DE102020205905A1

DE102020205905A1 - High-pressure sealing arrangement and high-pressure system for the radial sealing of a container closure of a high-pressure container and their use

Info

Publication number: DE102020205905A1
Application number: DE102020205905.5A
Authority: DE
Inventors: Matthias Zeiger; Wilfried Knauf; Peter Nünnerich
Original assignee: ThyssenKrupp AG; Uhde High Pressure Technologies GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; Uhde High Pressure Technologies GmbH
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2021-11-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckanlage mit einer Hochdruckdichtungsanordnung sowie eine Hochdruckdichtungsanordnung zur Abdichtung eines Behälterverschlusses eines Hochdruckbehälters einer Hochdruckanlage, und deren Verwendung. Der Behälterverschluss ist in einem zylindrischen Abschnitt des Hochdruckbehälters angeordnet. Die Hochdruckdichtungsanordnung weist zumindest einen Dichtungsring mit einer sich zumindest axial erstreckenden Innenumfangsfläche und einer sich zumindest axial erstreckenden Außenumfangsfläche sowie einer sich zwischen der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche zumindest radial erstreckenden Stirnfläche und einer der Stirnfläche gegenüberliegenden sich zwischen der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche zumindest radial erstreckenden Rückenfläche zur Ermöglichung der Abdichtung und Anlage an ein Dichtungsringgegenüber auf. Die Rückenfläche des Dichtungsringes ist zumindest abschnittsweise axial nach innen oder nach außen gewölbt und weist insbesondere eine konvexe oder konkave Wölbung auf.The present invention relates to a high-pressure system with a high-pressure seal arrangement and a high-pressure seal arrangement for sealing a container closure of a high-pressure container of a high-pressure system, and the use thereof. The container closure is arranged in a cylindrical section of the high-pressure container. The high-pressure sealing arrangement has at least one sealing ring with an at least axially extending inner circumferential surface and an at least axially extending outer circumferential surface as well as an end surface extending at least radially between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface and a back surface which is at least radially extending between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface and opposite the end surface Enabling of sealing and contact with a sealing ring opposite. The back surface of the sealing ring is at least partially curved axially inward or outward and has in particular a convex or concave curvature.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckdichtungsanordnung zur radialen Abdichtung eines Behälterverschlusses eines Hochdruckbehälters einer Hochdruckanlage sowie eine entsprechende Hochdruckanlage. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer Hochdruckdichtungsanordnung.The present invention relates to a high-pressure sealing arrangement for radial sealing of a container closure of a high-pressure container of a high-pressure system and a corresponding high-pressure system. The invention also relates to the use of a high pressure seal arrangement.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Während einer Hochdruckbehandlung von Produkten werden diese Produkte in einem Hochdruckbehälter, insbesondere einer Hochdruckkammer von einem Hochdruckmedium beaufschlagt und unter einem Druck von bis zu 10.000 bar behandelt. Die Anwendungen von hohen Drücken über 500 bar oder sehr hohen Drücken bis 10.000bar üben besonders auch auf die Dichtungen, insbesondere die Hochdruckdichtungen, welche beispielsweise zwischen dem Hochdruckbehälter und dem Behälterverschluss (Behälterdeckel etc.) angeordnet sind, enorme Kräfte, Druckspannungen, Zugspannung usw. aus. Insbesondere führt der Druckaufbau zu einer Verkleinerung des Volumens der Hochdruckdichtung während sich zeitgleich auch der Einbauraum der Hochdruckdichtung, also der Raum, in welchem die Hochdruckdichtung angeordnet ist, vergrößert. Um diese Veränderungen auszugleichen bzw. zu kompensieren, muss die Hochdruckdichtung ein entsprechendes Dehnungsverhalten, insbesondere eine entsprechende Deformations-Kinematik aufweisen. Dabei werden diese Hochdruckdichtungen auch hohen Belastungsfrequenzen ausgesetzt. Die genannten Hochdrücke führen jedoch auch beim Hochdruckbehälter und beim Behälterverschluss selbst zu erheblichen Dehnungen oder Stauchungen, welche wiederum zu unerwünschter Bildung von Spalten, Fugen oder anderen Öffnungen führen, in welche wiederum die Hochdruckdichtung unvorteilhaft hineinkriechen bzw. sich hineinbewegen kann. Durch ein derartiges Einschieben der Hochdruckdichtung in ungewollt gebildete Öffnungen, kann es unvorteilhaft auch zu dauerhaften Beschädigungen der Hochdruckdichtung kommen, sodass diese entsprechend ausgetauscht werden müssen.During a high-pressure treatment of products, these products are acted upon by a high-pressure medium in a high-pressure container, in particular a high-pressure chamber, and are treated under a pressure of up to 10,000 bar. The applications of high pressures above 500 bar or very high pressures up to 10,000 bar also exert enormous forces, compressive stresses, tensile stress, etc., especially on the seals, in particular the high-pressure seals, which are arranged, for example, between the high-pressure container and the container closure (container lid, etc.) the end. In particular, the pressure build-up leads to a reduction in the volume of the high-pressure seal while at the same time the installation space of the high-pressure seal, that is to say the space in which the high-pressure seal is arranged, also increases. In order to compensate for these changes, the high-pressure seal must have a corresponding expansion behavior, in particular corresponding deformation kinematics. In the process, these high-pressure seals are also exposed to high frequency of loads. However, the high pressures mentioned also lead to considerable expansions or compressions in the high-pressure container and the container closure itself, which in turn lead to the undesired formation of gaps, joints or other openings into which the high-pressure seal can disadvantageously crawl or move. By pushing the high pressure seal into unintentionally formed openings in this way, the high pressure seal can also disadvantageously be permanently damaged, so that it must be replaced accordingly.

In der DE102017215193A1 ist eine Rotationsdichtungsanordnung für Hochdruckanwendungen mit einem Stützring aus einem zähelastisch verformbaren Material beschrieben. Der Dichtring liegt an der abzudichtenden Fläche dynamisch dichtend. Ein gummielastisch verformbares Vorspannelement, dass zwischen der Dichtungshaltestruktur des einen Maschinenteils und dem Stützring angeordnet ist, um den Dichtring über den Stützring in einer zur Dichtfläche orthogonal ausgerichteten Vorspannrichtung gegen die Dichtfläche vorzuspannen, ist ebenfalls angeordnet. Bei Aufbringen des Druckes wird der Stützring mit seinem niederdruckseitigen Stützschenkel zur Dichtfläche hinbewegt und mit seinem hochdruckseitigen Stützschenkel von der Dichtfläche abgehoben. Damit findet hier eine Verkippung des Stützringes und gleichzeitig auch des Dichtringes statt. Etwaige entstehende ungewollte Öffnungen, Spalten etc. während der Druckbeaufschlagung können jedoch mit einer derartigen - bei vornehmlich Wellen angeordneten - Dichtungen nicht geschlossen, insbesondere nicht abgedichtet werden.In the DE102017215193A1 describes a rotary seal arrangement for high pressure applications with a support ring made of a viscoplastic deformable material. The sealing ring lies on the surface to be sealed with a dynamic seal. A rubber-elastic, deformable prestressing element that is arranged between the seal holding structure of the one machine part and the support ring in order to prestress the sealing ring against the sealing surface via the support ring in a prestressing direction orthogonally aligned to the sealing surface is also arranged. When the pressure is applied, the support ring is moved towards the sealing surface with its support leg on the low pressure side and lifted off the sealing surface with its support leg on the high pressure side. Tilting of the support ring and, at the same time, of the sealing ring takes place here. Any unwanted openings, gaps, etc. that arise during the application of pressure, however, cannot be closed, in particular not sealed, with such seals, which are primarily arranged in shafts.

Auch in der EP2492551A1 ist eine hydrodynamische Rotationsdichtung gezeigt, welche zwischen einer ersten Maschinenkomponente, wie einer Welle, und einer zweiten Maschinenkomponente angeordnet ist. Die ringförmige Rotationsdichtung weist dabei flexible Körperlippen sowie einen Energizer auf, mit denen die gewünschte Dichtung erzielt werden soll. Bei derartigen Dichtungskonzepten ist es nicht erforderlich aufgrund von Hochdrücken entstehende Öffnungen und Spalte abzudichten, sondern vielmehr im wesentlichen konstante Systeme langfristig abzudichten.Also in the EP2492551A1 a hydrodynamic rotary seal is shown which is arranged between a first machine component, such as a shaft, and a second machine component. The annular rotary seal has flexible body lips and an energizer with which the desired seal is to be achieved. With such sealing concepts it is not necessary to seal openings and gaps that arise due to high pressures, but rather to seal essentially constant systems over the long term.

In der DE112016005723T5 ist eine Dichtungsvorrichtung für Hochdruck-Hochtemperatur-Anwendungen beschrieben. Die Dichtungsvorrichtung dient dabei vornehmlich dazu einen ringförmigen Raum abzudichten, innerhalb welchem ein Dichtungsring angeordnet ist. Der Querschnitt der Dichtungsringe dehnt sich lateral bei Druckbeaufschlagung aus, um eine Kontaktspannung auf jedes der konzentrisch angeordneten Elemente auszuüben. Diese laterale Ausdehnung führt wieder zu erhöhten Belastungen innerhalb der Materialstruktur des Dichtungsringes und zu einem bekannten frühzeitigen Verschleiß.In the DE112016005723T5 describes a sealing device for high pressure, high temperature applications. The sealing device serves primarily to seal an annular space within which a sealing ring is arranged. The cross-section of the sealing rings expand laterally when pressurized to apply contact stress to each of the concentrically arranged elements. This lateral expansion again leads to increased loads within the material structure of the sealing ring and to a known premature wear.

Die begrenzte Lebensdauer hochbelasteter Hochdruckdichtungen verursacht hohe Prozesskosten aufgrund frühzeitigem Austausch, verbunden mit Anlagenstillständen pro Prozesszyklus. Gleichzeitig sollen jedoch die verwendeten Dichtungen hinsichtlich deren Ausgestaltung und des verwendeten Materials kostengünstig sein.The limited service life of highly stressed high-pressure seals causes high process costs due to early replacement, combined with system downtimes per process cycle. At the same time, however, the seals used should be inexpensive in terms of their design and the material used.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Hochdruckdichtungsanordnung zur radialen Abdichtung eines Behälterverschlusses eines Hochdruckbehälters einer Hochdruckanlage zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Hochdruckdichtungsanordnung sowie eine Hochdruckanlage mit einer Hochdruckdichtungsanordnung zu schaffen, die auf einfache und kostengünstige Art und Weise die Lebensdauer von Dichtungen, insbesondere Hochdruckbehälterdichtungen verbessert bzw. erhöht sowie eine hinreichende Abdichtung; vorteilhaft auch bei einer ungewünschten Spaltbildung zwischen Behälterverschluss und Hochdruckbehälter ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to at least partially remedy the disadvantages described above in the case of a high-pressure seal arrangement for radial sealing of a container closure of a high-pressure container of a high-pressure system. In particular, the object of the present invention is to create a high-pressure seal arrangement and a high-pressure system with a high-pressure seal arrangement which, in a simple and inexpensive manner, improves or increases the service life of seals, in particular high-pressure container seals, as well as adequate sealing; advantageously also made possible in the event of an undesired gap formation between the container closure and the high-pressure container.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Hochdruckdichtungsanordnung zur radialen Abdichtung eines Behälterverschlusses eines Hochdruckbehälters mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Hochdruckanlage mit einer entsprechenden Hochdruckdichtungsanordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8. Ferner wird die voranstehende Aufgabe gelöst durch eine Verwendung einer Hochdruckdichtungsanordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Hochdruckanlage und der Verwendung der Hochdruckdichtungsanordnung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is achieved by a high pressure seal arrangement for radial sealing of a container closure of a high pressure container with the features of claim 1 and by a high pressure system with a corresponding high pressure seal arrangement with the features according to claim 8. Furthermore, the above object is achieved by using a high pressure seal arrangement with the features according to claim 11. Further features and details of the invention emerge from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the high-pressure seal arrangement according to the invention also apply, of course, in connection with the high-pressure system according to the invention and the use of the high-pressure seal arrangement and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is or can always be made to each other .

Die erfindungsgemäße Hochdruckdichtungsanordnung dient zur Abdichtung, insbesondere zur radialen Abdichtung eines Behälterverschlusses eines Hochdruckbehälters einer Hochdruckanlage, wobei der Behälterverschluss in einem zylindrischen Abschnitt des Hochdruckbehälters angeordnet ist. Der Behälterverschluss kann dabei am Außenumfang des Hochdruckbehälters anliegen, in dem der Behälterverschluss auf und teilweise über ein distales Ende des Behälterverschlusses gestülpt ist. Oder der Behälterverschluss liegt an einem Innenumfang des Hochdruckbehälters an, indem der Behälterverschluss zumindest abschnittsweise in den Hochdruckbehälter, insbesondere in einen zylindrischen Abschnitt des Hochdruckbehälters eingebracht ist. Demzufolge ist eine Abdichtung der Kontaktflächen zwischen dem Behälterverschluss und dem Hochdruckbehälter, insbesondere zumindest in radialer Richtung oder wenigstens abschnittsweise auch in axialer Richtung, ausgehend von der Mittellinie eines im Wesentlichen zylindrischen Hochdruckbehälters, erforderlich. Da es bei einer Druckbeaufschlagung des Hochdruckbehälters zu einer Deformierung, insbesondere einer Aufweitung des Hochdruckbehälters kommt, entsteht zwischen diesem Hochdruckbehälter und dem Behälterverschluss ein Spalt, welcher sich zumindest in radialer Richtung ausdehnt. Die erfindungsgemäße Hochdruckdichtungsanordnung dient dazu diesen Spalt insbesondere in radialer Richtung abzudichten und dient demnach auch als radiale Hochdruckdichtungsanordnung. Die erfindungsgemäße Hochdruckdichtungsanordnung weist zumindest einen Dichtungsring mit einer sich zumindest axial (und auch in Umfangsrichtung) erstreckenden Innenumfangsfläche und einer sich zumindest axial (und auch in Umfangsrichtung) erstreckenden Außenumfangsfläche sowie einer sich zwischen der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche zumindest radial, also in Querrichtung (und auch in Umfangsrichtung) erstreckenden Stirnfläche und einer der Stirnfläche gegenüberliegenden sich zwischen der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche zumindest radial, also in Querrichtung (und auch in Umfangsrichtung) erstreckenden Rückenfläche zur Ermöglichung der Abdichtung und Anlage an ein Dichtungsringgegenüber auf. Insbesondere die Rückenfläche dient vorteilhaft zur Ermöglichung einer Abdichtung zwischen dem Hochdruckbehälter und dem Behälterverschluss. Zudem ist die Rückenfläche des Dichtungsringes erfindungsgemäß zumindest abschnittsweise axial, also in Längsrichtung betrachtet, nach innen oder nach außen gewölbt bzw. gekrümmt bzw. gebogen und weist insbesondere eine konvexe Wölbung oder konkave Wölbung (Form) auf, welche sich vorteilhaft entlang der Umfangsrichtung, also umlaufend erstreckt. Die Krümmung / Wölbung der Rückenfläche bewirkt, dass während einer Beaufschlagung des Hochdruckbehälters mit Hochdruck der Dichtungsring derart im Dichtungsmaterial verteilte Dehnungsbewegungen aufweist, dass keine hohen lokalen Spitzenbelastungen entstehen, wodurch vorteilhaft die Lebensdauer des Dichtungsringes, insbesondere dessen durchlaufende Druck-Zyklen erhöht werden. Vorteilhaft ermöglicht die Krümmung / Wölbung der Rückenfläche eine Deformierung im Sinne einer Rückwölbung der Kantenbereiche (Flanken) der Rückenfläche bei Vorliegen einer konvexen Wölbung oder der Vorwölbung des mittleren Dellentalbereichs der Rückenfläche bei Vorliegen einer konkaven Wölbung bzw. Delle. Vorteilhaft ist, dass eine materialermüdende Dehnung, insbesondere radiale Dehnung des Dichtungsringes, wie diese aus dem allgemeinen Stand der Technik hinreichend bekannt ist, deutlich reduziert wird. Die Rückenfläche liegt vorteilhaft nach der Druckbeaufschlagung des Hochdruckbehälters derart an einem Dichtungsringgegenüber an, dass vorteilhaft auch ein während der Druckbeaufschlagung ungewollt entstehender Spalt abgedichtet ist. Als Dichtungsringgegenüber dient dabei beispielsweise eine Seitenfläche eines Einbauraumes zur Aufnahme des Dichtungsringes oder auch eine Seitenfläche eines Stützringes einer ebenfalls im Einbauraum angeordneten Stützringanordnung, wie nachfolgend noch detaillierter beschrieben.The high-pressure sealing arrangement according to the invention is used for sealing, in particular for radial sealing of a container closure of a high-pressure container of a high-pressure system, the container closure being arranged in a cylindrical section of the high-pressure container. The container closure can rest on the outer circumference of the high-pressure container in which the container closure is slipped onto and partially over a distal end of the container closure. Or the container closure rests against an inner circumference of the high-pressure container in that the container closure is introduced at least in sections into the high-pressure container, in particular into a cylindrical section of the high-pressure container. Accordingly, the contact surfaces between the container closure and the high-pressure container must be sealed, in particular at least in the radial direction or at least in sections also in the axial direction, starting from the center line of an essentially cylindrical high-pressure container. Since the high-pressure container is deformed when pressure is applied to the high-pressure container, in particular a widening of the high-pressure container, a gap is created between this high-pressure container and the container closure which expands at least in the radial direction. The high-pressure seal arrangement according to the invention serves to seal this gap, in particular in the radial direction, and accordingly also serves as a radial high-pressure seal arrangement. The high-pressure sealing arrangement according to the invention has at least one sealing ring with an at least axially (and also in the circumferential direction) extending inner circumferential surface and an at least axially (and also in the circumferential direction) extending outer circumferential surface and one between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface at least radially, i.e. in the transverse direction (and also in the circumferential direction) and an end face opposite the end face between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface at least radially, i.e. in the transverse direction (and also in the circumferential direction), to enable sealing and contact with a sealing ring opposite. In particular, the back surface is used advantageously to enable a seal between the high-pressure container and the container closure. In addition, according to the invention, the back surface of the sealing ring is at least partially axially, i.e. viewed in the longitudinal direction, arched inward or outward or curved or bent and in particular has a convex curvature or concave curvature (shape), which advantageously extends along the circumferential direction, i.e. extends circumferentially. The curvature / curvature of the back surface has the effect that when the high pressure container is subjected to high pressure, the sealing ring exhibits expansion movements distributed in the sealing material in such a way that no high local peak loads arise, which advantageously increases the service life of the sealing ring, in particular its continuous pressure cycles. The curvature / arching of the back surface advantageously enables a deformation in the sense of a back arching of the edge areas (flanks) of the back surface in the presence of a convex arch or the protrusion of the central dellental area of the back surface in the presence of a concave arch or dent. It is advantageous that a material-fatiguing expansion, in particular radial expansion of the sealing ring, as this is sufficiently known from the general prior art, is significantly reduced. After the application of pressure to the high-pressure container, the back surface rests against a sealing ring opposite in such a way that a gap that undesirably arises during the application of pressure is also advantageously sealed. For example, a side surface of an installation space for receiving the sealing ring or a side surface of a support ring of a support ring arrangement also arranged in the installation space serves as the sealing ring opposite, as will be described in more detail below.

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung weist die Hochdruckdichtungsanordnung eine Stützringanordnung umfassend wenigstens einen Stützring auf. Der Stützring kontaktiert vorteilhaft die Rückenfläche des Dichtungsringes wenigstens abschnittsweise. Es ist auch denkbar, dass die Hochdruckdichtungsanordnung eine Stützringanordnung umfassend wenigstens zwei Stützringe, nämlich einen äußeren Stützring und einen inneren Stützring aufweist, wobei beide Stützringe einander kontaktierend angeordnet sind und zumindest der innere Stützring die Rückenfläche des Dichtungsringes wenigstens abschnittsweise kontaktiert. Eine Stützringanordnung für Hochdruckdichtungen ist beispielsweise in der EP2805087B1 beschrieben, deren Inhalt hiermit vollumfänglich in Anspruch genommen wird. Die Stützringanordnung dient vorteilhaft zur Abstützung sowie dem Schutz des Dichtungsringes, insbesondere um eine etwaige Beschädigung des Dichtungsringes durch Extrusion von Dichtungsmaterials in einen beim Druckaufbau entstehenden Spalte zu verhindern. Vorteilhaft weist die Stützringanordnung ein Material, wie PTFE (Polytetrafluorethylen) oder anderen Hochleistungskunststoffen oder Metalllegierungen aus zum Beispiel Titan oder Kupfer auf. Es ist auch denkbar, dass bei Vorliegen von zwei oder mehr Stützringen der Stützringanordnung jeder der Stützringe aus einem anderen Material gefertigt ist. Der wenigstens eine Stützring weist beispielsweise einen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt auf. Bei Vorliegen von zwei oder mehr Stützringen pro Stützringanordnung weisen die Stützringe vorteilhaft eine aufeinander abgestimmte geometrische Form auf, welche es ermöglicht die Stützringe abstützend aneinander anzuordnen und gegebenenfalls ein aneinander vorbei Gleiten bei Auftreten der Einbauraumvergrößerung bei Druckbeaufschlagung zu ermöglichen. Es ist auch denkbar, dass einer der Stützringe oder der zumindest eine Stützring durch den Behälterverschluss selbst gebildet ist und folglich ein Bestandteil des Behälterverschlusses darstellt. Im Zusammenhang mit der Hochdruckbehandlung von Lebensmitteln oder andere isostatischen Hochdruckanwendungen, bei denen der Behälterverschluss häufig aus dem Hochdruckbehälter herausgenommen und auch wiedereingeführt werden muss, ist es vorteilhaft die Stützringanordnung derart zu gestalten, dass diese im drucklosen Zustand ein hinreichendes Spiel und somit einen hinreichenden Spalt zur Hochdruckbehälterinnenwand und/oder zum Behälterverschluss aufweist. In der später detailliert beschriebenen 1 ist eine entsprechende Anwendungssituation dargestellt. In diesem Zusammenhang ist eine Dichtungsringgeometrie mit konvexer Rückwand besonders vorteilhaft, weil erst bei einem höheren Druckniveau die Rückwölbung der Rückenfläche des Dichtungsringes gegen die entsprechende Gegenfläche der Stützringanordnung abgeschlossen ist, insbesondere bei einem Druckniveau bei dem der spielbedingte Spalt bereits geschlossen ist. Dadurch wird die Extrusion von Dichtungsmaterial wirkungsvoll verhindert. According to a further development of the invention, the high-pressure seal arrangement has a support ring arrangement comprising at least one support ring. The support ring advantageously makes contact with the back surface of the sealing ring, at least in sections. It is also conceivable that the high-pressure seal arrangement is a support ring arrangement comprising at least two support rings, namely an outer support ring and an inner support ring, wherein both support rings are arranged in contact with one another and at least the inner support ring contacts the back surface of the sealing ring at least in sections. A support ring assembly for high pressure seals is for example in EP2805087B1 the content of which is hereby fully utilized. The support ring arrangement is advantageously used to support and protect the sealing ring, in particular to prevent any damage to the sealing ring from the extrusion of sealing material into a gap that occurs during pressure build-up. The support ring arrangement advantageously has a material such as PTFE (polytetrafluoroethylene) or other high-performance plastics or metal alloys made of, for example, titanium or copper. It is also conceivable that when there are two or more support rings of the support ring arrangement, each of the support rings is made from a different material. The at least one support ring has, for example, a rectangular or trapezoidal cross section. If there are two or more support rings per support ring arrangement, the support rings advantageously have a coordinated geometric shape, which makes it possible to arrange the support rings in a supporting manner and, if necessary, to allow them to slide past each other when the installation space increases when pressure is applied. It is also conceivable that one of the support rings or the at least one support ring is formed by the container closure itself and consequently represents a component of the container closure. In connection with the high-pressure treatment of foodstuffs or other isostatic high-pressure applications, in which the container closure often has to be removed from the high-pressure container and also reintroduced, it is advantageous to design the support ring arrangement in such a way that it has sufficient play and thus a sufficient gap for the pressureless state Has high pressure container inner wall and / or to the container closure. In the later detailed 1 a corresponding application situation is shown. In this context, a sealing ring geometry with a convex rear wall is particularly advantageous because the backward curvature of the back surface of the sealing ring against the corresponding counter surface of the support ring arrangement is only completed at a higher pressure level, in particular at a pressure level at which the clearance-related gap is already closed. This effectively prevents the extrusion of sealing material.

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung ist der Dichtungsring ein C-Profil Dichtungsring, auch Nutring-Dichtung genannt, dessen Stirnfläche eine erste Dichtungslippe und eine zweite Dichtungslippe sowie ein Lichtmaß bzw. eine Lichte oder ein lichtes Maß, welches zwischen den Dichtungslippen ausgebildet ist, aufweist. Die Größe bzw. Ausprägung des Lichtmaßes kann unterschiedlich sein und ist nicht auf eine definierte Größe bzw. Ausprägung eingeschränkt. Vorteilhaft ermöglicht die Lichte einen biegeweichen Grund für die oben beschriebenen Dichtlippen, sodass die Profilhöhe des Dichtungsringes im Bereich der (für die Fluiddichtigkeit verantwortlichen) Dichtlippen ein großes Übermaß zum Einbauraum der Dichtung aufweisen kann und folglich ein prozesssicheres Abdichten des Hochdruckbehälters gewährleistet ist. Das gewünschte Deformationsverhalten der Rückenfläche des Dichtungsringes während der Druckbeaufschlagung wird dabei vorteilhaft nicht behindert. Das bedeutet, dass anstelle einer ansonsten starken Dehnung, insbesondere Radialdehnung der Rückenfläche des Dichtungsringes diese sich nun, wie oben beschrieben, ungehindert hin zu einer planaren Rückenfläche zurückwölbt bzw. aufwölbt.According to a further development of the invention, the sealing ring is a C-profile sealing ring, also called a U-ring seal, the end face of which has a first sealing lip and a second sealing lip as well as a clearance or a clearance or a clearance that is formed between the sealing lips. The size or shape of the clearance can be different and is not restricted to a defined size or shape. The light advantageously enables a pliable base for the sealing lips described above, so that the profile height of the sealing ring in the area of the sealing lips (responsible for the fluid tightness) can have a large excess to the installation space of the seal and consequently a process-reliable sealing of the high-pressure container is guaranteed. The desired deformation behavior of the back surface of the sealing ring during the application of pressure is advantageously not hindered. This means that instead of an otherwise strong expansion, in particular radial expansion, of the back surface of the sealing ring, this now, as described above, arches or arches back unhindered towards a planar back surface.

Es ist alternativ denkbar, dass die Stirnfläche des Dichtungsringes zumindest abschnittsweise axial (also in Längsrichtung betrachtet) nach innen oder nach außen gewölbt bzw. gekrümmt bzw. gebogen ist, insbesondere eine konvexe oder konkave Wölbung (Form) aufweist. Es ist zudem denkbar, dass auch die Dichtungslippen selbst zusätzlich eine sich in axialer Richtung betrachtete konvexe oder konkave Wölbung oder Struktur aufweisen. Diese konvexen oder konkaven Wölbungen der Stirnfläche und/oder der Dichtungslippen selbst erstrecken sich vornehmlich entlang der Umfangsrichtung. Die Ausgestaltung der Stirnfläche des Dichtungsringes trägt vorteilhaft dazu bei die gewünschte Deformierung / Deformation der Rückenfläche des Dichtungsringes zu unterstützen, wie bereits oben genannt. Zudem ist die Ausgestaltung der Stirnfläche des Dichtungsringes auch abhängig vom Einsatzgebiet der Hochdruckdichtungsanordnung, der Einbaulage usw.Alternatively, it is conceivable that the end face of the sealing ring is at least partially axially (i.e. viewed in the longitudinal direction) arched or curved or bent inward or outward, in particular having a convex or concave curvature (shape). It is also conceivable that the sealing lips themselves also additionally have a convex or concave curvature or structure viewed in the axial direction. These convex or concave bulges of the end face and / or the sealing lips themselves extend primarily along the circumferential direction. The design of the end face of the sealing ring advantageously contributes to supporting the desired deformation / deformation of the back surface of the sealing ring, as already mentioned above. In addition, the design of the end face of the sealing ring is also dependent on the area of application of the high-pressure seal arrangement, the installation position, etc.

Es ist des Weiteren denkbar, dass die Stirnfläche des Dichtungsringes kongruent zur Rückenfläche des Dichtungsringes ausgebildet ist, insbesondere, dass die Stirnfläche eine konvexe Wölbung bzw. Krümmung aufweist, welche kongruent zur konvexen Wölbung bzw. Krümmung der Rückenfläche ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die Stirnfläche und die Rückenfläche des Dichtungsringes eine vergleichbare, insbesondere identische Ausformung aufweisen. Dadurch werden vorteilhaft die Herstellkosten des Dichtungsringes reduziert und dessen Stabilität erhöht.It is also conceivable that the end face of the sealing ring is congruent to the back surface of the sealing ring, in particular that the end face has a convex curvature or curvature which is congruent to the convex curvature or curvature of the back surface. This means that the end face and the back face of the sealing ring have a comparable, in particular identical shape. This advantageously reduces the manufacturing costs of the sealing ring and increases its stability.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist es denkbar, dass die Stirnfläche des Dichtungsringes inkongruent, insbesondere gegensätzlich zur Rückenfläche des Dichtungsringes ausgebildet ist, insbesondere, dass die Stirnfläche eine konkave Wölbung, insbesondere Delle (Vertiefung) und die Rückenfläche eine konvexe Wölbung aufweisen. Es ist auch denkbar, dass die Rückenfläche eine konkave Wölbung, insbesondere Delle (Vertiefung) und die Stirnfläche eine konvexe Wölbung aufweisen. Eine derartige Ausgestaltung des Dichtungsringes ermöglicht vorteilhaft ein einfaches und prozesssicheres Deformieren des Dichtungsringes im Bereich der Rückenfläche derart, dass die Krümmung, Delle oder anderweitig entsprechende Verformung reduziert, vorteilhaft vollständig aufgehoben wird. Unter einer Reduzierung bzw. einer Aufhebung der genannten Deformierung wird eine Erzeugung einer sich zumindest in Querrichtung (und in Umfangsrichtung) erstreckenden im Wesentlichen planaren Rückenfläche des Dichtungsringes verstanden. Eine im Wesentlichen planare Rückenfläche kann im Rahmen der Erfindung eine geringfügige, für die prozesssichere Abdichtung nicht relevante Deformierung oder Wellung etc. aufweisen. Eine erzeugte planare Rückenfläche ermöglicht vorteilhaft zudem das hinreichende Anlegen etwaiger Dichtlippen (sofern vorhanden) und/oder der Dichtungsseiten, wie der Außenumgangsfläche, um eine hinreichende Abdichtung zwischen dem Hochdruckbehälter und dem Behälterverschluss, ermöglicht durch das Anlegen der Rückenfläche an ein entsprechendes Dichtungsringgegenüber, wie eine entsprechende Wandung des Einbauraumes oder einen entsprechend positionierten Stützring, zu erzeugen. Dies wird nachfolgend noch ausführlicher beschrieben.According to an alternative embodiment, it is conceivable that the end face of the sealing ring is incongruent, in particular opposite to the back surface of the sealing ring, in particular that the end face is concave Curvature, in particular dent (depression) and the back surface have a convex curvature. It is also conceivable that the back surface has a concave curvature, in particular a dent (depression), and the front surface has a convex curvature. Such a configuration of the sealing ring advantageously enables a simple and reliable deformation of the sealing ring in the area of the back surface in such a way that the curvature, dent or otherwise corresponding deformation is reduced, advantageously completely eliminated. A reduction or elimination of said deformation is understood to mean the creation of an essentially planar back surface of the sealing ring that extends at least in the transverse direction (and in the circumferential direction). In the context of the invention, an essentially planar back surface can have a slight deformation or corrugation, etc. that is not relevant for the reliable sealing. A generated planar back surface advantageously also enables the adequate application of any sealing lips (if present) and / or the sealing sides, such as the outer circumferential surface, in order to achieve an adequate seal between the high-pressure container and the container closure, made possible by applying the back surface to a corresponding sealing ring opposite, such as a corresponding wall of the installation space or a correspondingly positioned support ring to generate. This is described in more detail below.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist zumindest die Innenumfangsfläche oder die Außenumfangsfläche, in Längsrichtung (axial) betrachtet, planar ausgebildet. Eine planare Ausbildung bedeutete hier im Rahmen der Erfindung, dass die benannte Fläche, insbesondere deren Oberfläche, keine konvexe oder konkave Wölbung aufweist. Demzufolge ist es auch möglich, dass beide Flächen, nämlich die Innenumfangsfläche und die Außenumfangsfläche, zumindest in Längsrichtung (axial) betrachtet, planar ausgebildet sind. Eine derartige Ausbildung des Dichtungsringes ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung des Dichtungsringes. Es ist jedoch auch denkbar, dass zumindest die Innenumfangsfläche oder die Außenumfangsfläche eine konvexe Wölbung oder eine konkave Wölbung, insbesondere konkave Delle aufweist. Das bedeutet, dass entweder die Innenumfangsfläche eine konvexe Wölbung aufweist, während die Außenumfangsfläche planar ausgebildet oder konvex gewölbt oder konkav gewölbt bzw. gekrümmt ist, oder vice versa.According to one embodiment of the invention, at least the inner circumferential surface or the outer circumferential surface, viewed in the longitudinal direction (axially), is planar. In the context of the invention, a planar design means that the named surface, in particular its surface, has no convex or concave curvature. Accordingly, it is also possible for both surfaces, namely the inner circumferential surface and the outer circumferential surface, to be planar, viewed at least in the longitudinal direction (axially). Such a design of the sealing ring enables a simple and inexpensive production of the sealing ring. However, it is also conceivable that at least the inner circumferential surface or the outer circumferential surface has a convex curvature or a concave curvature, in particular a concave dent. This means that either the inner circumferential surface has a convex curvature, while the outer circumferential surface is planar or is convexly curved or concave or curved, or vice versa.

Es ist ebenfalls denkbar, dass die Stirnfläche wenigstens einen Vorsprung, wie eine Nase, Zipfel, Ausläufer etc. aufweist. Dieser wenigstens eine Vorsprung erstreckt sich vorteilhaft axial, also in Längsrichtung und/oder radial, also in Querrichtung nach außen in Richtung der Außenumfangsfläche betrachtet oder axial und/oder radial nach innen in Richtung der Innenumfangsfläche betrachtet. Auch ist es denkbar, dass die Stirnfläche zwei derartige Vorsprünge aufweist, wobei sich einer der Vorsprünge axial und/oder radial nach außen in Richtung der Außenumfangsfläche betrachtet erstreckt, während sich der andere der Vorsprünge axial und/oder radial nach innen in Richtung der Innenumfangsfläche betrachtet, erstreckt. Vorteilhaft ergibt sich hierdurch lokal eine erhöhte Andruckkraft, so dass insbesondere bei kleinen Drücken die Anfangsdichtheit verbessert ist. Bei höheren Drücken sind die Dichtungen vorteilhaft selbstverstärkend dichtend.It is also conceivable that the end face has at least one projection, such as a nose, tip, tail, etc. This at least one projection advantageously extends axially, that is to say in the longitudinal direction and / or radially, that is to say in the transverse direction outwardly in the direction of the outer circumferential surface or viewed axially and / or radially inward in the direction of the inner circumferential surface. It is also conceivable that the end face has two such projections, one of the projections extending axially and / or radially outward in the direction of the outer peripheral surface, while the other of the projections extends axially and / or radially inward in the direction of the inner peripheral surface , extends. This advantageously results in an increased pressure force locally, so that the initial tightness is improved, particularly at low pressures. At higher pressures, the seals are advantageously self-reinforcing.

Gemäß einem weiteren (zweiten) Aspekt der Erfindung ist eine Hochdruckanlage zur Hochdruckbehandlung eines Produktes beansprucht. Die Hochdruckanlage weist einen Hochdruckbehälter sowie einen den Hochdruckbehälter verschließenden Behälterverschluss auf. Der Behälterverschluss weist einen ringförmigen Einbauraum zur Aufnahme einer Hochdruckdichtungsanordnung, wie zuvor beschrieben, auf. Die Hochdruckanlage weist die Hochdruckdichtungsanordnung, wie zuvor beschrieben, zur Abdichtung eines zumindest während eines mit Hochdruck beaufschlagten Zustandes des Hochdruckbehälters entstehenden Spaltes zwischen dem Hochdruckbehälter und dem Behälterverschluss auf. Als Hochdruckanlage ist dabei beispielsweise eine HPP - Hochdruckkonservierungs-Anlage für Lebensmittel - zu verstehen, bei welcher bekannter Weise Hochdrücke von bis zu 6000bar, teils sogar noch höher, als üblicher Prozessdruck eingesetzt werden. Beim Aufbringen eines derartigen hohen Druckes während der Produktbehandlung eines Produktes, wie eines Lebensmittels, innerhalb des mit dem Behälterverschluss verschlossenen Hochdruckbehälters, kommt es zu einer für die Hochdruckdichtungsanordnung zwischen Behälterverschluss und Hochdruckbehälter ungünstiger Aufweitung des Einbauraumes und einer dadurch entstehenden Spaltbildung. Zeitgleich verringert sich das Volumen der innerhalb des Einbauraumes angeordneten Hochdruckdichtungsanordnung bzw. des verwendeten Dichtungsringes. In grundlegend bekannter Weise versucht der Dichtungsring dieser Volumenverringerung entgegen zu wirken, indem dieser sich immer weiter innerhalb des ihm zur Verfügung stehenden Raumes ausweitet bzw. ausdehnt. Diese Ausdehnung verursacht jedoch wiederum eine Ermüdung des Dichtungsringmaterials mit daraus resultierender Beschädigung des Dichtungsringmaterials, wodurch dieser kontinuierlich an Dichtwirkung verliert und ausgetauscht werden muss. Demgegenüber erfüllt die erfindungsgemäße Hochdruckdichtungsanordnung die erforderliche Aufweitung zur Sicherstellung der Dichtwirkung vorteilhaft vorranging durch eine Deformierung, insbesondere Rückwölbung der Rückenfläche des Dichtungsringes.According to a further (second) aspect of the invention, a high-pressure system for high-pressure treatment of a product is claimed. The high-pressure system has a high-pressure container and a container closure that closes the high-pressure container. The container closure has an annular installation space for receiving a high-pressure seal arrangement, as described above. The high-pressure system has the high-pressure sealing arrangement, as described above, for sealing a gap between the high-pressure container and the container closure that occurs at least when the high-pressure container is under high pressure. A high-pressure system is, for example, an HPP - high-pressure preservation system for food - in which, as is known, high pressures of up to 6000 bar, sometimes even higher than the usual process pressure, are used. When such a high pressure is applied during the product treatment of a product, such as a foodstuff, inside the high-pressure container closed with the container closure, there is an unfavorable expansion of the installation space for the high-pressure seal arrangement between the container closure and the high-pressure container and a resulting gap. At the same time, the volume of the high-pressure sealing arrangement or the sealing ring used, which is arranged within the installation space, is reduced. In a fundamentally known manner, the sealing ring tries to counteract this reduction in volume by expanding or expanding it further and further within the space available to it. However, this expansion in turn causes fatigue of the sealing ring material with the resultant damage to the sealing ring material, as a result of which it continuously loses its sealing effect and has to be replaced. In contrast, the high-pressure sealing arrangement according to the invention fulfills the required expansion to ensure the sealing effect, advantageously primarily through deformation, in particular arching back, of the back surface of the sealing ring.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Einbauraum eine sich radial (also in Querrichtung) sowie in Umfangsrichtung des Behälterverschlusses erstreckende Seitenfläche und eine sich axial (also in Längsrichtung) sowie in Umfangsrichtung des Behälterverschlusses erstreckende Bodenfläche auf. Die Positions- und Richtungsbezeichnungen basieren auf der Betrachtung einer Mittelachse eines zylinderförmigen Abschnittes des Behälterverschlusses. Vorteilhaft weist der Behälterverschluss einen zylinderförmigen Abschnitt auf, welcher in einen entsprechenden zylinderförmigen Abschnitt des Hochdruckbehälters eingreift. Die Innenumfangsfläche des Dichtungsringes ist zu der Bodenfläche des Einbauraumes und die Rückenfläche des Dichtungsringes zu der Seitenfläche des Einbauraumes ausgerichtet. Es ist denkbar, dass die Rückenfläche des Dichtungsringes die Seitenfläche des Einbauraumes - im drucklosen Zustand - zumindest abschnittsweise kontaktiert, insbesondere, wenn der Dichtungsring ohne Stützringanordnung innerhalb des Einbauraumes angeordnet ist. Ist eine Stützringanordnung oder zumindest ein Stützring innerhalb des Einbauraumes angeordnet, so ist diese/dieser vorteilhaft zwischen dem Dichtungsring und der Seitenfläche des Einbauraumes positioniert. Demnach ist es anderenfalls auch denkbar, dass bei einer Anordnung zumindest eines Stützringes innerhalb des Einbauraumes der Dichtungsring, insbesondere die Rückenfläche des Dichtungsringes, den Stützring - im drucklosen Zustand - zumindest abschnittsweise kontaktiert.According to one embodiment, the installation space has a side surface extending radially (i.e. in the transverse direction) and in the circumferential direction of the container closure and a bottom surface extending axially (i.e. in the longitudinal direction) and in the circumferential direction of the container closure. The position and direction designations are based on the consideration of a central axis of a cylindrical section of the container closure. The container closure advantageously has a cylindrical section which engages in a corresponding cylindrical section of the high-pressure container. The inner circumferential surface of the sealing ring is aligned with the bottom surface of the installation space and the back surface of the sealing ring with the side surface of the installation space. It is conceivable that the back surface of the sealing ring contacts the side surface of the installation space - in the pressureless state - at least in sections, in particular if the sealing ring is arranged within the installation space without a support ring arrangement. If a support ring arrangement or at least one support ring is arranged within the installation space, it is advantageously positioned between the sealing ring and the side surface of the installation space. Accordingly, it is otherwise also conceivable that with an arrangement of at least one support ring within the installation space, the sealing ring, in particular the back surface of the sealing ring, makes contact with the support ring - in the unpressurized state - at least in sections.

In einem drucklosen Zustand des Hochdruckbehälters ist der Dichtungsring derart im Einbauraum angeordnet, dass zwischen dem Dichtungsring und der Seitenfläche des Einbauraums zumindest abschnittsweise ein Hohlraum ausgebildet ist. Entsprechendes gilt für die oben genannte Anordnung eines Stützringes innerhalb des Einbauraums. In diesem Falle ist zwischen dem Dichtungsring und dem Stützring zumindest abschnittweise ein Hohlraum ausgebildet. Dieser Hohlraum wird im Wesentlichen aufgrund der vorliegenden konkaven oder konvexen Struktur bzw. Wölbung bzw. Krümmung der Rückenfläche des Dichtungsringes verursacht. Das bedeutet, das beispielsweise bei Vorliegen einer konvexen Wölbung diese Wölbung die Seitenfläche des Einbauraumes oder den Stützring kontaktiert, während die Endbereiche, insbesondere die Flanken dieser Wölbung von der Seitenfläche des Einbauraumes bzw. von dem Stützring beabstandet angeordnet sind und dadurch ein Hohlraum erzeugt ist.In a pressureless state of the high-pressure container, the sealing ring is arranged in the installation space in such a way that a cavity is formed at least in sections between the sealing ring and the side surface of the installation space. The same applies to the above-mentioned arrangement of a support ring within the installation space. In this case, a cavity is formed at least in sections between the sealing ring and the support ring. This cavity is essentially caused by the concave or convex structure or curvature or curvature of the back surface of the sealing ring. This means that, for example, when there is a convex curvature, this curvature contacts the side surface of the installation space or the support ring, while the end areas, in particular the flanks of this curvature, are arranged at a distance from the side surface of the installation space or from the support ring, thereby creating a cavity.

Bei einer Ausgestaltung mit einer Stützringanordnung aufweisend zwei Stützringe, nämlich einem innerhalb des Einbauraumes angeordneten äußeren Stützringes und eines innerhalb des Einbauraumes angeordneten inneren Stützringes, findet beispielsweise folgende Anordnung statt. Der äußere Stützring liegt an der Seitenfläche des Einbauraumes an und kontaktiert die Seitenfläche zumindest abschnittsweise, wobei der innere Stützring zwischen dem äußeren Stützring und dem Dichtungsring angeordnet ist. Die Innenumfangsfläche des Dichtungsringes ist zu der Bodenfläche des Einbauraumes und die Rückenfläche des Dichtungsringes ist zu dem inneren Stützring ausgerichtet. Das bedeutet, dass in einem drucklosen Zustand des Hochdruckbehälters der Dichtungsring derart im Einbauraum angeordnet ist, dass zwischen dem Dichtungsring und dem inneren Stützring ein Hohlraum, wie oben bereits beschrieben, ausgebildet ist.In an embodiment with a support ring arrangement having two support rings, namely an outer support ring arranged within the installation space and an inner support ring arranged within the installation space, the following arrangement takes place, for example. The outer support ring rests on the side surface of the installation space and makes contact with the side surface at least in sections, the inner support ring being arranged between the outer support ring and the sealing ring. The inner peripheral surface of the sealing ring is aligned with the bottom surface of the installation space and the back surface of the sealing ring is aligned with the inner support ring. This means that in a pressureless state of the high-pressure container, the sealing ring is arranged in the installation space in such a way that a cavity, as already described above, is formed between the sealing ring and the inner support ring.

Es ist grundlegend bekannt, dass Stützringe erst ab einem definierten Druck einen durchgehenden Kontakt zur Wandung des Hochdruckbehälters gewährleisten. Dank der konvexen oder konkaven Krümmung bzw. Wölbung bzw. Bogenform der Rückenfläche des Dichtungsringes findet bei einer Druckbeaufschlagung, wie oben genannt, eine „Rückwölbung“ der Rückenfläche mit sehr geringer Dehnung des Dichtungsringes statt. Hierdurch kommt es ebenfalls erst ab oben genanntem definiertem Druck zu einem Anlegen der Rückenfläche des Dichtungsringes an den Stützring, wodurch vorteilhaft einer Erosion des Dichtungsringes, insbesondere dessen Flankenbereiche aufgrund einer Extrusion von Dichtungsringmaterial in den entstehenden Spalt hinein, entgegengewirkt wird. Dieser Erosion wird vorteilhaft auch ohne Verwendung eines Stützringes oder einer Stützringanordnung entgegengewirkt, da das „Rückwölben“ der Rückenfläche einer Extrusion des Dichtungsmaterials in den entstehenden Spalt hinein positiv entgegenwirkt.It is fundamentally known that support rings only ensure continuous contact with the wall of the high-pressure container above a defined pressure. Thanks to the convex or concave curvature or curvature or arch shape of the back surface of the sealing ring, when pressure is applied, as mentioned above, a "backward curvature" of the back surface with very little expansion of the sealing ring takes place. As a result, the back surface of the sealing ring does not come into contact with the support ring until the above-mentioned defined pressure, which advantageously counteracts erosion of the sealing ring, in particular its flank areas due to an extrusion of sealing ring material into the resulting gap. This erosion is advantageously counteracted even without the use of a support ring or a support ring arrangement, since the “arching back” of the back surface has a positive effect on extrusion of the sealing material into the gap that is created.

Vorteilhaft ist die Länge der Rückenfläche derart bemessen, dass diese, insbesondere unter Berücksichtigung der Kompression des Dichtungsmaterials und der Aufweitung des Dichtungsraumes bzw. Einbauraumes, bei Anliegen des Hochdruckes der Gegenfläche des Dichtungsraumes, insbesondere des aufgeweiteten Einbauraumes entspricht.The length of the back surface is advantageously dimensioned in such a way that it corresponds to the opposite surface of the sealing space, in particular the expanded installation space, when the high pressure is applied, especially taking into account the compression of the sealing material and the expansion of the sealing space or installation space.

Bei der beschriebenen Hochdruckanlage ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Hochdruckdichtungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.The high-pressure system described results in all of the advantages that have already been described for a high-pressure seal arrangement according to the first aspect of the invention.

Gemäß einem weiteren (dritten) Aspekt der Erfindung ist eine Verwendung einer Hochdruckdichtungsanordnung, wie zuvor beschrieben, zur Abdichtung eines Spaltes zwischen einem Behälterverschluss und einem Hochdruckbehälter einer zuvor beschriebenen Hochdruckanlage beansprucht. Der Dichtungsring deformiert sich bei einer Beaufschlagung des mit dem Behälterverschlusses verschlossenen Hochdruckbehälters mit Druck, insbesondere Hochdruck, derart, dass sich die Rückenfläche des Dichtungsringes derart an ein Dichtungsringgegenüber, wie beispielsweise einer Seitenfläche eines Einbauraumes anlegt, dass ein zwischen diesem Dichtungsringgegenüber, insbesondere der Seitenfläche des Einbauraumes und der Rückenfläche des Dichtungsringes bestehender Hohlraum zumindest reduziert wird, indem die Flanken bei einer konvexen Wölbung der Rückenfläche in Richtung des Dichtungsringgegenübers, insbesondere der Seitenfläche des Einbauraumes deformiert werden oder indem eine Vertiefung (Dellental) bei einer konkaven Wölbung, insbesondere einer konkaven Delle der Rückenfläche in Richtung des Dichtungsringgegenübers, insbesondere der Seitenfläche des Einbauraumes deformiert wird. Der Dichtungsring, insbesondere die Rückenfläche des Dichtungsringes legt sich folglich an das Dichtungsringgegenüber, wie die Seitenfläche des Einbauraumes an, indem diese Rückenfläche eine zumindest nahezu planare Fläche ausbildet. Dabei wird vorteilhaft eine vollständige Abdichtung zwischen dem Hochdruckbehälter und dem Behälterverschluss ermöglicht und gleichzeitig ein für das Dichtungsmaterial des Dichtringes ungünstiges überhöhtes Dehnungsverhalten reduziert. Gleichzeitig wird dadurch ein Extruieren von Dichtungsringmaterial, insbesondere dessen Flankenbereiche in den entstehenden Spalt vermieden.According to a further (third) aspect of the invention, a use of a high-pressure sealing arrangement, as described above, for sealing a gap between a container closure and a high-pressure container of a high-pressure system described above is claimed. The sealing ring deforms when the high-pressure container closed with the container closure is subjected to pressure, in particular high pressure, in such a way that the back surface of the sealing ring is opposite to a sealing ring, such as a side surface of an installation space that a cavity existing between this sealing ring opposite, in particular the side surface of the installation space and the back surface of the sealing ring, is at least reduced by the flanks being deformed in the case of a convex curvature of the back surface in the direction of the sealing ring opposite, in particular the side surface of the installation space, or by a Depression (valley valley) is deformed in the case of a concave curvature, in particular a concave dent of the back surface in the direction of the sealing ring opposite, in particular the side surface of the installation space. The sealing ring, in particular the back surface of the sealing ring, consequently rests against the sealing ring opposite to the side surface of the installation space, in that this back surface forms an at least almost planar surface. In this case, a complete seal between the high-pressure container and the container closure is advantageously made possible and at the same time an excessive expansion behavior, which is unfavorable for the sealing material of the sealing ring, is reduced. At the same time, this avoids the extrusion of sealing ring material, in particular its flank areas, into the resulting gap.

Bei Vorliegen einer Stützringanordnung mit einem Stützring (oder eine Vielzahl, insbesondere zwei Stützringen) innerhalb des Einbauraumes legt sich die Rückenfläche des Dichtungsringes derart an den (inneren) Stützring als Dichtungsringgegenüber an, dass ein zwischen dem (inneren) Stützring und dem Dichtungsring bestehender Hohlraum reduziert, insbesondere ausgefüllt wird, indem die Flanken bei einer konvexen Wölbung der Rückenfläche in Richtung des (inneren) Stützringes deformiert werden oder indem eine Vertiefung (Dellental) bei einer konkaven Wölbung, insbesondere einer konkaven Delle der Rückenfläche in Richtung des (inneren) Stützringes deformiert wird.If there is a support ring arrangement with a support ring (or a large number, in particular two support rings) within the installation space, the back surface of the sealing ring rests against the (inner) support ring as a sealing ring opposite in such a way that a cavity existing between the (inner) support ring and the sealing ring is reduced , is filled in particular by deforming the flanks in the case of a convex curvature of the back surface in the direction of the (inner) support ring or by deforming a depression (dell valley) in the case of a concave curvature, in particular a concave dent in the back surface in the direction of the (inner) support ring .

Bei der beschriebenen Verwendung einer Hochdruckdichtungsanordnung ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Hochdruckdichtungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie zu einer Hochdruckanlage gemäß dem zweiten (weiteren) Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.The described use of a high pressure seal arrangement results in all the advantages that have already been described for a high pressure seal arrangement according to the first aspect of the invention and for a high pressure system according to the second (further) aspect of the invention.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung sowie ein Ausschnitt aus einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckanlage, sowie deren Verwendung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 in einer Schnittdarstellung ein Ausschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckanlage mit Hochdruckbehälter und Behälterverschluss sowie im Detail B eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung,
1a in einer Schnittdarstellung ein Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckanlage mit Hochdruckbehälter und Behälterverschluss sowie im Detail B eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung,
2, 3, 4 in einer Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannten Hochdruckdichtungsanordnung und deren Verwendung,
5, 6, 7 in einer Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung und deren Verwendung,
8 in einer Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung,
9 in einer Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung,
10 in einer Schnittdarstellung eine Ausführungsform eines Dichtungsringes einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung,
11 in einer Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform eines Dichtungsringes einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung,
12 in einer Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform eines Dichtungsringes einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung, und
13 eine Darstellung der Richtungsbezeichnungen anhand einer Ausführungsform eines Dichtungsringes.

Embodiments of a high-pressure seal arrangement according to the invention and a section from an embodiment of a high-pressure system according to the invention, as well as their use, are explained in more detail below with reference to drawings. They each show schematically:

1 in a sectional view a detail of an embodiment of a high pressure system according to the invention with high pressure container and container closure as well as in detail B an embodiment of a high pressure sealing arrangement according to the invention,
1a in a sectional view a detail of a further embodiment of a high-pressure system according to the invention with high-pressure container and container closure as well as in detail B a further embodiment of a high-pressure seal arrangement according to the invention,
2 , 3 , 4th in a sectional view an embodiment of a high-pressure seal arrangement known from the general state of the art and its use,
5 , 6th , 7th in a sectional view an embodiment of a high-pressure seal arrangement according to the invention and its use,
8th in a sectional view a further embodiment of a high-pressure seal arrangement according to the invention,
9 in a sectional view a further embodiment of a high-pressure seal arrangement according to the invention,
10 in a sectional view an embodiment of a sealing ring of a high pressure sealing arrangement according to the invention,
11th in a sectional view a further embodiment of a sealing ring of a high-pressure sealing arrangement according to the invention,
12th in a sectional view a further embodiment of a sealing ring of a high pressure sealing arrangement according to the invention, and
13th a representation of the direction designations based on an embodiment of a sealing ring.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 13 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Da der Dichtring gemäß dem allgemeinen Stand der Technik eine zum Dichtungsring gemäß der vorliegenden Erfindung abweichende Wirkungsweise aufweist, werden der Dichtring und der Dichtungsring sowie deren Flächen mit zueinander abweichenden Bezugszeichen gekennzeichnet.Elements with the same function and mode of operation are in the 1 until 13th each provided with the same reference numerals. Since the sealing ring according to the general prior art has a mode of operation that differs from the sealing ring according to the present invention, the sealing ring and the sealing ring and their surfaces are identified with reference symbols that differ from one another.

In den 1 und 1a sind jeweils schematisch in einer Schnittdarstellung ein Ausschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckanlage 100 mit Hochdruckbehälter 20 und Behälterverschluss 10 sowie im Detail B eine jeweilige Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung 1 gezeigt. Der Behälterverschluss 10 weist einen zylindrischen Abschnitt 11 auf, welcher in einen zylindrischen Abschnitt 21 des Hochdruckbehälters 20 eingreift. Die Außenumfangswandung 12 des Behälterverschlusses 10 ist dabei koaxial zur Innenwandung 22 des Hochdruckbehälters 20 ausgerichtet und kontaktiert dabei eine Innenwandung 22 des Hochdruckbehälters 20 zumindest abschnittsweise, vorteilhaft vollumfänglich. Der Behälterverschluss 10 weist einen Einbauraum 40 auf, welcher als ringförmige Nut bzw. Aussparung in der Außenumfangswandung 12 ausgebildet ist. Innerhalb des Einbauraumes 40 ist eine Hochdruckdichtungsanordnung 1 angeordnet. Diese Hochdruckdichtungsanordnung 1 weist gemäß der 1a lediglich einen Dichtungsring 2 und gemäß der 1 einen Dichtungsring 2 sowie eine Stützringanordnung 30 auf. Die Stützringanordnung 30, wie in der 1 gezeigt, umfasst hierbei zwei Stützringe, 31, 32, nämlich einen äußeren Stützring 31 und einen inneren Stützring 32. Der innere Stützring 32 ist zwischen dem äußeren Stützring 31 und dem Dichtungsring 2 angeordnet. Wie insbesondere im Detail B der 1 oder der 1a gezeigt, kontaktiert die Außenumfangswandung 12 des Behälterverschlusses 10 die Innenwandung 22 des Hochdruckbehälters 20 im drucklosen Zustand, also in einem Zustand der Hochdruckanlage 100, in welchem der Hochdruckbehälter 20 nicht mit Hochdruck beaufschlagt ist, im Wesentlichen zumindest abschnittsweise vollumfänglich, wobei ein funktionsbedingter (hier nicht gezeigter) Zwischenraum zum Einbringen oder Ausbringen des Behälterverschlusses 10 in bzw. aus dem Hochdruckbehälter 20 zu dessen Schließung bzw. Öffnung vorliegt. Bereits im drucklosen Zustand sorgt die Hochdruckdichtungsanordnung 1, insbesondere der Dichtungsring 2 für eine hinreichende Abdichtung zwischen dem Behälterverschluss 10 und dem Hochdruckbehälter 20. Eine Spaltbildung bei Hochdruckbeaufschlagung wird in den nachfolgenden 2 bis 7 dargestellt.In the 1 and 1a each is a schematic sectional view of a section of an embodiment of a high-pressure system according to the invention 100 with high pressure tank 20th and container lock 10 as well as in detail B a respective embodiment of a high pressure seal arrangement according to the invention 1 shown. The container closure 10 has a cylindrical section 11th on, which is in a cylindrical section 21 of the high pressure tank 20th intervenes. The outer peripheral wall 12th of the container closure 10 is coaxial with the inner wall 22nd of the high pressure tank 20th aligned and contacted an inner wall 22nd of the high pressure tank 20th at least in sections, advantageously fully. The container closure 10 has an installation space 40 on, which as an annular groove or recess in the outer peripheral wall 12th is trained. Inside the installation space 40 is a high pressure seal assembly 1 arranged. This high pressure seal assembly 1 points according to the 1a just a sealing ring 2 and according to the 1 a sealing ring 2 as well as a support ring assembly 30th on. The support ring assembly 30th , like in the 1 shown here comprises two support rings, 31, 32, namely an outer support ring 31 and an inner support ring 32 . The inner support ring 32 is between the outer support ring 31 and the sealing ring 2 arranged. As in particular in detail B of 1 or the 1a shown, contacts the outer peripheral wall 12th of the container closure 10 the inner wall 22nd of the high pressure tank 20th in the unpressurized state, i.e. in a state of the high pressure system 100 , in which the high pressure vessel 20th is not acted upon with high pressure, essentially at least partially over the entire circumference, with a function-related intermediate space (not shown here) for introducing or removing the container closure 10 in or out of the high pressure tank 20th to which it is to be closed or opened. The high-pressure seal arrangement takes care of this even in the unpressurized state 1 , especially the sealing ring 2 for a sufficient seal between the container closure 10 and the high pressure tank 20th . A gap is formed when high pressure is applied in the following 2 until 7th shown.

In den 2 bis 4 ist eine aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannte Anordnung von Stützringen 31, 32 und Dichtring 90 innerhalb eines Einbauraumes 40 gezeigt. Der Einbauraum 40 weist eine sich vollumfänglich erstreckende, ringförmige Seitenfläche 41 sowie eine sich vollumfänglich erstreckende, ringförmige Bodenfläche 42 auf. Der Einbauraum 40 ist am Behälterverschluss 10 ausgebildet, welcher mit einem zu verschließenden Hochdruckbehälter 20 in Wirkverbindung gebracht wird. Eine Stützringanordnung 30, aufweisend einen äußeren Stützring 31 sowie einen inneren Stützring 32 sind derart in dem Einbauraum 40 angeordnet, dass der äußere Stützring 31 die Seitenfläche 41 des Einbauraumes 40 zumindest teilweise bzw. abschnittsweise kontaktiert. Der innere Stützring 32 ist zwischen dem äußeren Stützring 31 und dem Dichtring 90 positioniert und kontaktiert die planar, insbesondere geradlinig ausgebildete Rückenfläche 91 des Dichtringes 90 (in Querrichtung, radial, betrachtet) vollständig. Der gezeigte Dichtring 90 weist ein C-Profil auf, kann jedoch auch eine andere Profilierung aufweisen. Die der Rückenfläche gegenüberliegende Stirnfläche 92 ist demnach durch ein Lichtmaß 93 unterbrochen. Die Hochdruckdichtungsanordnung 80 liegt gemäß der 2 in einem Ruhezustand vor. Das bedeutet, dass der Hochdruckbehälter 20 nicht mit Hochdruck beaufschlagt ist. Demgegenüber zeigt die 5 eine Spaltbildung zwischen dem Hochdruckbehälter 20 und dem Behälterverschluss 10. Insbesondere erstreckt sich der Spalt 50, welcher aufgrund des Beaufschlagens des Hochdruckbehälters 20 mit Hochdruck entsteht, zwischen der Innenwandung 22 des Hochdruckbehälters 20 und der Außenumfangswandung 12 des Behälterverschlusses 10, zumeist vollumfänglich. Dieser Spalt 50 entsteht im Wesentlichen aufgrund einer „Aufweitung“ des Hochdruckbehälters 20, wodurch sich folglich auch der Einbauraum 40 vergrößert. Gleichzeitig sorgt der verwendete Hochdruck auch zu einer Komprimierung des Dichtringes 90. Um dies auszugleichen, muss der Dichtring 90 sich ausdehnen, wie in der 5 gezeigt. Die Ausdehnung 95 führt zu großen Materialspannungen innerhalb des Dichtringes 90. Zudem ist es denkbar, dass bei einem Auftreten des Spaltes 50 Kantenbereiche 94 des Dichtringes 90 in den entstehenden Spalt 50 hineingezogen werden, insbesondere, wenn eine entsprechende (Neu-)Positionierung zumindest eines der Stützringe 31, 32 zu spät erfolgt bzw. verzögert erfolgt. Das führt zu ungewünschter Erosion des Materials des Dichtringes 90 und folglich zu dessen dauerhafter Beschädigung. In diesem Fall muss dann der Dichtring 90 ausgetauscht werden. Im Besten Fall, wie in der 4 gezeigt, dehnt sich der Dichtring 90 hinreichend aus, insbesondere nachdem eine entsprechende (Neu-) Positionierung eines Stützringes 31, 32 erfolgt ist, sodass der entstandene Spalt 50 während der Druckbeaufschlagung entsprechend abgedichtet werden kann.In the 2 until 4th is an arrangement of support rings known from the general state of the art 31 , 32 and sealing ring 90 within an installation space 40 shown. The installation space 40 has a fully extending, annular side surface 41 as well as a fully extending, ring-shaped bottom surface 42 on. The installation space 40 is on the container lock 10 formed, which is to be closed with a high-pressure container 20th is brought into operative connection. A backup ring assembly 30th , having an outer support ring 31 as well as an inner support ring 32 are like this in the installation space 40 arranged that the outer support ring 31 the side face 41 of the installation space 40 at least partially or in sections contacted. The inner support ring 32 is between the outer support ring 31 and the sealing ring 90 positions and contacts the planar, in particular rectilinear, back surface 91 of the sealing ring 90 (in the transverse direction, radially, viewed) completely. The sealing ring shown 90 has a C-profile, but can also have a different profile. The end face opposite the back face 92 is therefore by a measure of light 93 interrupted. The high pressure seal assembly 80 lies according to the 2 in an idle state. That means that the high pressure vessel 20th is not subjected to high pressure. In contrast, the 5 a gap between the high pressure vessel 20th and the container closure 10 . In particular, the gap extends 50 , which due to the pressurization of the high-pressure container 20th with high pressure arises between the inner wall 22nd of the high pressure tank 20th and the outer peripheral wall 12th of the container closure 10 , mostly in full. This gap 50 arises mainly due to a "widening" of the high-pressure container 20th which consequently also reduces the installation space 40 enlarged. At the same time, the high pressure used also compresses the sealing ring 90 . To compensate for this, the sealing ring must 90 expand, as in the 5 shown. The expansion 95 leads to great material tension within the sealing ring 90 . In addition, it is conceivable that when the gap occurs 50 Edge areas 94 of the sealing ring 90 into the resulting gap 50 be drawn in, especially if a corresponding (new) positioning of at least one of the support rings 31 , 32 too late or delayed. This leads to undesired erosion of the material of the sealing ring 90 and consequently to its permanent damage. In this case, the sealing ring must 90 be replaced. In the best case, as in the 4th shown, the sealing ring expands 90 sufficient, especially after a corresponding (new) positioning of a support ring 31 , 32 is done so that the resulting gap 50 can be appropriately sealed during pressurization.

Im Vergleich dazu zeigen die 5 bis 7 in einer Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung 1 und deren Verwendung. Die Ausgestaltung des Einbauraumes 40, der Stützringanordnung 30, des Hochdruckbehälters 20 sowie des Behälterverschlusses 10 entsprechen der zu den 2 bis 4 beschriebenen Ausgestaltung, sodass folglich diese Beschreibung hier entsprechende Anwendung findet. Ein Wesentlicher Unterschied ist der Dichtungsring 2, welcher im Gegensatz zum Dichtring 90 eine konvex gebogene Rückenfläche 6 aufweist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Rückenfläche 6 konkav gebogen bzw. gekrümmt ist, wie in nachfolgenden Ausführungsformen noch genauer dargestellt. Der Dichtungsring 2 weist eine C-Form mit Dichtungslippen 5.1. 5.2, insbesondere einer ersten Dichtungslippe 5.1 und einer zweiten Dichtungslippe 5.2 als Stirnseite 5 auf, welche mittels eines Lichtmaßes 9 voneinander beabstandet sind. Die 5 ist das Pendant zur oben bereits beschriebenen 2, insbesondere hinsichtlich der Einbausituation der Stützringanordnung 30 innerhalb eines Einbauraumes 40 während eines drucklosen Zustandes, insbesondere eines Zustandes, während welchem der Hochdruckbehälter 20 nicht mit Hochdruck beaufschlagt ist. Der ebenfalls im Einbauraum 40 angeordnete Dichtungsring 2 kontaktiert zumindest abschnittweise, insbesondere mit dessen konvexer Wölbung 7 der Rückenfläche 6, den inneren Stützring 32. Die Flanken 8 des Dichtungsringes 2 sind folglich vom inneren Stützring 32 beabstandet, sodass zumindest in diesem Bereich zwischen dem inneren Stützring 32 und den Flanken 8 des Dichtungsringes 2 ein Hohlraum 70 entsteht.In comparison, the 5 until 7th in a sectional view an embodiment of a high pressure seal arrangement according to the invention 1 and their use. The design of the installation space 40 , the support ring assembly 30th , the high pressure tank 20th as well as the container closure 10 correspond to the 2 until 4th described embodiment, so that consequently this description is applied here accordingly. One major difference is the sealing ring 2 , which in contrast to the sealing ring 90 a convex curved back surface 6th having. However, it is also conceivable that the back surface 6th Is concave bent or curved, as shown in more detail in the following embodiments. The sealing ring 2 has a C-shape with sealing lips 5.1 . 5.2, in particular a first sealing lip 5.1 and a second sealing lip 5.2 as the face 5 on which by means of a light measure 9 are spaced from each other. the 5 is the counterpart to the one already described above 2 , in particular with regard to the installation situation of the support ring arrangement 30th within an installation space 40 during a pressureless state, in particular a state during which the high-pressure container 20th is not subjected to high pressure. The one also in the installation space 40 arranged sealing ring 2 makes contact at least in sections, in particular with its convex curvature 7th the back surface 6th , the inner support ring 32 . The flanks 8th of the sealing ring 2 are therefore from the inner support ring 32 spaced so that at least in this area between the inner support ring 32 and the flanks 8th of the sealing ring 2 a cavity 70 arises.

Wie in der 6 gezeigt, wird der Hochdruckbehälter 20 mit einem Hochdruck beaufschlagt, sodass folglich ein unter Druck stehender Hochdruckbehälter 20 vorliegt. Hierbei wird, wie bereits zur 3 beschrieben, ein Spalt 50 zwischen dem Hochdruckbehälter 20 und dem Behälterverschluss 10 erzeugt. Anders, als im beschriebenen allgemeinen Stand der Technik vorherrschend, findet keine sofortige Dehnung des Dichtungsringes 2 statt. Vielmehr deformiert sich der Dichtungsring 2 erst ab Anliegen eines Hochdruckes, bei welchem auch eine Neu-/Um-) Positionierung zumindest eines der Stützringe 31, 32, insbesondere des inneren Stützringes 32 ermöglicht wird. Als Deformierung des Dichtungsringes 2 wird dabei ein Rückwölben 60 oder ein Aufwölben 60 dessen Rückenfläche 6 derart verstanden, dass sich, wie in der 6 gezeigt, die Flanken 8 in Richtung der Stützringanordnung 30 sowie in Richtung der Innenwandung 22 des Hochdruckbehälters 20 bzw. in Richtung Bodenfläche 42 des Einbauraumes 40 bewegen. Dadurch wird vorteilhaft lediglich ein geringes Dehnungsverhalten des Dichtungsringes 2 erzeugt. Zudem wird gleichzeitig auch eine Erosion des Dichtungsringes 2, insbesondere durch eine Extrusion der Flanken 8 in den sich bildenden Spalt 50 reduziert. Nach Beendigung der Deformierung, insbesondere Rückwölbung 60 der Rückenfläche 6 des Dichtungsringes 2, liegt die Rückenfläche 6, wie in der 7 gezeigt, vergleichbar zur 4, an dem inneren Stützring 32 an. Die Rückenfläche 6 weist nun eine im Wesentlichen planare Oberfläche auf.Like in the 6th shown is the high pressure vessel 20th applied with a high pressure, so that consequently a pressurized high pressure container 20th is present. As with the 3 described, a crack 50 between the high pressure vessel 20th and the container closure 10 generated. Unlike in the general prior art described, there is no immediate expansion of the sealing ring 2 instead of. Rather, the sealing ring is deformed 2 only when a high pressure is applied, at which a new / re) positioning of at least one of the support rings 31 , 32 , especially the inner support ring 32 is made possible. As a deformation of the sealing ring 2 there will be an arching back 60 or a bulge 60 its back surface 6th understood in such a way that, as in the 6th shown the flanks 8th in the direction of the support ring assembly 30th as well as in the direction of the inner wall 22nd of the high pressure tank 20th or in the direction of the floor area 42 of the installation space 40 move. As a result, only a low expansion behavior of the sealing ring is advantageous 2 generated. In addition, there is also erosion of the sealing ring at the same time 2 , in particular by extrusion of the flanks 8th into the gap that forms 50 reduced. After the deformation has ended, especially back arching 60 the back surface 6th of the sealing ring 2 , lies the back surface 6th , like in the 7th shown, comparable to 4th , on the inner support ring 32 at. The back surface 6th now has a substantially planar surface.

In den 8 und 9 sind jeweils in einer Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung 1 dargestellt. Die Ausgestaltung des Einbauraumes 40, der Stützringanordnung 30, des Hochdruckbehälters 20 sowie des Behälterverschlusses 10 entsprechen im Wesentlichen den in den 2 bis 7 erläuterten Ausgestaltungen, sodass diese Erläuterungen hiermit vollumfänglich einbezogen sind und nicht nochmals aufgeführt werden. Abweichend zu den 2 bis 4 bzw. 5 bis 7 ist jedoch die Ausgestaltung des Dichtungsringes 2, welcher anstelle einer konvexen Wölbung 7, wie zu den 5 bis 7 gezeigt, eine konkave Wölbung 7.1 bzw. eine konkave Delle 7.1 an dessen Rückenfläche 6 aufweist. Bei Vorliegen eines drucklosen Zustandes, wie in den 8 und 9 gezeigt, kontaktieren folglich die Flanken 8 des Dichtungsringes 2 den inneren Stützring 32 zumindest abschnittweise, während die konkave Delle 7.1 des Dichtungsringes 2 von diesem inneren Stützring 32 beabstandet ist, wie in der 8 gezeigt. Wird nun der Hochdruckbehälter 20 mit einem Hochdruck beaufschlagt und steht der Hochdruckbehälter 20 folglich unter Druck, bildet sich, wie beispielsweise in der 6 gezeigt, ein Spalt 50 aus und der Dichtungsring 2 erfährt eine Deformierung. Dabei wölbt sich die konkave Delle 7.1 derart zurück, dass diese letztlich ebenfalls den inneren Stützring 31 kontaktiert. Diese Deformierung der Rückenfläche 6 des Dichtungsringes 2 findet vorteilhaft erst ab einem Hochdruckwert statt, bei welchen auch zumindest einer der Stützringe 31, 32, insbesondere der innere Stützring 32 sich derart positioniert, dass der Spalt 50 durch einen Abschnitt des einen Stützringes 31 oder 32 verschlossen wird.In the 8th and 9 are each in a sectional view an embodiment of a high pressure seal arrangement according to the invention 1 shown. The design of the installation space 40 , the support ring assembly 30th , the high pressure tank 20th as well as the container closure 10 essentially correspond to those in 2 until 7th explained configurations, so that these explanations are hereby fully included and not listed again. Deviating from the 2 until 4th respectively. 5 until 7th however, is the design of the sealing ring 2 , which instead of a convex curvature 7th how to the 5 until 7th shown a concave bulge 7.1 or a concave dent 7.1 on its back surface 6th having. If there is a pressure-less state, as in the 8th and 9 consequently contact the edges 8th of the sealing ring 2 the inner support ring 32 at least in sections, while the concave dent 7.1 of the sealing ring 2 from this inner support ring 32 is spaced, as in the 8th shown. Now becomes the high pressure vessel 20th applied with a high pressure and is the high pressure container 20th consequently under pressure, forms, as for example in the 6th shown a crack 50 off and the sealing ring 2 undergoes a deformation. The concave dent bulges 7.1 back in such a way that this ultimately also the inner support ring 31 contacted. This deformation of the back surface 6th of the sealing ring 2 takes place advantageously only from a high pressure value at which also at least one of the support rings 31 , 32 , especially the inner support ring 32 positioned so that the gap 50 through a section of a support ring 31 or 32 is locked.

Der in der 9 gezeigte Dichtungsring 2 weist zwar eine konvexe Wölbung 7 der Rückenfläche 6 auf, jedoch ist dieser Dichtungsring 2 kein C-Profil-Dichtungsring, wie beispielsweise in den 5 bis 8 dargestellt. Vielmehr weist der Dichtungsring 2 eine Bogenform oder eine Halbmondform auf. Die Stirnfläche 5 des Dichtungsringes 2 ist folglich konkav gewölbt, weist also eine konkave Wölbung (Delle) 7.1 auf. Demnach sind die Rückenfläche 6 und die Stirnfläche 5 des Dichtungsringes 2 inkongruent zueinander ausgebildet. Die Deformierung des Dichtungsringes 2 selbst bei Anliegen eines definierten Hochdruckes erfolgt, wie beispielsweise zu den 6 und 7 beschrieben.The Indian 9 O-ring shown 2 has a convex curvature 7th the back surface 6th on, however, this sealing ring is 2 no C-profile sealing ring, such as in the 5 until 8th shown. Rather, the sealing ring 2 an arch shape or a crescent shape. The frontal area 5 of the sealing ring 2 is consequently concave, i.e. has a concave curvature (dent) 7.1 on. Accordingly, the back surface 6th and the face 5 of the sealing ring 2 incongruent to one another. The deformation of the sealing ring 2 takes place even when a defined high pressure is applied, such as to the 6th and 7th described.

In den 10 bis 12 sind jeweils in einer Schnittdarstellung eine Ausführungsform eines Dichtungsringes 2 einer erfindungsgemäßen Hochdruckdichtungsanordnung 1 dargestellt. Alle Dichtungsringe 2 der 10 bis 12 weisen jeweils eine Rückenfläche 6 mit einer konvexen Wölbung 7 auf. Unterschiede zeigen sich jedoch in der Stirnfläche 5 des Dichtungsringes 2. So weist der Dichtungsring 2 der 10 eine konkave Wölbung 7.1 bzw. konkave Delle 7.1 mit ausgebildeten Vorsprüngen 5.3 auf. Der in der 11 gezeigte Dichtungsring 2 weist dagegen eine Stirnfläche 5 ebenfalls mit einer konvexen Wölbung 7 auf. Sodass die Rückenfläche 6 und die Stirnfläche 5 des Dichtungsringes 2 kongruent zueinander ausgebildet sind. Jedoch weist zusätzlich die Innenumfangsfläche 3 sowie auch die Außenumfangsfläche 4 eine konkave Wölbung 7.1 bzw. eine konkave Delle 7.1 auf. Der in der 12 gezeigte Dichtungsring 2 weist eine sogenannte Tonnenform auf. Das bedeutet, dass die Rückenfläche 6 und die Stirnfläche 5 derart kongruent zueinander ausgebildet sind, dass beide Flächen 6 und 5 eine konvexe Wölbung 7 aufweisen. Die Innenumfangsfläche 3 sowie die Außenumfangsfläche 4 sind dagegen im Wesentlichen planar, also ohne Wölbung oder Delle, ausgebildet.In the 10 until 12th are each an embodiment of a sealing ring in a sectional view 2 a high pressure seal assembly according to the invention 1 shown. All sealing rings 2 the 10 until 12th each have a back surface 6th with a convex curvature 7th on. However, there are differences in the frontal area 5 of the sealing ring 2 . So shows the sealing ring 2 the 10 a concave bulge 7.1 or concave dent 7.1 with formed protrusions 5.3 on. The Indian 11th O-ring shown 2 however, has an end face 5 also with a convex curvature 7th on. So that the back surface 6th and the face 5 of the sealing ring 2 congruent to each other are trained. However, the inner peripheral surface also has 3 as well as the outer peripheral surface 4th a concave bulge 7.1 or a concave dent 7.1 on. The Indian 12th O-ring shown 2 has a so-called barrel shape. That means the back surface 6th and the face 5 are designed to be congruent to one another in such a way that both surfaces 6th and 5 a convex curvature 7th exhibit. The inner peripheral surface 3 as well as the outer peripheral surface 4th on the other hand are essentially planar, that is to say without a bulge or dent.

In der 13 ist schematisch eine Darstellung der Richtungsbezeichnungen anhand einer Ausführungsform eines Dichtungsringes 2 dargestellt. Eine Ausdehnung des Dichtungsringes 2 ist folglich in Längsrichtung 501 (längs oder axial), in Querrichtung 502 (quer, lateral oder radial) und/oder in Umfangsrichtung 503 (umlaufend) denkbar.In the 13th is a schematic representation of the directional designations based on an embodiment of a sealing ring 2 shown. An expansion of the sealing ring 2 is consequently in the longitudinal direction 501 (longitudinally or axially), in the transverse direction 502 (transversely, laterally or radially) and / or in the circumferential direction 503 (all around) conceivable.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: HochdruckdichtungsanordnungHigh pressure seal assembly
22: DichtungsringSealing ring
33: InnenumfangsflächeInner peripheral surface
44th: AußenumfangsflächeOuter peripheral surface
55: StirnflächeFace
5.15.1: erste Dichtungslippefirst sealing lip
5.25.2: zweite Dichtungslippesecond sealing lip
5.35.3: Vorsprunghead Start
66th: RückenflächeBack surface
77th: konvexe Wölbungconvex curvature
7.17.1: konkave Wölbung / konkave Delleconcave bulge / concave dent
88th: FlankenFlanks
99: Lichte / Lichtes Maß / LichtmaßClear / clear dimension / clear dimension
1010: BehälterverschlussContainer closure
1111th: zylindrischer Abschnittcylindrical section
1212th: Außenumfangswandung Outer peripheral wall
2020th: HochdruckbehälterHigh pressure vessel
2121: zylindrischer Abschnittcylindrical section
2222nd: Innenwandung Inner wall
3030th: StützringanordnungSupport ring assembly
3131: äußerer Stützringouter support ring
3232: innerer Stützring inner support ring
4040: EinbauraumInstallation space
4141: SeitenflächeSide face
4242: Bodenfläche Floor area
5050: Spalt gap
6060: Aufwölbung / RückwölbungBulge / backward bulge
7070: Hohlraum cavity
8080: Hochdruckdichtungsanordnung - Stand der Technik High pressure seal arrangement - state of the art
9090: Dichtring - Stand der TechnikSealing ring - state of the art
9191: Rückenfläche - Stand der TechnikBack surface - state of the art
9292: Stirnfläche - Stand der TechnikFront face - state of the art
9393: Lichte / Lichtes Maß / LichtmaßClear / clear dimension / clear dimension
9494: Kanten/Kantenbereiche - Stand der TechnikEdges / edge areas - state of the art
9595: Ausdehnung expansion
100100: Hochdruckanlage High pressure system
501501: Längsrichtung / längs / axialLongitudinal / longitudinal / axial
502502: Querrichtung / quer / lateral / radialTransverse direction / transverse / lateral / radial
503503: Umfangrichtung / umlaufendCircumferential direction / circumferential

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102017215193 A1 [0003]
EP 2492551 A1 [0004]
DE 112016005723 T5 [0005]
EP 2805087 B1 [0010]

Claims

High-pressure sealing arrangement (1) for sealing a container closure (10) of a high-pressure container (20) of a high-pressure system (100), the container closure (10) being arranged in a cylindrical section (21) of the high-pressure container (20), and wherein the high-pressure sealing arrangement (1) At least one sealing ring (2) with an at least axially extending inner circumferential surface (3) and an at least axially extending outer circumferential surface (4) as well as an at least radially extending end face (5) and between the inner circumferential surface (5) and the outer circumferential surface (4) one of the end face (5) opposite between the inner circumferential surface (5) and the outer circumferential surface (4) at least radially extending back surface (6) to enable sealing and contact with a sealing ring, characterized in that the back surface (6) of the sealing ring (2 ) is arched axially inwards or outwards at least in sections, in particular has a convex (7) or concave curvature (7.1).

High pressure seal arrangement (1) according to Claim 1 , characterized in that the high-pressure seal arrangement (1) comprises a support ring arrangement (30) comprising at least one support ring (31, 32), in particular a support ring arrangement (30) comprising at least two support rings (31, 32), namely an outer support ring (31) and a having inner support ring (32), wherein both support rings (31, 32) are arranged contacting each other and at least the inner support ring (32) contacts the back surface (6) of the sealing ring (2) at least in sections.

High-pressure sealing arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing ring (2) is a C-profile sealing ring, the end face (5) of which has a first sealing lip (5.1) and a second sealing lip (5.2) as well as a clear dimension (9) having.

High pressure seal arrangement (1) according to one of the preceding Claims 1 or 2 , characterized in that the end face (5) of the sealing ring (2) is at least partially curved axially inward or outward, in particular has a convex (7) or concave curvature (7.1).

High pressure seal arrangement (1) according to one of the preceding Claims 1 , 2 or 4th , characterized in that the end face (5) of the sealing ring (2) is congruent to the back surface (6) of the sealing ring (2), in particular that the end face (5) has a convex curvature (7) which is congruent to the convex curvature (7) of the back surface (6) is formed.

High pressure seal arrangement (1) according to one of the preceding Claims 1 , 2 or 4th , characterized in that the end face (5) of the sealing ring (2) is incongruent, in particular opposite to the back surface (6) of the sealing ring (2), in particular that the end face (5) has a concave curvature (7.1) and the back surface a have convex curvature (7).

High-pressure seal arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least the inner circumferential surface (3) or the outer circumferential surface (4) is planar, viewed at least in the transverse direction, or that at least the inner circumferential surface (3) or the outer circumferential surface (4) is convex Has curvature (7) or a concave curvature (7.1).

High-pressure system (100) for high-pressure treatment of a product, the high-pressure system (100) having a high-pressure container (20) and a container closure (10) closing the high-pressure container (20), the container closure (10) having an annular installation space (40) for receiving a high-pressure seal arrangement (1) according to one of the preceding claims, and wherein the high-pressure system (100) has the high-pressure sealing arrangement (1) according to one of the preceding claims at least for sealing a gap (50) between the at least during a high-pressure state of the high-pressure container (20) Has high pressure container (20) and the container closure (10).

High pressure system (100) according to Claim 8 , characterized in that the installation space (40) has a side surface (41) extending radially and in the circumferential direction of the container closure (10) and a bottom surface (42) extending axially and in the circumferential direction of the container closure (10), the inner circumferential surface (3 ) of the sealing ring (2) are aligned with the bottom surface (42) of the installation space (40) and the back surface (6) of the sealing ring (2) with the side surface (41) of the installation space (40).

High pressure system (100) according to one of the preceding Claims 8 or 9 , characterized in that In a pressureless state of the high-pressure container (20), the sealing ring (2) is arranged in the installation space (40) in such a way that a cavity (70) is formed at least in sections between the sealing ring (2) and the side surface (41) of the installation space (40)

Use of a high pressure seal arrangement (2) according to one of the preceding Claims 1 until 7th for sealing a gap (50) between a container closure (10) and a high-pressure container (20) of a high-pressure system (100) according to one of the preceding Claims 8 until 10 , the sealing ring (2) deforming in such a way when the high-pressure container (20) closed with the container closure (10) is subjected to pressure, in particular high pressure, that the back surface (6) of the sealing ring (2) rests against a sealing ring opposite, that a cavity (70) existing between the sealing ring is at least reduced by deforming the flanks (8) of the sealing ring (2) in the case of a convex curvature (7) of the back surface (6) in the direction of the sealing ring opposite or by creating a valley valley in the case of a concave curvature (7.1) the back surface (6) is deformed in the direction of the sealing ring opposite.