DE1090039B

DE1090039B - Dichtung zwischen Flanschen aus weichem Material, wie 99,5% iges Aluminium, und Gegenflanschen aus haerterem Material, wie Stahl, insbesondere fuer Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1090039B
Application number: DEK33904A
Authority: DE
Inventors: Dr Julius Schierenbeck
Original assignee: KERNREAKTOR BAU und BETR S GES
Current assignee: KERNREAKTOR BAU und BETR S GES
Priority date: 1958-01-25
Filing date: 1958-01-25
Publication date: 1960-09-29

Description

DEUTSCHES

Bei Kernreaktoren besteht an vielen Stellen die Schwierigkeit, daß die Stahlflansche mit Flanschen aus 99,5°/oigem Aluminium zu verschrauben und gegeneinander abzudichten sind. Dort wo diese Dichtungen unter Strahlungseinwirkungen stehen, kommen Gummi- und andere Weichmaterialdichtungen nicht in Frage, 'da sie dort infolge der Strahlungseinwirkung nur eineigeringe Lebensdauer haben. Metallische Dichtungsringe sind ebenfalls nicht anwendbar, da der für Stahlflansche erforderliche Anpreßdruck für das weiche 99,5^u/itige. Aluminium zu hoch is.t. Ebenso scheiden alle bisher bekanntgewordenen Dichtungen, insbesondere alle IJochdruQk'dichtungßn MS- Die letzteren beruhen auf der Federwirkung des verwendeten Stahlmaterials und verlangen hohe Anpreßdrücke. Bei einigen Ausführungen wird ,die Federwirkung noch durch Verwendunjg von geschlitzten Dichtungsansätzen erhöht. Dalbei weiden meist Dichtungen mit Nut und Feder verwendet und zum Teil eine punkt- bzw. linienförmige Berührung durchgeführt, um einen hohen Anpreßdruck ?u erzielen. Diese im Hochdruck bewährten Dichtungsaujsführungen kommen aber bei dam weichen 99,S⁹/Qigeii Aluminium nicht in Frage, da sie zu einem völligen Zusammendrücken oder Fortdrücken des weichen Aluminiumraaterials führen würden, ohne daß eine Dichtung erzielt werden könnte.

Dazu kommt noch, daß an verschiedenen im Betrieb unzugänglichen Stellen eine Nacharbeit der Dichtungsflächen nicht möglich ist, weshalb die Dichtungsflächen der aus 99,5%igem Aluminium bestehenden Flansche beim Anziehen der Flanschenschrauben in keiner Weise .beschädigt werden dürfen. Aus diesem Grunde sind auch Ausführungen mit irgendwelchen hervorstehenden Dichtungszacken an den Stahlgegenflanschen nicht anwendbar, da die hierdurch beim Anziehen der Flanschenschrauben in das weiche Aluminium eingepreßten Rillen beim Wiedereinihau verdrückt und damit eine erneute Abdichtung unmöglich gemacht werden würde.

Aus diesen Gründen war man daher bisher gezwungen, sich mit Weichdichtungen zu begnügen und beim Undichtwerden der damit abgedichteten Flanschverbindungen den Reaktor abzustellen.

Diese Schwierigkeiten werden nun durch die vorliegende Erfindung beseitigt, in dem an den Flanschen aus weichem 99,5°/oigem Aluminium ein konischer oder zylindrischer, durch eine Rinne in zwei Hälften geteilter Dichtungsansatz angebracht ist und an den Gegenflanschen aus härterem Material eine mit einer Mittelrippe versehene Nut, wobei Form und Abmessungen der Nut denjenigen des Dichtungsansatzes entsprechen und daß dieser beim Anziehen der Flanschenschrauben tief in die Nut des Gegenflansches eindringt, wobei durch das Auseinanderdrücken seiner Dichtung zwischen Flanschen

aus weichein Material,

wie 99,5%iges Aluminium,

und Gegenflanschen aus härterem Material, wie Stahl, insbesondere für Kernreaktoren

Anmelder:
Kernreaktor Bau- und Betriebs-Gesellschaft

m.b.H.,
Karlsruhe, Weberstr. 5

Dr. Julius Schierenbeck, Heidelberg,
ist als Erfinder genannt worden

beiden Schenkel durch die entsprechend seiner Rinne bemessene und geformte Mittelrippe des Gegenflansches das weiche Material des Ansatzes unter Verdichtung gegen die Seitenflächen der Nut gepreßt wird.

Zum besseren Verständnis sei die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erklärt:

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist an dem Aluminiumflansch 1 ein zylindrischer, an den unteren Kanten etwas konisch abgedrehter Dichtungsansatzring 2 angebracht, der durch eine tiefe, schwach konische Rille 4 in zwei Hälften geteilt ist. In dem Hartmaterial-Gegenflansch 3 ist eine entsprechende zylindrische, ringförmige Nut 5 eingedreht, die so breit gehalten ist, daß der Aluniiniumansatz 2 mit etwas Spiel hineinpaßt. In der Mitte der Rille 5 ist eine zylindrische, oben stark abgerundete Rippe 6 angebracht, deren Breite etwa der mittleren Breite der Aluminiumrille 4 entspricht.

Beim Anziehen der Flanschenschrauben drückt diese Rippe 6 die beiden Aluminiumansatzteile auseinander, so daß die beiden Seitenflächen des Ansatzes 2 gegen die entsprechenden Flächen der Nut gepreßt werden. Da der Aluminiumansatz 2 im eingebauten Zustand, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, in der Nut geradezu eingebettet ist und sein Material daher nicht ausweichen kann, kommen die beiden Seitenflächen von Ansatz und Nut satt zur Anlage, so daß eine einwandfreie Abdichtung durch eine ausgesprochene Flächenberührung an diesen Stellen erzielt wird.

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Der Abrundungsradius der Rippe 6 ist so groß gewählt, daß die Flächen der Rille 4 im Aluminiumansatz beim Anziehen der Flanschenschrauben möglichst wenig verdrückt werden, DieRippeö> hat an sich nur,den Zweck, die beiden Ansatzhälften auseinander und gegen die Seitenflächen der Nut zu drücken. Trotz-.dem wird- unbeabsichtigterweise an den BerührungssteÜen von Rippe 6 und Rille 4 eine gewisse zusätzliche Abdichtung erzielt: — "-

Eine etwas andere, noch günstigere Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Hier ist der Ansatz 2 vom Aluminiumflansch 1, die Nut 5 und die Rippe 6 vom Stahlgegenflansch 3 schwach konisch und die Rille 4 im Aluminiumansatz zylindrisch ausgeführt. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß sich der Einbau leichter durchführen läßt. Da außerdem in der Rille 4 des Aluminiumansatzes ebenfalls eine flächenförmige Berührung erzielt wird, werden, wie die Versuche gezeigt haben, sämtliche Berührungsflächen (auch die von Rille 4 und Rippe 6) selbst bei mehrmaligem Wiedereinbau und Wiederausbau nicht beschädigt. Die Rille 4 kann dabei ebenfalls konisch ausgeführt werden, was aber eine genauere Bearbeitung verlangt. Eingehende Versuche mit dieser Ausführung haben gezeigt, daß die Berührungsflächen auch nach elfmaligem Aus- und Einbauen noch völlig glatt und blank sind und daß auch nach so häufigem Wiederaus- und Wiedereinbau eine einwandfreie Dichtung erzielt wird. Außerdem ergab sich, daß sich das weiche Aluminiummaterial bei übermäßig starkem Anziehen so verfestigt, daß ein weiteres Anziehen nitr mit größter Gewalt möglich war. Das weiche Aluminiummaterial des Dichtungsansatzes läßt sich also auch bei etwa unbeabsichtigtem übermäßigem Anziehen der Flanschenschrauben nicht zerdrücken.

Außerdem haben die Versuche ergeben, daß derselbe Dichtungserfolg erzielt wird, wenn statt der Gegenflansche aus Stahl solche aus 99,5°/oigem Aluminium verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

Ϊ. Dichtung für Rohrleitungen zwischen Flanschen aus weichem Material, wie 99,5%igem Aluminium,

insbesondere für Kernreaktoren mit konischem oder zylindrischem, durch eine tiefe Rinne in zwei Hälften geteiltem ringförmigem Dichtungsansatz und Gegenflanschen aus härterem Material, wie Stahl, mit einer ringförmigen Nut und einer Mittelrippe in der Nut, dadurch gekennzeichnet, daß Form und Abmessungen der Nut (5) denjenigen des Weichmaterial-Dichtungsansatzes (2) entsprechen und daß beim Anziehen der Flanschenschrauben dieser tief in die Nut eindringt, wobei durch das Auseinanderdrücken der Schenkel (2a, 2 b) durch die entsprechend der Rinne (4) bemessene und geformte Mittelrippe (6) das weiche Material des Ansatzes (2) unter Verdichtung gegen die Seitenflächen der Nut (5) gepreßt wird.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsansatz (2) des Weichmaterialflansches (1) beiderseits zylindrisch ist und in der Mitte durch eine schwach konische Rimie

".-(4)'mit-einer Tiefe von etwa zwei Drittel der Ansatzhöhe in zwei Hälften geteilt ist und daß die Nut (5) des Hartmäterial-Gegenflansches (3) den Dichtungsansatz (2) mit geringem Spiel aufnimmt, wobei die Nut (5) in der Mitte eine oben stark abgerundete Rippe (6) mit etwa zwei Drittel der Hohe"-des Weichmaterial-Flanschansatzes (2) und der mittleren Breite der Rinne (4) besitzt.
3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsansatz (2) des Weichmaterialflansches beiderseits schwach konisch ausgeführt ist und in der Mitte durch eine zweckmäßig zylindrische Rinne (4) mit einer Tiefe von zwei Drittel der Höhe des Ansatzes (2) in zwei Hälften geteilt ist und daß die Nut (5) des Hartmaterial-Gegenflansches (3) in Form und Abmessung dem Dichtungsansatz (2) entspricht und daher ebenfalls außen schwach konisch ausgeführt und in der Mitte mit einer zweckmäßig schwach konischen Rippe (6) mit einer der Rinne (4) entsprechenden Breite und Höhe versehen ist.

In Betnacht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 801 602, 332 561,
482, 1 004 002.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen