DE102021003247A1

DE102021003247A1 - Sealing system for sealing a high-pressure space

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Publication number: DE102021003247A1
Application number: DE102021003247.0A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2022-12-29

Abstract

Es wird ein Abdichtungssystem beschrieben, welches auch den sicheren Einbau von Kolbenpumpen durch eine Kompressionshülse (5) mit der Einführzentrierung (d) und der Schutzbohrung (f) in ein separates Pumpengehäuse ermöglicht.Die Pumpe, deren Hochdruckpumpenaustrittsrohr (1) mit einer Nut (a), in welcher sich der PTFE-Kompressionsring (2) befindet, sowie mit einer PTFE-Hochdruckdichtung (4), welche durch den Gewindekonus (3) vorgespannt ist, versehen ist, wird durch Komprimieren dieser beiden PTFE-Bauteile in der Kompressionshülse (5) in die Bodenflanschbohrung (c) des von einer Seite her offenen, separaten Pumpengehäuses (6) im von der Umgebung her unzugänglichen und nicht einsehbaren Dichtstellenbereich des Bodenflansches (6) eingedrückt, um den Hochdruckraum (A) gegen den Niederdruckflüssigkeitszulaufraum (B) abzudichtenA sealing system is described which also enables the safe installation of piston pumps using a compression sleeve (5) with the insertion centering (d) and the protective bore (f) in a separate pump housing. The pump, whose high-pressure pump outlet pipe (1) has a groove (a ), in which the PTFE compression ring (2) is located, and is provided with a PTFE high-pressure seal (4), which is prestressed by the threaded cone (3), by compressing these two PTFE components in the compression sleeve (5 ) is pressed into the base flange bore (c) of the separate pump housing (6), which is open on one side, in the sealing area of the base flange (6) that is inaccessible and cannot be seen from the environment, in order to seal the high-pressure chamber (A) from the low-pressure liquid inlet chamber (B).

Description

Die Erfindung betrifft ein Abdichtungssystem, welches äußerst kostengünstig, einfach zu fertigen und technisch hochwertig anzusehen ist und auch den sicheren Einbau von Kolbenpumpen, insbesondere von Hochdruckwasserstoffkolbenpumpen, ermöglicht. In einem von einer Seite her offenen, separaten vakuumisolierten Pumpengehäuse wird in dessen Bodenflansch im von der Umgebung her unzugänglichen und nicht einsehbaren Dichtstellenbereich durch Eindrücken der Pumpen, deren Hochdruckpumpenaustrittsrohr mit solch einer Abdichtung versehen ist, zuverlässig, leckagefrei, druck- und pulsationsunabhängig sowie dauerstandfest aber verschiebbar auch im Temperaturbereich von plus 200°C bis minus 269°C und bei Drücken von Vakuum bis ca. 1.000 bar und höher der Hochdruckraum (A) gegen den Niederdruckflüssigkeitszulaufraum (B) abgedichtet.The invention relates to a sealing system which is extremely inexpensive, easy to manufacture and technically of high quality and also enables piston pumps, in particular high-pressure hydrogen piston pumps, to be installed safely. In a separate, vacuum-insulated pump housing that is open on one side, the bottom flange in the sealing area that is inaccessible from the environment and cannot be seen is made reliable, leak-free, pressure and pulsation-independent and durable by pressing in the pumps whose high-pressure pump outlet pipe is provided with such a seal slidable in the temperature range from plus 200°C to minus 269°C and at vacuum pressures of up to approx. 1,000 bar and higher, the high-pressure chamber (A) is sealed against the low-pressure liquid inlet chamber (B).

Gattungsgemäße Abdichtungen sind in der Technik als „Turcon-Variseal“-Dichtelemente bekannt, welche druckabhängig, einseitig als radial statische Dichtungen Verwendung finden. Mit ihnen werden auch zwei Bauteile gegeneinander abgedichtet, wie z.B. ein vakuumisolierter Niederdruckflüssigkeitszulaufbehälter, in welchen eine Hochdruckwasserstoffpumpe eingeschoben ist und deren Hochdruckaustrittsrohr mit solch einer Dichtung versehen, im Bodenflansch des Niederdruckflüssigkeitszulaufbehälters abgedichtet ist. Dieses Dichtelement besteht aus zwei Komponenten, einem U-förmigen, symmetrischen Dichtungsprofil aus PTFE mit nach innen und außen zurückverlegten Dichtkanten und einer Profilfeder aus Stahl als mechanischem Vorspannelement. Die Dichtwirkung entsteht durch die Eigenvorspannung des PTFE-Dichtkörpers und der Profilfeder sowie durch das Zusammendrücken der beiden Dichtlippen beim Einbau, wie auch durch die Überlagerung dieser radialen Anpresskräfte durch den Systemdruck, sodass die Gesamtdichtpressung mit steigendem Systemdruck auf die Dichtlippen des innen anstehenden Druckes zunimmt.Generic seals are known in the art as “Turcon-Variseal” sealing elements, which are pressure-dependent and used on one side as radial static seals. They are also used to seal two components from one another, such as a vacuum-insulated low-pressure liquid feed tank, into which a high-pressure hydrogen pump is inserted and whose high-pressure outlet pipe, provided with such a seal, is sealed in the bottom flange of the low-pressure liquid feed tank. This sealing element consists of two components, a U-shaped, symmetrical sealing profile made of PTFE with sealing edges set back inwards and outwards and a profile spring made of steel as a mechanical preload element. The sealing effect is created by the inherent preload of the PTFE sealing body and the profile spring and by the compression of the two sealing lips during installation, as well as by the superimposition of these radial contact forces by the system pressure, so that the total sealing pressure increases with increasing system pressure on the sealing lips of the internal pressure.

Die beschriebene Abdichtung mag für geringe Minustemperaturen und statische Drücke gut geeignet sein, wogegen sich der Einsatz im Tiefsttemperaturbereich und pulsierenden sowie hohen Systemdrücken, wie diese bei Hochdruckwasserstoffkolbenpumpen bei ca. 20 Kelvin (minus 253°C) und ca. 1.000 bar auftreten, als ungeeignet erwiesen hat. Denn durch die Abkühlung auf ca. 20 K (minus 253°C) bei flüssigem Wasserstoff schrumpft die PTFE-Dichtung und löst sich somit von der abstützenden inneren zylindrischen Bohrung des Vakuumzulaufbehälterbodenflansches ab. Durch die mit der LH₂-Pumpe initiierten stetigen Systemdrucksteigerung bis zum Maximaldruck und den bei Kolbenpumpen unvermeidlichen Pulsationen des Förderstromes wird die PTFE-Dichtung entsprechend der Hubfrequenz der Pumpe anstatt nur statisch durch das dauernde Wiederanlegen an die Bohrung des Vakuumbehälterflansches auch dynamisch beansprucht, was nach einer bestimmten Zeitstandsfestigkeit zum Dichtungsriss und somit zum sofortigen Totalausfall der LH₂-Pumpe führt. Solch ein Dichtungsriss bei 20 K (minus 253°C) ist auch mit erheblichen Kosten verbunden. Denn durch die erforderliche Anwärmung auf Umgebungstemperatur durch die Inertisierung des gesamten Systems mit Helium, der Reparatur selbst sowie das erneute Inertisieren mit Helium und anschließendem Spülen mit gasförmigem Wasserstoff bei Umgebungstemperatur sowie das Abkühlen der gesamten Massen durch Verdampfen von flüssigem Wasserstoff auf wieder 20 K (minus 253°C), bedeutet dies neben hohen Kosten auch einen erheblichen Zeitaufwand und somit langen Betriebsstillstand. Desweiteren besteht auch ein Risiko beim Einschieben der langen LH₂-Pumpe in den Vakuumbehälter, denn da die Dichtlippen bei diesem Vorgang durch den Vakuumbehälterbodenflansch zusammengedrückt werden müssen und dieser Bereich aber nicht einsehbar ist, kann es hierzu Verletzungen der äußeren Dichtlippe kommen. Da so eine Dichtlippenverletzung aber erst bei der Inbetriebnahme der kalten LH₂-Pumpe durch Undichtheit auffällt, entstehen hierdurch die gleichen vorbeschriebenen hohen Kosten und Stillstände, sodass sich auch dadurch dieses Abdichtungssystems für die vorgenannte Anwendung als ungeeignet erwiesen hat.The seal described may be well suited for low minus temperatures and static pressures, whereas use in the lowest temperature range and pulsating and high system pressures, such as those that occur with high-pressure hydrogen piston pumps at around 20 Kelvin (minus 253°C) and around 1,000 bar, are unsuitable has proved. This is because the PTFE seal shrinks as a result of the cooling to approx. 20 K (minus 253°C) with liquid hydrogen and thus detaches from the supporting inner cylindrical bore of the vacuum inlet tank bottom flange. Due to the constant system pressure increase initiated with the LH ₂ pump up to the maximum pressure and the pulsations of the delivery flow that are unavoidable with piston pumps, the PTFE seal is also dynamically stressed according to the stroke frequency of the pump instead of only statically through the constant reapplication to the bore of the vacuum tank flange, which after a certain long-term strength leads to the seal cracking and thus to the immediate total failure of the LH ₂ pump. Such a seal crack at 20 K (minus 253°C) is also associated with significant costs. Because of the necessary warming up to ambient temperature through the inerting of the entire system with helium, the repair itself and renewed inerting with helium and subsequent flushing with gaseous hydrogen at ambient temperature and the cooling of the entire masses by evaporating liquid hydrogen to 20 K again (minus 253°C), this means not only high costs but also a considerable amount of time and thus long downtimes. There is also a risk when pushing the long LH ₂ pump into the vacuum tank, because the sealing lips have to be pressed together by the vacuum tank floor flange during this process and this area is not visible, the outer sealing lip can be injured. However, since damage to the sealing lip is only noticeable when the cold LH ₂ pump is started up due to a leak, the same high costs and downtimes described above arise, so that this sealing system has also proven to be unsuitable for the aforementioned application.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Abdichtungssystem anzugeben, das die vorbeschriebenen Nachteile sicher vermeidet, sich durch Druck- und Tiefsttemperaturunabhängigkeit, sicherer Montierbarkeit, axialer Verschiebbarkeit und dauerhafter Leckagefreiheit auszeichnet.The object of the present invention is to specify a generic sealing system that reliably avoids the disadvantages described above, is distinguished by its independence from pressure and low temperatures, reliable assembly, axial displaceability and permanent freedom from leakage.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem Abdichtungssystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a sealing system having the features of claim 1 .

Die Erfindung betrifft eine druckunabhängige Abdichtung, welche dadurch im Druckbereich von Vakuum bis 1.000 bar und höher für alle Medien, auch toxischen, in der Flüssig- wie auch Gasphase sowie im Temperaturbereich von ca. 473 K (+200°C) bis zur Flüssigheliumtemperatur bei 4 K (-269°C) eingesetzt werden kann. Mit diesem Abdichtungssystem wird es erst möglich, da die Abdichtstelle für die Montage nicht einsehbar sein muss, auch sehr lange Bauteile in einem nur von einer Seite zugängigen Zulaufbehälter an dessen Boden durch Eindrücken sehr sicher einzubauen und dieses Behältervolumen dadurch auch gegen die Hochdruckeinbauteile wie z.B. Pumpen, Wärmetauscher für experimentelle Laborversuche oder anderen Nieder- oder Hochdruckeinbaugeräten abzudichten. Da dieses Abdichtungssystem radial erfolgt, werden durch diese Abdichtung alle Längenänderungen (Kontraktionen) bei den auftretenden Temperaturänderungen durch das Verschieben der Abdichtung voll aufgefangen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:

Die Figur zeigt ein Abdichtungssystem im Halbschnitt vor dem Eindrücken der Abdichtung in den stirnseitigen Boden (6) in die Bohrung (c) eines z.B. vakuumisolierten Pumpengehäuses (B) mit dem Hochdruckaustrittsrohr (1) (dem Strömungsgehäusefortsatz der Hochdruckkolbenpumpe), welches zur Aufnahme eines geschlitzten PTFE-Kompressionsringes (2) mit einer Rechtecknut (a), sowie stirnseitig mit einem Gewinde (b) versehen ist, auf welches ein Gewindekonus (3) aufgeschraubt und mit diesem die PTFE-Hochdruckdichtung (4) mit Innenkonus (Schräge) toleranzlos gegen die Führung (7) in Längsachse auf dem Hochdruckrohr (1) montiert ist.

The invention relates to a pressure-independent seal, which can be used in the pressure range from vacuum to 1,000 bar and higher for all media, including toxic ones, in the liquid and gas phase and in the temperature range from approx. 473 K (+200°C) to liquid helium temperature 4 K (-269°C) can be used. With this sealing system, it is only possible, since the sealing point does not have to be visible for the assembly, to install very long components in a feed tank that is only accessible from one side on its bottom by pressing it very securely and this tank volume thus also against the high-pressure built-in components such as pumps , Heat exchanger for experimental to seal laboratory tests or other low- or high-pressure built-in devices. Since this sealing system is radial, all changes in length (contractions) caused by the temperature changes that occur due to the shifting of the seal are fully absorbed by this seal. The invention is to be explained in more detail below using an exemplary embodiment shown schematically in the figure:

The figure shows a half-section of a sealing system before the seal is pressed into the end-face base (6) in the bore (c) of, for example, a vacuum-insulated pump housing (B) with the high-pressure outlet pipe (1) (the flow housing extension of the high-pressure piston pump), which is used to accommodate a slotted PTFE compression ring (2) with a rectangular groove (a) and a thread (b) on the face side, onto which a threaded cone (3) is screwed and with this the PTFE high-pressure seal (4) with inner cone (bevel) without tolerance against the Guide (7) is mounted in the longitudinal axis on the high-pressure pipe (1).

Durch die Kompressionshülse (5) (ihr kommt bei diesem Abdichtungssystem eine besondere Aufgabe zu), welche spiellos über die Außendurchmesser (f) der am Hochdruckrohr (1) montierten PTFE-Hochdruckdichtung (4) sowie des mit einem Messer spanlos geschlitzten PTFE-Kompressionsringes (2) bei Raumtemperatur geschoben und gehalten wird, ist die Abdichtung zum sicheren, die PTFE-Dichtungen-geschützten Einbau in den stirnseitigen Boden (6) eines z.B. vakuumisolierten Gehäuses, welches zur Aufnahme der Abdichtung mit der Bohrung (c) sowie der Einführzentrierung (d) ausgestattet ist, ohne visuellen Zugang bereit.Through the compression sleeve (5) (it has a special task in this sealing system), which has no play over the outer diameter (f) of the PTFE high-pressure seal (4) mounted on the high-pressure pipe (1) and the PTFE compression ring ( 2) is pushed and held at room temperature, the seal is for safe installation, protected by the PTFE seals, in the front base (6) of a vacuum-insulated housing, for example, which is designed to accommodate the seal with the bore (c) and the insertion centering (i.e ) is equipped, ready without visual access.

Nach dem Einführen dieses Abdichtungssystems bis zum Anschlag (d) durch die Kompressionshülse (5), welche ebenfalls die gleiche Einführzentrierung (d) wie der stirnseitige Boden (6) des z.B. vakuumisolierten Pumpengehäuses (B) aufweist und so eine unempfindliche absolute Fluchtung der beiden Bauteile (5) (der Pumpe) und (6) (des Gehäuses) zueinander gewährleistet, wird über das Hochdruckaustrittsrohr (1) der Pumpe durch einen nicht dargestellten Pumpenflansch, welcher auch das vakuumisolierte Pumpengehäuse abschließt, dieses System vorgespannt und besonders vorteilhaft axial aus der Kompressionshülse (5) in die Bohrung (c) gedrückt. Bei diesem Vorgang wird ebenfalls besonders vorteilhaft die PTFE-Hochdruckdichtung (4) sowie der PTFE-Kompressionsring (2) über die flache Kompressionsschräge (e) in der Kompressionshülse (5) bis auf den Durchmesser der Bohrung (c) komprimiert. Bei dieser Nachverdichtung des elastischen PTFE-Werkstoffes fließt dieser in die vorhandenen kleinen Spalten und führt so zu einer Vollkammerung des Werkstoffes, wobei so die innere Vorspannung des PTFE-Gefüges durch die Vollkammerung weiterhin bestehen bleibt.After inserting this sealing system as far as it will go (d) through the compression sleeve (5), which also has the same insertion centering (d) as the front base (6) of the vacuum-insulated pump housing (B), for example, and thus a robust, absolute alignment of the two components (5) (of the pump) and (6) (of the housing) to one another is ensured via the high-pressure outlet pipe (1) of the pump by a pump flange, not shown, which also closes off the vacuum-insulated pump housing, this system is prestressed and particularly advantageously axially from the compression sleeve (5) pressed into the hole (c). During this process, the PTFE high-pressure seal (4) and the PTFE compression ring (2) are also particularly advantageously compressed via the flat compression bevel (e) in the compression sleeve (5) down to the diameter of the bore (c). During this post-compression of the elastic PTFE material, it flows into the existing small gaps and thus leads to a full chambering of the material, whereby the internal prestressing of the PTFE structure through the full chambering continues to exist.

Aufgrund der Werkstoffpaarung des stirnseitigen Bodens (6) mit der Bohrung (c) aus CrNi-Werkstoff und der Führung (7) aus Sondermessing (SoMs68) wird es möglich, diese Passung sehr eng zu halten, da diese Werkstoffe nicht zur gegenseitigen Oberflächenbeschädigung, selbst auch bei Dauerbewegung und tiefsten Temperaturen neigen.Due to the material pairing of the front base (6) with the bore (c) made of CrNi material and the guide (7) made of special brass (SoMs68), it is possible to keep this fit very tight, since these materials do not damage each other's surfaces, even even with constant movement and the lowest temperatures.

Da sowohl das Hochdruckrohr (1) als auch der stirnseitige Boden (6) mit der Bohrung (c) aus CrNi-Werkstoff besteht und dieser Werkstoff bei sehr engen Passungen extrem oberflächenempfindlich ist (Fressgefahr), wird es durch die passgenaue Führung (7) möglich, auch diese beiden Teile miteinander mit einer zwar engen, aber berührungslosen Passung auszuführen, sodass das jetzt unter innerer Vorspannung stehende PTFE nur ansatzweise in den engen Passungsspalt zwischen dem Hochdruckaustrittsrohr (1) sowie dem Konus (3) sowie der Führung (7) und der Bohrung (c) fließen kann und sich somit eine vollkommene Kammerung (Kofferung)ohne jegliches Totvolumen einstellt. Dadurch bleibt diese innere Vorspannung konstant erhalten, wodurch eine dauerhafte, statische, druckunabhängige, hin und her verschiebbare Abdichtung in der Bohrung (c) gegeben ist. Durch diese dauerstandsfeste Vorspannung bleibt auch der mit dem Messer spanlos geschlitzte Kompressionsring (2) an der Schlitzstelle dicht. Die meisten mechanischen Eigenschaften von PTFE hängen von den Verarbeitungsbedingungen ab, deshalb muss für die hier angesprochenen Teile vorteilhaft PTFE (Polytetrafluorethylen) mit einer Dichte von 2,2 g/cm³ (ohne Füllstoffe und kein Regenerat) als Ausgangsmaterial verwendet werden. Damit wird sichergestellt, wie herausgefunden, dass bei der Kompression in der Kompressionshülse (5) bei einer Verkleinerung des Volumens von der Hochdruckdichtung (4) sowie des Kompressionsringes (2) von ca. 10 % (bei Raumtemperatur) im eingebauten Endzustand eine optimale Abdichtung bis 1.000 bar und höher gewährleistet ist. Da bei einer Abkühlung dieser Abdichtung von Raumtemperatur auf ca. 20 K (-253°C) bei flüssigem Wasserstoff das PTFE-Volumen der beiden Dichtelemente um ca. 2,2 % schrumpft (Kontraktion), ist die noch verbleibende innere Vorspannung groß genug, um auch bei dieser tiefen Temperatur 1.000 bar und höher zuverlässig abzudichten. Unterstützt wird diese Abdichtung im Kalten noch dadurch, dass der Gewindekonus (3) aus einem Werkstoff mit geringerer Kontraktion (Invar) als der Gehäusewerkstoff der Bohrung (c) (CrNi) ausgeführt ist und dadurch die Hochdruckdichtung (4) noch zusätzlich an die ebenfalls geschrumpfte zylindrische Bohrung (c) angedrückt wird.Since both the high-pressure pipe (1) and the end-face base (6) with the bore (c) are made of CrNi material and this material is extremely surface-sensitive with very tight fits (danger of seizing), this is made possible by the precisely fitting guide (7). to design these two parts with each other with a tight but non-contact fit, so that the PTFE, which is now under internal prestress, only partially fits into the narrow fitting gap between the high-pressure outlet pipe (1) and the cone (3) as well as the guide (7) and the Bore (c) can flow and thus a perfect chambering (packaging) is set without any dead volume. As a result, this internal preload remains constant, resulting in a permanent, static, pressure-independent seal that can be moved back and forth in the bore (c). Due to this long-term pre-stressing, the compression ring (2), which is slit without cutting with the knife, also remains tight at the slit point. Most of the mechanical properties of PTFE depend on the processing conditions, which is why PTFE (polytetrafluoroethylene) with a density of 2.2 g/cm ³ (without fillers and no regrind) must be used as the starting material for the parts discussed here. This ensures, as has been found, that during compression in the compression sleeve (5) with a reduction in the volume of the high-pressure seal (4) and the compression ring (2) of approx. 10% (at room temperature) in the installed final state, optimal sealing up to 1,000 bar and higher is guaranteed. Since the PTFE volume of the two sealing elements shrinks by approx. 2.2% (contraction) when this seal cools down from room temperature to approx. 20 K (-253°C) with liquid hydrogen, the remaining internal prestress is large enough to seal reliably at this low temperature of 1,000 bar and higher. This sealing in the cold is further supported by the fact that the thread cone (3) is made of a material with less contraction (Invar) than the housing material of the bore (c) (CrNi) and thus the high-pressure seal (4) additionally to the also shrunk cylindrical bore (c) is pressed.

Dies wird dadurch möglich, weil PTFE auch bei Flüssigheliumtemperatur von 4 K (-269°C) noch nicht versprödet. Außerdem besitzt PTFE von allen festen Werkstoffen die niedrigste Reibzahl. Da die Reibzahlen von statisch und dynamisch gleich sind, tritt keine ruckweise (stick-slip) Bewegung auf. Dieser Vorteil wird für die Kompression der PTFE-Dichtungen (4) und (2) in der Kompressionshülse (5) und dem weiteren Gleiten dieser Bauteile in der zylindrischen Bohrung (c) des vakuumisolierten Behälters beim Einbau des mit der Abdichtung versehenen Hochdruckaustrittsrohres (1) der Pumpe genutzt.This is possible because PTFE does not become brittle even at a liquid helium temperature of 4 K (-269°C). In addition, PTFE has the lowest coefficient of friction of all solid materials. Since the static and dynamic coefficients of friction are the same, there is no jerky (stick-slip) movement. This benefit is provided for the compression of the PTFE seals (4) and (2) in the compression sleeve (5) and further sliding of these components in the cylindrical bore (c) of the vacuum insulated vessel upon installation of the sealed high pressure outlet tube (1). the pump used.

Durch die Kompressionshülse (5) wird es nun möglich, die genannten Bauteile sowie Geräte in einen Zulaufbehälter ohne visuellen Zugang zu der inneren Abdichtstelle beschädigungsfrei einzubauen und den Druckraum (A) und den Niederdruckraum (B) gegeneinander zuverlässig abzudichten und diese Abdichtung durch den Pumpenausbau wieder zu trennen. Wobei es für die Dichtheit der Abdichtung belanglos ist, ob der höhere Druck von (A) oder von (B) ansteht, da die vorhandene Dichtheit druckunabhängig durch die Vorspannung der vollgekammerten PTFE-Dichtungen erfolgt.The compression sleeve (5) now makes it possible to install the components and devices mentioned in a supply tank without damage and without visual access to the inner sealing point and to reliably seal the pressure chamber (A) and the low-pressure chamber (B) from one another and to restore this seal by removing the pump to separate. It is irrelevant for the tightness of the seal whether the higher pressure is from (A) or from (B), since the existing tightness is independent of the pressure due to the preload of the fully chambered PTFE seals.

Dadurch wird es möglich, z.B. bei Hochdruckwasserstoffkolbenpumpen den Hochdruckaustritt (A) so zu gestalten, dass dieser dem Hochdruckaustrittsrohr (1) der „Figur“ entspricht und in einen vakuumisolierten Pumpengehäuse (B), welches mit einem nicht dargestellten Tank verbunden, von diesem mit Flüssigkeit beschickt wird, welche der Pumpe als Förderflüssigkeit dient, eingebaut wird.This makes it possible, e.g. with high-pressure hydrogen piston pumps, to design the high-pressure outlet (A) in such a way that it corresponds to the high-pressure outlet pipe (1) in the "figure" and into a vacuum-insulated pump housing (B), which is connected to a tank (not shown), from which liquid is supplied is charged, which serves as the pumped liquid for the pump, is installed.

Durch den Einbau der Pumpe vertikal von oben in den vakuumisolierten Behälter wird der Pumpenabschlussflansch als Abschlussflansch für das Vakuumgehäuse ausgebildet und befindet sich so immer im Warmen. Durch das Verschrauben des Pumpenflansches mit dem Vakuumgehäuse wird der als Hochdruckrohr (1) mit allen Anbauteilen ausgeführte Hochdruckaustritt der LH₂-Pumpe aus der Kompressionshülse (5) in die zylindrische Gehäusebohrung (c) gedrückt. Nach diesem Vorgang bleibt die Kompressionshülse (5) funktionslos am Hochdruckrohr (1) und wird beim Pumpenausbau mit dieser wieder aus dem Vakuumbehälter für die nächste Montage entfernt. Da diese Montage bei Raumtemperatur erfolgt, treten bei der Abkühlung auf die tiefe Betriebstemperatur von ca. 20 K (-253°C) bei flüssigem Wasserstoff erhebliche unterschiedliche Längenänderungen (Kontraktionen) auf, welche zuverlässig durch das hier mögliche Hin- und Herverschieben des Abdichtungssystems in der Bohrung (c) aufgefangen und dadurch kompensiert werden.By installing the pump vertically from above in the vacuum-insulated container, the pump end flange is designed as an end flange for the vacuum housing and is therefore always warm. By screwing the pump flange to the vacuum housing, the high-pressure outlet of the LH ₂ pump, designed as a high-pressure pipe (1) with all attachments, is pressed out of the compression sleeve (5) into the cylindrical housing bore (c). After this process, the compression sleeve (5) on the high-pressure pipe (1) has no function and is removed with it from the vacuum tank for the next assembly when the pump is removed. Since this assembly takes place at room temperature, considerable different length changes (contractions) occur when cooling down to the low operating temperature of approx. 20 K (-253°C) with liquid hydrogen, which reliably occurs due to the possible back and forth displacement of the sealing system in of the hole (c) are caught and thereby compensated.

Claims

Sealing system for sealing a high-pressure chamber (A) , characterized in that a high-pressure piston pump with the high-pressure outlet pipe (1), the thread (b), the rectangular groove (a) with the compression ring (2), the guide (7) , the high-pressure seal (4), the threaded cone (3), is pressed out of the compression sleeve (5) into the vacuum pump housing (6).

sealing system claim 1 characterized in that the vacuum pump housing (6) is provided with the bore (c) and the insertion centering (d).

sealing system Claims 1 until 2 characterized in that the high-pressure outlet pipe (1) is provided with a thread (b) and at least one groove (a).

sealing system Claims 1 until 3 characterized in that at least one seal (2) is made as a square or rectangular ring from a plastic material and is cut through once with a knife without cutting.

sealing system Claims 1 until 4 characterized in that at least one precisely fitting guide (7) is made as a square or rectangular ring from a material with good sliding properties, even in the extremely low temperature range.

sealing system Claims 1 until 5 characterized in that at least one seal (4) is designed as an angle ring with an inner cone (bevel) made of a plastic material.

sealing system Claims 1 until 6 characterized in that at least one threaded cone (3) is designed to fit exactly with the inner cone of the plastic seal (4).

sealing system Claims 1 until 7 characterized in that the thread cone (3) is made of a material with less contraction than the housing (6).

sealing system Claims 1 until 8th characterized in that the compression sleeve (5) is designed with the protective bore (f), the flat compression bevel (e) of the bore (c) and the insertion centering (d).