsdehnung bei einem Temperaturwechsel kann zumindest bei bestimmten Betriebsbedingungen ein axialer Spalt vorhanden sein, weil der Flanschring durch den Haltering zumindest radial gehalten ist. Selbst bei einem direkten Kontakt zwischen Flanschring und Haltering können unterschiedliche Längsausdehnungen beispielsweise durch ein leichtes, insbesondere elastisches Biegen des Halteringes ausgeglichen werden, wobei dann auch die beschriebene L-Form mit einem radialen Schenkel besonders zweckmäßig ist.Due to the two-part design of the flange ring and retaining ring, within the framework of the Invention achieved several advantages. Both parts can easily be manufactured separately. To compensate for longitudinal expansion in the event of a change in temperature, an axial gap can be present, at least under certain operating conditions, because the flange ring is held at least radially by the retaining ring. Even with direct contact between the flange ring and the retaining ring, different longitudinal expansions can be compensated for, for example, by a slight, in particular elastic, bending of the retaining ring, in which case the described L-shape with a radial leg is particularly useful.

Der Haltering kann mit dem Rohrabschnitt stoffschlüssig verbunden und insbesondere verschweißt sein. Auf einfache Weise kann beispielsweise an der dem Flanschring gegenüberliegenden Seite des Halterings eine Kehlnaht vorgesehen sein, welche den Haltering mit dem Rohrabschnitt verbindet.The retaining ring can be materially connected to the pipe section and, in particular, welded. In a simple manner, for example, on the side of the retaining ring opposite the flange ring, a fillet weld can be provided which connects the retaining ring to the pipe section.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Flanschring die Anlagefläche an einer von einer Vorderseite des Flanschringes zurückspringenden Stufe gebildet ist. Der Bereich der einander zugeordneten Kontaktflächen von Flanschkörper und Flanschring wird damit noch von einem vordersten Abschnitt des Flanschringes umgriffen. Der von Schrauben oder anderen Spannmitteln zu überbrückende Abstand wird dadurch reduziert. Zusätzlich kann eine solche Stufe auch zu einer Stabilisierung und bei der Montage zu einer Zentrierung von Flanschkörper und Flanschring beitragen.According to a further development of the invention, it is provided that the contact surface on the flange ring is formed on a step that is set back from a front side of the flange ring. The area of the mutually associated contact surfaces of the flange body and flange ring is thus encompassed by a foremost section of the flange ring. The distance to be bridged by screws or other clamping devices is thereby reduced. In addition, such a step can also contribute to stabilization and, during assembly, to centering the flange body and flange ring.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Flanschring und der Flanschkörper ausschließlich im Bereich ihrer Anlageflächen sowie an der dazu axial beabstandeten Abstützung in einem Kontakt stehen.It is preferably provided that the flange ring and the flange body are in contact exclusively in the area of their contact surfaces and on the support which is axially spaced therefrom.

Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass dazwischen der radiale Spalt zumindest eine Spaltbreite von 0,5 mm aufweist. Die angegebene Spaltbreite ist zweckmäßig, um eine effektive thermische Trennung auch bei Verschmutzungen, Maßabweichungen und thermischen Verzügen sicherzustellen.Furthermore, it is preferably provided that the radial gap between them has at least a gap width of 0.5 mm. The specified gap width is useful to ensure effective thermal separation even in the event of contamination, dimensional deviations and thermal distortions.

Durch die beschriebene teilweise thermische Trennung zwischen dem Flanschkörper und dem Flanschring werden schnelle Temperaturanstiege und insbesondere Temperaturabfälle des Flanschkörpers nur stark verzögert an den Flanschring weitergeleitet, sodass dieser sich gemeinsam mit den zugeordneten Schrauben oder vergleichbaren Spannmitteln langsam erwärmt bzw. abkühlt.Due to the partial thermal separation described between the flange body and the flange ring, rapid temperature rises and, in particular, temperature drops of the flange body are only passed on to the flange ring with a great delay, so that it slowly heats up or cools down together with the associated screws or comparable clamping devices.

Insbesondere bei einem Temperaturabfall wird somit vermieden, dass bei einem Abkühlen und einem damit verbundenen Zusammenziehen der Flanschringe die Schrauben oder vergleichbaren Spannmittel noch heiß sind und somit die Vorspannung zumindest teilweise verloren geht.In particular in the case of a drop in temperature, it is thus avoided that the screws or comparable clamping means are still hot during cooling and the associated contraction of the flange rings and thus the preload is at least partially lost.

Um in der beschriebenen Weise die Wärmeübertragung zu vermindern, soll der Spalt eine ausreichende axiale Länge aufweisen. Vor diesem Hintergrund ist es auch zweckmäßig, wenn sich der Flanschring mit einem rückseitigen Kragen koaxial zu dem Flanschkörper erstreckt. Insbesondere ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der Flanschring so ausgestaltet und angeordnet, dass sich der radiale Spalt in axialer Richtung über eine Spaltlänge erstreckt, welche zumindest 50 % eines Innendurchmessers des Rohrabschnittes beträgt. Insbesondere kann die Spaltlänge zwischen 60 % und 150 %, besonders bevorzugt zwischen 70 % und 100 % des Innendurchmessers betragen.In order to reduce the heat transfer in the manner described, the gap should have a sufficient axial length. Against this background, it is also expedient if the flange ring with a rear collar extends coaxially to the flange body. In particular, according to a preferred embodiment of the invention, the flange ring is designed and arranged such that the radial gap extends in the axial direction over a gap length which is at least 50% of an inner diameter of the pipe section. In particular, the gap length can be between 60% and 150%, particularly preferably between 70% and 100% of the inside diameter.

Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass der Spalt sich über zumindest 70 % der in axialer Richtung gemessenen Länge des Flanschringes erstreckt, auch wenn seine Anlagefläche gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung an einer zurückspringenden Stufe gebildet ist. Sofern der Flanschring im Bereich seiner Anlagefläche ohne eine solche Stufe gebildet ist, kann der Spalt sich auch theoretisch über die gesamte axiale Länge des Flanschringes erstrecken, wobei dann jedoch geeignete Maßnahmen für eine Zentrierung des Flanschringes gegenüber dem Flanschkörper notwendig werden können.Additionally or alternatively, it is preferably provided that the gap extends over at least 70% of the length of the flange ring measured in the axial direction, even if its contact surface is formed on a recessed step according to a preferred embodiment of the invention. If the flange ring is formed without such a step in the area of its contact surface, the gap can theoretically extend over the entire axial length of the flange ring, but suitable measures for centering the flange ring relative to the flange body may then be necessary.

In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, die Länge des Spaltes in Bezug auf die Länge des Flanschringes bzw. den Innendurchmesser in Relation anzugeben, weil der Flansch für unterschiedliche Nennweiten geeignet ist. Insbesondere ist der Flansch für Nennweiten DN 25 bis DN 500 gemäß der üblichen Normung vorgesehen. Die Erfindung ist aber selbst verständlich nicht auf diesen Bereich beschränkt.In this context, it is useful to specify the length of the gap in relation to the length of the flange ring or the inner diameter, because the flange is suitable for different nominal widths. In particular, the flange is intended for nominal sizes DN 25 to DN 500 in accordance with the usual standardization. The invention is of course not restricted to this area.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Flanschkörper an dem Anschlussende endseitig einen Flanschbund mit einer Dichtfläche aufweist: Dabei kann auch vorgesehen sein, dass sich der Flanschkörper an seiner Außenseite und der Flanschring an seiner Innenseite in Richtung des Flanschbundes radial aufweiten. Insbesondere können der Flanschkörper an seiner Außenseite und der Flanschring an seiner Innenseite eine konische Form aufweisen. Die beschriebene Form kann aus Stabilitätsgründen zweckmäßig sein, wobei gleichzeitig auch der Spalt derart bereitgestellt wird, dass dieser entlang seiner Länge eine etwa gleichbleibende Spaltbreite aufweist.According to a further development of the invention, it is provided that the flange body at the end of the connection end has a flange collar with a sealing surface: It can also be provided that the flange body on its outside and the flange ring on its inside widen radially in the direction of the flange collar. In particular, the flange body can have a conical shape on its outside and the flange ring on its inside. The shape described can be expedient for reasons of stability, the gap also being provided at the same time in such a way that it has an approximately constant gap width along its length.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Flanschkörper einen geringeren Längenausdehnungskoeffizient als der Flanschring aufweisen. Gerade schnelle Temperaturänderungen eines aufgenommenen Fluides führen dann bei dem Flanschkörper nur in einem verringerten Maße aufgrund des geringeren Längenausdehnungskoeffizienten zu Maßänderungen. Beispielsweise kann für den Flanschring, die Schrauben und die Muttern ein hochtemperaturbeständiger austenitischer Stahl vorgesehen sein, der beispielsweise für Temperaturen bis 600 °C ausgelegt ist.According to a further aspect of the invention, the flange body can have a smaller one Have coefficient of linear expansion than the flange ring. In particular, rapid temperature changes of an absorbed fluid then lead to dimensional changes in the flange body only to a lesser extent due to the lower coefficient of linear expansion. For example, a high-temperature-resistant austenitic steel, which is designed for temperatures of up to 600 ° C., for example, can be provided for the flange ring, the screws and the nuts.

Der Flanschkörper kann ebenfalls ein austenitisches Gefüge aufweisen, wobei zur Reduzierung des Längenausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu dem Flanschring Nickel als Legierungselement zweckmäßig sein kann.The flange body can also have an austenitic structure, it being possible to use nickel as an alloying element to reduce the coefficient of linear expansion compared to the flange ring.

Der Längenausdehnungskoeffizient des Flanschkörpers kann zumindest 10 %, insbesondere zumindest 20 % geringer sein als der Längenausdehnungskoeffizient des Flanschringes.The coefficient of linear expansion of the flange body can be at least 10%, in particular at least 20% less than the coefficient of linear expansion of the flange ring.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Flanschverbindung mit zwei Flanschen. welche wie zuvor beschrieben ausgestaltet sind. Zusätzlich umfasst die Flanschverbindung üblicherweise auch eine Dichtung, bevorzugt eine metallische Dichtung.The invention also relates to a flange connection with two flanges. which are designed as described above. In addition, the flange connection usually also comprises a seal, preferably a metallic seal.

Metallische Dichtungen sind je nach metallischem Gefüge für niedrige und/oder hohe Temperaturen geeignet. Beispielsweise kann die die Temperatur bei einem Heißbetrieb über 400 °C, insbesondere über 500 °C oder auch über 550°C betragen.Metallic seals are suitable for low and / or high temperatures depending on the metallic structure. For example, the temperature during hot operation can be over 400 ° C., in particular over 500 ° C. or even over 550 ° C.

Diese Dichtung besteht gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung aus Nickel, wobei gerade Reinnickel mit einer Reinheit von 99,9 % und im besonderen Maße Reinstnickel mit einer Reinheit von 99,99 % geeignet sind.According to a preferred embodiment, this seal consists of nickel, with pure nickel with a purity of 99.9% and, in particular, pure nickel with a purity of 99.99% being suitable.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist es von Vorteil, wenn die Dichtung konvexe Dichtflächen aufweist. Wenn aufgrund thermischer Änderungen und Spannungen die Dichtflächen der angrenzenden Flanschkörper verformt werden bzw. arbeiten, so können diese in einem gewissen Maße auf den konvexen Dichtflächen abrollen, ohne dass dadurch die Abdichtung verloren geht. Selbstverständlich kommen auch andere Dichtungsgeometrien in Betracht, insbesondere wenn als Material nicht Nickel bzw. Reinstnickel vorgesehen ist.According to a further aspect, it is advantageous if the seal has convex sealing surfaces. If the sealing surfaces of the adjacent flange bodies are deformed or work due to thermal changes and stresses, they can roll to a certain extent on the convex sealing surfaces without the seal being lost as a result. Of course, other sealing geometries can also be considered, in particular if nickel or pure nickel is not provided as the material.

Wie zuvor erläutert, sind die erfindungsgemäßen Flansche und eine damit gebildete Flanschkonstruktion im besonderen Maße für schnelle Temperaturänderungen geeignet, um auch dabei einen Verlust der Abdichtung zu vermeiden.As explained above, the flanges according to the invention and a flange construction formed therewith are particularly suitable for rapid temperature changes in order to avoid a loss of the seal in this case as well.

Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb der zuvor beschriebenen Flanschverbindung in einem ein Fluid führenden System unter wiederkehrenden Temperaturwechseln, wobei das Fluid zwischen einen ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus einer Temperaturänderung von zumindest 100 K (Kelvin), üblicherweise zumindest 200 K unterworfen ist und wobei das Fluid bei einem Wechsel zwischen den Betriebsmodi und insbesondere in Abkühlphasen an der Flanschverbindung einer Temperaturänderung von mehr als 10 K/s, insbesondere mehr als 15 K/s und bevorzugt mehr als 20 K/s unterworfen ist. Wie bereits zuvor beschrieben, führen derartig schnelle Temperaturänderungen bei einer Abkühlphase auch zu einer schnellen Abkühlung des Flanschkörpers, wobei der Flanschring und daran angeordnete Schrauben oder vergleichbare Spannmittel zunächst heiß bzw. warm bleiben, sodass insgesamt die Vorspannung weiterhin erhalten ist.Against this background, the invention also relates to a method for operating the flange connection described above in a system carrying a fluid under recurring temperature changes, the fluid changing between a first operating mode and a second operating mode with a temperature change of at least 100 K (Kelvin), usually at least 200 K is subject and wherein the fluid is subjected to a change in temperature of more than 10 K / s, in particular more than 15 K / s and preferably more than 20 K / s when changing between the operating modes and in particular in cooling phases at the flange connection. As already described above, such rapid temperature changes during a cooling phase also lead to rapid cooling of the flange body, with the flange ring and screws or comparable clamping means arranged on it initially remaining hot or warm, so that overall the preload is still maintained.

Als Fluid können aufgrund der besonders vorteilhaften Eigenschaften der Flanschverbindung auch Flüssigkeiten mit einer großen Wärmekapazität vorgesehen sein. Die Flanschverbindung ist somit gerade auch für Anwendungen geeignet, bei denen die Wärmekapazität des Fluid beispielsweise für die Energiegewinnung genutzt wird. Die Flanschverbindung ist insbesondere für solarthermische Kraftwerke, Prozessanlagen, Versuchs- und Testanlagen, insbesondere mit kryogener Kühlung oder auch Arbeitsmaschinen geeignet.Due to the particularly advantageous properties of the flange connection, liquids with a large heat capacity can also be provided as the fluid. The flange connection is therefore also particularly suitable for applications in which the thermal capacity of the fluid is used, for example, to generate energy. The flange connection is particularly suitable for solar thermal power plants, process systems, experimental and test systems, in particular with cryogenic cooling or also work machines.

Die Flanschverbindung kann im Rahmen der Erfindung ohne weiteres für Temperaturbereiche zwischen -200°C und 600°C ausgelegt werden, wobei aber üblicherweise für bestimmte Anwendungen jeweils nicht diese Spanne vollständig abgedeckt wird. Wie zuvor erläutert, beträgt die maximale Temperaturänderung zwischen verschiedenen Betriebsmodi üblicherweise zumindest 200 K, beispielsweise zwischen 300 K und 600 K.In the context of the invention, the flange connection can easily be designed for temperature ranges between -200 ° C. and 600 ° C., but this range is usually not completely covered for certain applications. As explained above, the maximum temperature change between different operating modes is usually at least 200 K, for example between 300 K and 600 K.

Je nach Anwendung können die Temperaturwechsel unterschiedliche häufig erfolgen. Bei Versuchs- und Testanlagen kann der Temperaturwechsel bei einem Test lediglich einmal auftreten, wobei die Versuchs- und Testanlage danach unter Umständen längere Zeit ungenutzt ist. Die erfindungsgemäße Flanschverbindung ist im besonderen Maße aber auch für Anwendungen mit regelmäßigen, vergleichsweise häufigen Temperaturwechseln geeignet, welche mehrmals pro Tag oder auch mehrmals in einer Stunde auftreten können.Depending on the application, the temperature changes can take place with different frequency. In experimental and test systems, the temperature change can only occur once during a test, with the experimental and test system then possibly being idle for a longer period of time. The flange connection according to the invention is particularly suitable for applications with regular, comparatively frequent temperature changes, which can occur several times a day or several times in an hour.

Bei dem Fluid kann es sich beispielsweise um eine Salzschmelze handeln, die in dem System geführt wird, insbesondere wenn die Flanschverbindung bei einem solarthermischen Kraftwerk eingesetzt wird. Natürlich kommen auch andere Fluide wie beispielsweise Thermoöle für diese Anwendung sowie für weitere zuvor genannte Anwendungen in Betracht.The fluid can be, for example, a molten salt that is guided in the system, in particular when the flange connection is used in a solar thermal power plant. Of course, other fluids such as thermal oils are also suitable for this application as well as for other previously mentioned applications.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:

1 eine Flanschverbindung mit zwei Flanschen und einer dazwischen angeordneten Dichtung und
2 die Flanschverbindung gemäß der 1 in einem Ausschnitt mit angedeuteten Temperaturverläufen bei einer schnellen Abkühlung.

The invention is explained below with the aid of a drawing showing only one exemplary embodiment. Show it:

1 a flange connection with two flanges and a seal arranged between them and
2 the flange connection according to the 1 in a section with indicated temperature profiles during rapid cooling.

Die 1 zeigt eine Flanschverbindung mit zwei Flanschen 1 und einer dazwischen angeordneten Dichtung 2.the 1 shows a flange connection with two flanges 1 and a seal therebetween 2 .

Die beiden Flansche 1 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleich ausgeführt. Die Flansche 1 sind jeweils mehrteilig gebildet und umfassen einen Flanschkörper 3 mit einem Flanschbund 4 und mit einem sich von einem Anschlussende weg erstreckenden Rohrabschnitt 5.The two flanges 1 are executed the same in the illustrated embodiment. The flanges 1 are each formed in several parts and include a flange body 3 with a flange collar 4th and having a pipe section extending away from a connection end 5 .

Der Flansch 1 umfasst des Weiteren einen Flanschring 6, der den Flanschkörper 3 umgibt, wobei entlang einer Längsrichtung L gesehen an einem mittleren Abschnitt des Flanschringes 6 ein radialer Spalt 7 zwischen dem Flanschkörper 3 und dem Flanschring 6 verbleibt.The flange 1 further comprises a flange ring 6th holding the flange body 3 surrounds, seen along a longitudinal direction L at a central portion of the flange ring 6th a radial gap 7th between the flange body 3 and the flange ring 6th remains.

Für die Kraftbeaufschlagung des Flanschkörpers 3 über den Flanschring 6 weisen der Flanschkörper 3 und der Flanschring 6 einander zugeordnete Anlageflächen 8a, 8b auf. Ausgehend von den einander zugeordneten Anlageflächen 8a, 8b verläuft dann zu einem rückseitigen Ende des Flansches 1 zunächst der Spalt 7, bevor der Flanschring 6 endseitig mit einem separaten Haltering 9 an dem Rohrabschnitt 5 abgestützt ist. Der Haltering 9 ist dazu mit einem radialen Schenkel 10 an dem Rohrabschnitt 5 angeschweißt, wobei ein axialer Schenkel 11 des Halteringes 9 den Flanschring 6 in radialer Richtung an einer radialen Stufe 12 umgreift.For applying force to the flange body 3 over the flange ring 6th exhibit the flange body 3 and the flange ring 6th mutually assigned contact surfaces 8a , 8b on. Starting from the contact surfaces assigned to one another 8a , 8b then extends to a rear end of the flange 1 first the gap 7th before the flange ring 6th end with a separate retaining ring 9 on the pipe section 5 is supported. The retaining ring 9 is for this purpose with a radial leg 10 on the pipe section 5 welded, with one axial leg 11th of the retaining ring 9 the flange ring 6th in the radial direction at a radial step 12th encompasses.

Durch den Haltering 9 ist der Flanschring 6 in axialer Richtung begrenzt und je nach Ausgestaltung und Betriebseigenschaften auch gehalten. Zusätzlich wird der Flanschring 6 in radialer Richtung durch den axialen Schenkel 11 des Halteringes 9 gehalten. Dies gilt insbesondere, wenn von lediglich angedeuteten Schrauben 13 eine Vorspannung ausgeübt wird und der Flanschring 6 durch den Haltering 9 auch zusätzlich gegen ein Verkippen nach außen fixiert ist.Through the retaining ring 9 is the flange ring 6th limited in the axial direction and also held depending on the design and operating characteristics. In addition, the flange ring 6th in the radial direction through the axial leg 11th of the retaining ring 9 held. This is especially true if only indicated screws 13th a preload is exerted and the flange ring 6th through the retaining ring 9 is also additionally fixed against tilting outwards.

Des Weiteren ist zu erkennen, dass der Flanschring 6 ausgehend von seiner Vorderseite eine zurückspringende Stufe 14 aufweist, an der dann die Anlagefläche 8a des Flanschringes 6 ausgebildet ist. Durch die zurückspringende Stufe 14 kann dabei auch eine Zentrierung und verbesserte Abstützung zwischen dem Flanschkörper 3 und dem Flanschring 6 erreicht werden.It can also be seen that the flange ring 6th starting from its front a step receding 14th has, on which then the contact surface 8a of the flange ring 6th is trained. Through the receding step 14th can also centering and improved support between the flange body 3 and the flange ring 6th can be achieved.

Zu erkennen ist auch, dass der Flanschring 6 einen Kragen 15 aufweist, der sich koaxial zu dem Rohrabschnitt 5 erstreckt. Auch durch diesen Kragen 15 wird eine große axiale Länge des Spaltes 7 erreicht. Insbesondere ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass die Spaltlänge in axialer Richtung, d. h. in Längsrichtung L zumindest 50 % eines Innendurchmessers des Rohrabschnittes 5 beträgt.It can also be seen that the flange ring 6th a collar 15th has, which is coaxial with the pipe section 5 extends. Also through this collar 15th becomes a large axial length of the gap 7th achieved. In particular, it is provided within the scope of the invention that the gap length in the axial direction, ie in the longitudinal direction L, is at least 50% of an inside diameter of the pipe section 5 amounts to.

In der 1 ist auch zu erkennen, dass sich der Flanschkörper 3 an seiner Außenseite und der Flanschring 6 an seiner Innenseite in Richtung des Flanschbundes 4 konisch in radialer Richtung erweitern.In the 1 it can also be seen that the flange body 3 on its outside and the flange ring 6th on its inside in the direction of the flange collar 4th expand conically in the radial direction.

Die zwischen Dichtflächen 16 der Flanschkörper 3 angeordnete Dichtung 2 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Nickel, insbesondere Reinstnickel gebildet. Im Querschnitt ist zu erkennen, dass die Dichtung 2 konvexe Anlageflächen aufweist, sodass die Dichtflächen 16 der Flanschkörper 3 sich bei einer Verformung aufgrund thermischer Verzüge in einem gewissen Maße auf der Dichtung 2 abrollen können.The between sealing surfaces 16 the flange body 3 arranged seal 2 is formed in the illustrated embodiment from nickel, in particular pure nickel. In the cross section it can be seen that the seal 2 Has convex contact surfaces, so that the sealing surfaces 16 the flange body 3 to a certain extent on the seal in the event of deformation due to thermal distortion 2 can roll off.

Aufgrund der mehrteiligen Ausgestaltung der Flansche 1 können die verschiedenen Teile auch leicht aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt werden.Due to the multi-part design of the flanges 1 the different parts can also easily be made from different materials.

So ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Flanschkörper 3 einen geringeren Längenausdehnungskoeffizient als der Flanschring 6 aufweist.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the flange body 3 a lower coefficient of linear expansion than the flange ring 6th having.

Die in der 1 dargestellte Flanschverbindung ist im besonderen Maße für schnelle Temperaturänderungen geeignet. Wenn beispielsweise die Temperatur eines durch die Flanschkörper 3 geführten Fluides stark abfällt, so werden auch die Flanschkörper 3 der beiden Flansche 1 sehr schnell gekühlt. Wenn in gleicher Weise auch eine Abkühlung der Flanschringe 6 resultieren würde, so könnte aufgrund einer Längenausdehnung der zunächst noch warmen Schrauben 13 die Abdichtung nicht ohne weiteres sichergestellt werden.The one in the 1 The flange connection shown is particularly suitable for rapid temperature changes. For example, if the temperature of one through the flange body 3 guided fluids drops sharply, so do the flange bodies 3 of the two flanges 1 chilled very quickly. If in the same way also a cooling of the flange rings 6th would result, it could be due to a linear expansion of the initially still warm screws 13th the seal cannot easily be ensured.

In diesem Zusammenhang wird jedoch im Rahmen der Erfindung durch den Spalt 7 eine gewisse thermische Trennung zwischen dem Flanschkörper 3 und dem Flanschring 5 erreicht. Damit ist im Rahmen der Erfindung gemeint, dass im Vergleich zu einem Vollmaterial die Wärmeleitung erheblich reduziert ist, sodass sich die Temperatur des Flanschringes 6 auch bei einer schnellenIn this context, however, within the scope of the invention through the gap 7th some thermal separation between the flange body 3 and the flange ring 5 achieved. In the context of the invention, this means that the heat conduction is considerably reduced compared to a solid material, so that the temperature of the flange ring is increased 6th even with a fast one

Änderung der Temperatur des Flanschkörpers 3 nur vergleichsweise langsam und verzögert ändert.Change in the temperature of the flange body 3 changes only comparatively slowly and with a delay.

Diese Aspekte sind in der 2 stark schematisiert und vereinfacht dargestellt. Bezogen auf den Querschnitt sind spezifische Temperaturen als eine Art von Höhenlinien dargestellt, während die Schraffuren im Vergleich zu der 1 weggelassen sind.These aspects are in the 2 shown in a highly schematic and simplified manner. In relation to the cross-section, specific temperatures are shown as a kind of contour lines, while the hatching in comparison to the 1 are omitted.

Die 2 beziehen sich auf die in 1 dargestellte Flanschverbindung, in der zunächst ein Fluid mit einer Temperatur von 580 ° gefördert wird, wobei dann das Fluid seine Temperatur mit 25 K/s (Kelvin pro Sekunde) ändert und somit der Flanschkörper 3 sehr schnell abgekühlt wird.the 2 refer to the in 1 Flange connection shown, in which a fluid with a temperature of 580 ° is initially conveyed, the fluid then changing its temperature at 25 K / s (Kelvin per second) and thus the flange body 3 is cooled very quickly.

Es wird ein Zustand betrachtet, bei dem der Rohrabschnitt 5 des Flanschkörpers 3 in einem Abstand zu dem Flanschring 6 durch die Abkühlung bereits eine Temperatur von weniger als 300 °C aufweist. In Richtung des Flanschbundes 4 des Flanschkörpers 3 nimmt dann die Temperatur zu, weil dort mehr Material zuvor eine größere Wärmemenge aufgenommen hat und dort auch die zunächst noch heißen Flanschringe 6 vorgesehen sind.A state is considered in which the pipe section 5 of the flange body 3 at a distance from the flange ring 6th already has a temperature of less than 300 ° C due to the cooling. In the direction of the flange collar 4th of the flange body 3 the temperature then rises because more material has previously absorbed a greater amount of heat there, and there also the flange rings, which are initially still hot 6th are provided.

Die Wärmeleitung zwischen dem Flanschkörper 4 und dem Flanschring 6 ist bei den beiden Flanschen 1 jeweils auf zwei Bereiche, nämlich den Bereich der einander zugeordneten Anlageflächen 8a, 8a einerseits sowie die Abstützung an dem Haltering 9 andererseits begrenzt. Durch den dazwischen verlaufenden Spalt 7 wird dazwischen eine gute thermische Trennung erreicht.The heat conduction between the flange body 4th and the flange ring 6th is at the two flanges 1 in each case on two areas, namely the area of the contact surfaces assigned to one another 8a , 8a on the one hand and the support on the retaining ring 9 on the other hand limited. Through the gap between them 7th a good thermal separation is achieved in between.

An den beiden beschriebenen Kontaktstellen steigt dann die Temperatur an dem Übergang von dem Flanschkörper 3 zu dem Flanschring 6 steil an. Dies führt dazu, dass trotz der bereits weitreichenden Abkühlung des Flanschkörpers 3 der Flanschring 6 insgesamt noch warm ist und insbesondere zwischen den Kontaktstellen noch eine weitgehend einheitliche Temperatur von mehr als 550 °C aufweist.At the two contact points described, the temperature then rises at the transition from the flange body 3 to the flange ring 6th steep. This leads to the fact that, despite the already extensive cooling of the flange body 3 the flange ring 6th overall is still warm and in particular still has a largely uniform temperature of more than 550 ° C between the contact points.

Die weitere Abkühlung des Flanschringes 6 ist somit erheblich verzögert und verlangsamt. Dies führt auch dazu, dass die in der 2 dargestellten Schrauben 13 während der Abkühlung in etwa die gleiche Temperatur wie der Flanschring 6 aufweisen, wodurch die von den Schrauben 13 aufgebrachte Haltekraft auch bei schnellen Temperaturänderungen an dem Flanschkörper 3 nicht verloren geht.The further cooling of the flange ring 6th is thus considerably delayed and slowed down. This also leads to the fact that the 2 illustrated screws 13th roughly the same temperature as the flange ring during cooling 6th exhibit, eliminating the from the screws 13th applied holding force even with rapid temperature changes on the flange body 3 is not lost.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 874849 B [0005, 0007]

Claims

Flange (1) with a flange body (3) having a connection end and a pipe section (5) extending away from the connection end and with a flange ring (6) surrounding the flange body (3) in sections with a radial gap (7), whereby for the application of force of the flange body (3) via the flange ring (6) of the flange body (3) and the flange ring (6) have mutually associated contact surfaces (8a, 8b), characterized in that the flange ring (6) is at an axial distance from its contact surface (8a ) is supported on an outer circumference of the pipe section (5).

Flange (1) Claim 1 , characterized in that the flange ring (6) is supported on the pipe section (5) via a separate retaining ring (9).

Flange (1) Claim 2 , characterized in that the retaining ring (9) surrounds a rear end of the flange ring (6) radially.

Flange (1) Claim 2 or 3 , characterized in that the retaining ring (9) is materially connected to the pipe section (5).

Flange (1) after a Claims 1 until 4th , characterized in that the contact surface (8a) on the flange ring (6) is formed on a step (14) which is set back from a front side of the flange ring (6).

Flange (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the flange ring (6) and the flange body (3) are in contact exclusively in the area of their contact surfaces (8a, 8b) and on the axially spaced support and that in between the radial gap (7) is at least a gap width of 0.5 mm.

Flange (1) Claim 6 , characterized in that the radial gap (7) extends in the axial direction over a gap length which is at least 50% of an inner diameter of the pipe section (5).

Flange (1) according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the flange body (3) at the connection end has a flange collar (4) with a sealing surface (16), the flange body (3) on its outside and the flange ring (6) on its inside in the direction of the flange collar (4) expand radially.

Flange (1) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the flange body (3) has a lower coefficient of linear expansion than the flange ring (6).

Flange connection with two flanges (1) according to one of the Claims 1 until 9 .

Flange connection according to Claim 10 , characterized in that a metallic seal (2) is arranged between the flanges (1).

Flange connection according to Claim 11 , characterized in that the seal (2) is made of nickel.

Flange connection according to Claim 11 or 12th , characterized in that the seal (2) has convex sealing surfaces.

Method for operating a flange connection according to one of the Claims 10 until 13th in a system carrying a fluid under recurring temperature changes, the fluid being subjected to a temperature change of at least 200 K between a first operating mode and a second operating mode and the fluid being subject to a temperature change of more when changing between the operating modes and in particular in cooling phases at the flange connection than 10 K / s (Kelvin per second).

Procedure according to Claim 14 , wherein a liquid, in particular a molten salt, is conducted in the system as the fluid.