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Die Erfindung betrifft eine Ringdichtung für einen zylindrischen
Tank mit einem Schwimmdeckel, die in einer am Außenrand des Schwimmdeckels befestigten
Umhüllung einen Dichtungskörper aus nachgiebigem Material besitzt.
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Derartige Dichtungen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen
bekannt. Insbesondere ist eine Ausführungsform bekannt, die einen Dichtungskörper
mit trapezförmigem Querschnitt mit ungleichen Schenkeln besitzt. Die beiden dem
Außenrand des Schwimmdeckels parallelen Flächen sind an der Schutzumhüllung angeklebt.
Um eine hohe Dichtigkeit mit einem derartigen Dichtungskörper zu erzielen, muß der
von dem Dichtungskörper auf die Außenwand des Tanks ausgeübte Flächendruck groß
sein. Da der trapezförmige Körper aber auf Grund seines Aufbaues eine große, dem
Außenrand des Tankdeckels parallele Fläche aufweist, ist der dafür erforderliche
Gesamtdruck sehr groß, wodurch die Beweglichkeit des Schwimmdeckels innerhalb des
Tanks herabgesetzt wird. Außerdem ist bei einem trapezförmigen Dichtungskörper die
von dem nachgiebigen Dichtungskörper bei Auslenkung des Schwimmdeckels aus der Mittellage
im Tank ausgeübte Kraft nicht linear-proportional der Auslenkung. Dadurch wird der
Tankdeckel bei längerer Auslenkung aus der Mittellage und bei einer unvermeidlichen
Ermüdung des nachgiebigen Materials im Laufe der Zeit nicht mehr in die Mittellage
zurückkehren. Die Dichtigkeit des Tankdeckels wird in einem solchen Falle vermindert
werden.
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Bei einer anderen Ringdichtung ist in einer Schutzumhüllung ein im
Querschnitt kreisförmiger oder rechteckiger Dichtungskörper aus nachgiebigem Material
vorgesehen. Dieser nachgiebige Dichtungskörper ist durch seine Form innerhalb der
Schutzumhüllung nur in beschränktem Maße beweglich. Auch diese beiden Dichtungskörper
weisen keine der Auslenkung des Tankdeckels linear-proportionale Rückstellkraft
auf, die für die Zentrierung und demzufolge auch für die Abdichtung äußerst wichtig
ist, und auch in diesem Fall ist ein großer Druck erforderlich, um eine einwandfreie
Abdichtung zu gewährleisten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ringdichtung für einen
zylindrischen Tank mit einem Schwimmdeckel zu schaffen, die selbst bei geringem
Druck gegen die Tankwandung besser abdichtet als die bekannten Dichtungen und die
den Tankdeckel auch nach längerer Auslenkung in die eine oder andere Richtung in
die Mittellage zurückbewegt.
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Diese Aufgabe wird bei einer Ringdichtung für einen zylindrischen
Tank mit einem Schwimmdeckel, die in einer am Außenrand des Schwimmdeckels befestigten
Umhüllung einen Dichtungskörper aus nachgiebigem Material besitzt, dadurch gelöst,
daß der Dichtungskörper im nicht eingebauten Zustand den Querschnitt eines gleichschenkligen
Dreiecks hat und über seine gesamte Oberfläche gegenüber der Umhüllung beweglich
ist. Mit diesem im Querschnitt dreieckförmigen Körper mit gleichen Schenkeln erhält
man eine von der Auslenkung des Tankdeckels unabhängige proportionale Rückstellkraft.
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Dadurch wird der Schwimmdeckel auch nach längerer Auslenkung in seine
ursprüngliche Lage zurückbewegt, so daß eine gute Abdichtung gewährleistet ist.
Durch die Form des Dichtungskörpers erhält man außerdem eine auf eine schmale Zone
des Dichtungskörpers zusammengezogene hohe Flächen-
pressung, die ebenfalls eine
hohe Dichtigkeit des Tankdeckels gegenüber der Tankwandung gewährleistet. Durch
den symmetrischen Aufbau der Ringdichtung sind die Kräfte zum Heben und Senken des
Deckels gleich, so daß der Deckel immer mit gleicher Kraft auf der Flüssigkeit lastet.
Durch die Beweglichkeit der gesamten Oberfläche des Dichtungskörpers gegenüber der
Umhüllung ist sichergestellt, daß der Dichtungskörper auch beim Verschieben des
Deckels nicht gezwängt wird.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß
der Dichtungskörper im nicht eingebauten Zustand kegelige, konische oder zylindrische
Hohlräume aufweist. In diese Hohlräume kann das nachgiebige Material des Dichtungskörpers
beim Zusammendrücken eindringen. Dies kann nach einem anderen Vorschlag der Erfindung
aber auch dadurch erreicht werden, daß an der Innenseite des Dichtungskörpers im
nicht eingebauten Zustand ein umlaufender Hohlraum vorgesehen ist.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt im Querschnitt einen Tank mit Schwimmdeckel und mit
der erfindungsgemäßen Ringdichtung; F i g. 2 zeigt die Ringdichtung im Querschnitt.
Die Ringdichtung hat im nicht eingebauten Zustand dreieckigen Querschnitt, besteht
aus nachgiebigem Material und hat außen eine Umhüllung; Fig. 3 zeigt im Querschnitt
eine andere Ausführung der erfindungsgemäßen Ringdichtung; F i g. 4 zeigt im Querschnitt
die Umhüllung nach Fig. 3 und im besonderen, wie die Endkanten der Umhüllung vulkanisiert
oder auf andere Weise miteinander verbunden sind; F i g. 5 zeigt im Querschnitt
eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Ringdichtung, die eingeschnitten und
deren Scheitel stumpf ausgebildet ist; Fig. 6 zeigt im Querschnitt eine weitere
Ausbildung einer erfindungsgemäßen Ringdichtung, die auf der Innenseite konkav ist;
Fig. 7 zeigt eine Abänderung der Ausführung nach Fig. 6, bei der das nachgiebige
Material und seine Umhüllung am Rand des Schwimmdeckels befestigt sind; F i g. 8
zeigt in vergrößertem Maßstab den unteren Teil einer erfindungsgemäßen Ringdichtung
nach Fig. 6 ; F i g. 9 zeigt eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Ringdichtung,
die vom Rand des Schwimmdeckels entfernt liegt, so daß ein Raum für eine elastische
Deformation entsteht; F i g. 10 zeigt im Querschnitt eine Abänderung zu Fig. 9,
bei der die Ringdichtung mehrere zylindrische Hohlräume hat; Fig. 11 zeigt im Querschnitt
eine weitere Ausbildung nach Fig.9, wobei die Hohlräume konisch sind; F i g. 12
zeigt in Ansicht die Basis des Dichtungskörpers nach F i g. 10 mit den zylindrischen
Hohlräumen; Fig. 13 zeigt die Basis des Dichtungskörpers gemäß Fig. 11.
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Der Tank 20 nach F i g. 1 hat einen Schwimmdeckel 21, der auf der
FlüssigkeitL schwimmt und in Berührung mit der Tankwandung 22 gleitet. Die Tankwandung
22 ist von oben gesehen kreisförmig
und ebenso der Schwimmdeckel
21, der aber einen kleineren Durchmesser hat, so daß ein Zwischenraum entsteht.
Die schematisch in F i g. 1 dargestellte Ringdichtung 23 ist aber auch brauchbar
für andere als kreisförmige Tankquerschnitte. Der Tank 20 hat einen Einlaß 24 und
einen Auslaß 25 für die zu lagernde Flüssigkeit. Der Tank 20 ruht auf einem Fundament
26 und ist mittels außen auf die Tankwandung 22 aufgeschweißter Winkel 27 verstärkt.
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Die F i g. 2 zeigt die Ringdichtung 23 in eingebautem Zustand zwischen
dem Rand 28 des Schwimmdeckels 21 und der Tankwandung 22. Die Ringdichtung23 besteht
aus einem Dichtungskörper29 aus nachgiebigem Material und einer Umhüllung 30. Das
nacllgiebige Material des Dichtungskörpers 29 kann ein Polyurethanschaum sein, und
die Umhüllung 30 kann Polyurethan oder ein anderer Kunststoff- oder Gewebefilm sein,
der mit einem natürlichen oder synthetischen Elastomer belegt ist, beispielsweise
mit Polyvinylchlorid, Polyurethan od. dgl. Die Materialauswahl für die Umhüllung
ist nicht ausschlaggebend, sie muß nur zäh, nachgiebig und undurchlässig sein und
soll nicht von den Dämpfen, mit denen sie in Berührung kommt, angegriffen werden.
Durch einen Schenkel 32 eines Winkels 33 ist ein Bolzen 31 gesteckt, der durch einen
eingeklemmten Teil 34 des Dichtungskörpers 29 hindurchgeht und dann durch eine Unterlegscheibe.
Auf den Bolzen 31 ist eine Mutter aufgeschraubt, so daß der eingeklemmte Teil 34
zwischen der Unterlegscheibe und dem Winkel 33 festgehalten wird. Unten ist ebenso
ein Bolzen 39 durch einen Schenkel 40 eines Winkels 41 gesteckt, und dieser Bolzen
durchdringt einen eingeklemmten Teil 38 des Dichtungskörpers und danach eine Unterlegscheibe.
Der eingeklemmte Teil 38 wird durch eine Mutter festgehalten. Mehrere über den Umfang
des Deckels verteilte senkrechte Stangen 44 sind mit den Winkeln 33 und 41 verbunden,
beispielsweise verschweißt. Diese Stangen 44 dienen dazu, die Winkel 33 und 41 voneinander
entfernt zu halten. Wie in Fig. 2 gezeigt, legt sich der Dichtungskörper 29 in eingebautem
Zustand um die Stangen 44 herum, der Zusammenhang des Abschlusses um den Umfang
des Schwimmdeckels 21 an dessen Rand 28 ist also nicht unterbrochen. Gemäß F i g.
2 hat der Dichtungskörper 29 in nicht eingebautem Zustand die mit den gestrichelten
Linien 29 a angedeutete Form eines gleichschenkligen Dreiecks. Der andere Schenkel
32 a des Winkels 33 hat eine Öffnung, in die ein Bolzen 45 eingesteckt ist. Der
Bolzen 45 durchdringt den Schenkel 32 a und die überlappenden Seitenkanten 50 der
Umhüllung 30 sowie eine Unterlegscheibe 46 und einen Flansch 47 eines Bügels 48.
Durch Anziehen einer Mutter 51 werden die Seitenkanten 50 der Umhüllung 30 festgehalten.
Das obere Ende des Bügels 48 ist mittels eines Bolzens 52 und einer Mutter 53 am
oberen Rand des Schwimmdeckels 21 befestigt.
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Unter dieser Stelle ist ein Abschlußband 54, beispielsweise durch
Vulkanisation, an der Umhüllung 30 befestigt. Das obere Ende des Bandes 54 ist mittels
eines Bolzens 55, einer Unterlegscheibe 56 und einer Mutter 57 mit dem Rand 28 des
Schwimmdeckels 21 verbunden.
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Auch bei der Ausführungsform nach den Fig.3 und 4 hat der Dichtungskörper
29 in nicht eingebautem Zustand einen dreieckigen Querschnitt, wie mit den Linien
29 b angedeutet. Die Umhüllung 30 a besteht aus zwei Bändern 60, 61, die an ihren
unteren
Kanten durch Vulkanisation oder auf andere Weise, z. B. Klebung, miteinander
verbunden sind, wie in F i g. 4 gezeigt. Die Kanten bilden einen mit Löchern versehenen
Flansch 59. Ein Schenkel 62 eines Winkels 63 ist mit dem Rand 28 verschweißt. Durch
den anderen Schenkel 65 ist ein Bolzen 64 gesteckt, der sich durch ein Loch des
Flansches 59 und durch eine Unterlegscheibe 66 erstreckt. Durch Anziehen einer Mutter
67 werden die unteren Kanten der Bänder 60, 61 zwischen dem Schenkel 65 und der
Unterlegscheibe 66 gehalten. Durch den Rand 28 und durch die oberen Kanten der Bänder60,61
sowie durch eine Unterlegscheibe 69 ist ein Bolzen 68 gesteckt.
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Durch Anziehen einer Mutter 70 ist die Umhüllung 30 a mit dem Rand
28 des Schwimmdeckels 21 verbunden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 hat der Dichtungskörper
29 im nicht eingebauten Zustand einen Querschnitt, wie mit den Linien 29 c angedeutet,
also den Querschnitt eines gleichschenkligen Dreiecks mit abgestumpftem Scheitel.
An der Basis ist der Dichtungskörper 29 gegenüber dem Rand 28-eingeschnitten. Dieser
Einschnitt erlaubt die elastische Deformation des Dichtungskörpers 29. Der Einschnitt
hat gemäß Fig. 5 etwa Dreiecksform. Die Umhüllung 30 b besteht wie bei der Ausführungsform
gemäß F i g. 2 aus einem einzigen Band 80.
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Durch eine Unterlegscheibe 82, durch einen eingeklemmten Teil 83 des
Dichtungskörpers 29 und durch eine Unterlegscheibe 82 a ist ein Bolzen 81 gesteckt.
Auf den Bolzen 81 ist eine Mutter 81 a aufgeschraubt. Durch die obere Kante des
Randes 28, durch eine Kante 85 des Bandes 80 und durch einen oben eingeklemmten
Teil 79 des Dichtungskörpers 29 sowie durch die andere Seitenkante 86 des Bandes
80 und eine Unterlegscheibe 87 ist ein Bolzen 84 gesteckt. Durch Anziehen einer
Mutter 88 ist eine dichte Verbindung hergestellt, und es wird ein Abschluß zwischen
dem Rand 28 und der Umhüllung 30 b gebildet.
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Gemäß den F i g. 6 bis 8 hat der Dichtungskörper 29 in nicht eingebautem
Zustand eine Form, wie mit den Linien 29 e angedeutet. Die Basis des im wesentlichen
gleichschenkligen, dreieckigen Dichtungskörpers 29 ist dem Rand 28 zugekehrt und
konkav, um eine elastische Deformation des Dichtungskörpers 29 in dieser Richtung
zu ermöglichen. Die Umhüllung 30 c besteht auch hier aus einem einzigen Band 90.
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Wie aus F i g. 8 hervorgeht, ist der die untere Kante des Dichtungskörpers
29 umgebende Teil der Umhüllung an eine Öse 91 mit einer Bohrung 92 gebunden, beispielsweise
durch Vulkanisation. Die Öse 91 liegt zwischen einer Unterlegscheibe 93 und einer
weiteren Unterlegscheibe 94. Ein Bolzen 95 erstreckt sich durch die Unterlegscheibe94,
durch die Bohrung 92 der Öse 91 und durch die Unterlegscheibe 93. Die Kanten 90
a und 90 b des Bandes 90 liegen zwischen Unterlegscheiben98 und 99. Ein Bolzen 100
erstreckt sich durch die Unterlegscheibe 99, durch die Kanten 90 a und 90 b des
Bandes 90 und durch die Unterlegscheibe 98. Auf dem Bolzen 100 ist eine Mutter 100
a aufgeschraubt. Ein Abschlußband 101 ist, beispielsweise durch Vulkanisation, an
der Umhüllung 30 c befestigt. Durch die obere Kante des Randes 28, durch eine an
der Unterlegscheibe 94 und der Unterlegscheibe 99 beispielsweise durch Verschweißung
befestigte Stange 97, durch die obere Seitenkante des Bandes 101 und durch eine
Unterlegscheibe
103 erstreckt sich ein Bolzen 102. Durch Anziehen
einer Mutter 104 wird das Band 101 dicht mit dem Rand 28 verbunden.
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In F i g. 7 ist eine andere Befestigung der Stange 97 und des Bandes
101 an dem Schwimmdeckel21 gezeigt. Hier ist durch das obere Ende der Stange 97
und durch den oberen Endteil des Randes 28 ein Bolzen 105 gesteckt, auf den eine
Mutter 106 aufgeschraubt ist. Auf diese Weise wird die Stange 97 fest mit dem Rand
28 verbunden. Der Rand 28 des Schwimmdeckels 21 hat einen Ringflansch 107, der sich
rechtwinklig zum Rand 28 erstreckt. Durch den Ringflansch 107, durch den oberen
Rand des Bandes 101 und durch eine Unterlegscheibe 109 ist ein Bolzen 108 gesteckt,
auf den eine Mutter 110 aufgeschraubt ist. Auf diese Weise ist der obere Endteil
des Bandes 101 dicht mit dem Schwimmdeckel 21 verbunden.
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Bei der Ausführung nach Fig.9 hat der Dichtungskörper 29 in nicht
eingebautem Zustand einen Querschnitt, wie mit den Linien 29 f angedeutet. An den
Rand 28 des Schwimmdeckels 21 sind ein oberer Winkel 120 und, im Abstand davon,
ein unterer Winkel 121 angeschweißt. Die Umhüllung 30 d besteht aus einem Band 122,
dessen Kanten sich um die eingeklemmten Teile 123 des Dichtungskörpers 29 legen.
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Durch Unterlegscheiben 124, die eingeklemmten Teile 123, durch die
Kanten des Bandes 122 und durch die Schenkel 120 a und 121 a der Winkel 120 und
121 erstrecken sich Bolzen 125, auf deren Enden Muttern 126 aufgeschraubt sind.
Auf diese Weise wird die Umhüllung30d, die sich um den Dichtungskörper 29 herumlegt,
festgehalten. Schenkel 127 und 128 der Winkell20 und 121 halten den Dichtungskörper
29 in nicht eingebautem Zustand von dem Rand 28 entfernt. Der zwischen dem Rand
28 und der Linie 291 vorgesehene Abstand bildet einen Raum, in den der eingebaute
Dichtungskörper eindringt, Gemäß Fig. 10 liegen Einschnitte direkt in dem Dichtungskörper29,
der in nicht eingebautem Zu-
stand einen Querschnitt hat, wie durch die Linie 29
angedeutet. Im übrigen entspricht diese Ausführun der Fig. 9, und es sind auch gleiche
Bezugszeiche verwendet. In dem Dichtungskörper 29 direkt sin die Hohlräume 129 gebildet,
die an dem Rand 28 ar liegen. Die Hohlräume 129 sind zylindrisch mit kreis förmigem
Querschnitt und in versetzten Reihen ar geordnet, wie aus F i g. 12 ersichtlich.
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Gemäß F i g. 11 hat der Dichtungskörper 29 i nicht eingebautem Zustand
eine Form, wie m den Linien angedeutet. Die Ausführung nac Fig. 11 unterscheidet
sich von der nach den Fig. 1 und 12 nur durch eine andere Form der Hohlräum 130
in dem Dichtungskörper 29. Hier sind die Hoh: räume konisch und in versetzten Reihen
angeordne wie aus F i g. 13 ersichtlich.