DE1775646A1 - Dichtungsanordnung fuer hohe Mediumdrucke - Google Patents

Description

KISTLER INSTRUMENTE AO WINTERTflUR

Dichtungsanordnung für hohe Mediumdrucke

Es bestehen in der Messtechnik vielseitige Probleme, wo es sich darum handelt, ein Messorgan in einen Druckkörper einzubauen und dasselbe mit dem Druckmedium dichtend in Verbindung zu bringen. Bei eolchtn MeesvorgOngen kann es sich um Druckmessungen an hydralischen, ballistischen oder allgemeinen Drucksystemen handeln. Dabei wird üblicherweise so vorgegangen, dass an dem zu messenden Objekt eine Messbohrung erstellt wird, in welche die Messleitung oder der Druckmesswandler eingebaut wird. Zum Zwecke, dass eine dichtende Verbindung entsteht, werden Vferschraubungen

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verwendet, bei denen die Dichtflächen entweder mechanisch fest aufeinander gepresst, oder mit Hilfe von Dichtringen, z. B. O-Ringen, abgedichtet werden. Gummi -O -Ringe stellen heute ein sehr weitverbreitetes Dichtmittel dar, welche gestatten, dichtende Schraubverbindungen einfach zu gestalten und welche auch jederzeit leicht wieder lösbar sind. Xn vielen Füllen werden auch Kupferringe zwischen die Verschraubungen gelegt, oder andere Metall P ringe, insbesondere wenn das Druckmedium höhere Temperatoren öder höhere

Drücke aufweist. Insbesondere in höheren Druckbereichen müssen solche Metalldichtringe öfter nachgezogen werden. Bei Demontage ergeben sie. zudem die Schwierigkeit, dass sie infolge Deformation kaum mehr aus den Verschraubungen entfernt werden können. Durch die plastische Deformation solcher Dichtringe ist zudem eine genaue Positionierung des eingebauten Messwandlers schwierig, da solche Dichtungen immer wieder nachgezogen werden müssen.

Der Gegenstand der Erfindung befasst sich nun mit einer Abdichtung, bei welcher sowohl Gummi-O-Ringe als auch metallische Dichtringe verwendet werden können, je nach Anwendung und Temperaturbereich. Die Erfindung ermöglicht eine einfach herzustellende Bohrung, in welche der Messwertwandler oder die Messleitung eingebaut wird und gestattet rasches Auswechseln derselben. Zudem ermöglicht sie ein genaues Positionieren des Messwandler* oder der Messleitung.

Der Gedanke der Erfindung soll anhand eines Beispiele· dargestellt werden. Ea handelt sich um den Etooau eines Druckmestwandlers in eine Messbohrung,

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BAD ORIGINAL

B.B. U «in Kanonenrohr etc. Pi· Erflndang tonn aber aooii Wr Jed· HUettfi

andere Verschraubung, welche lösbar sein muse und Mr vcrahiedenet· Drall·· medien geeignet iat, angewendet werden. Zum Zwecke der einfachen Montag· iat der Measwertwandler mit einem JSinschraubgewinde versehen, welche· in das Gewinde der Aufnahmerbohrung passt. Zusätzlich ist eine speziell ausgebildete Diehtpartie notwendig· in welche dl« Dichtringe gelegt werden.

An den folgenden Figuren wird der Qedanke der Erfindung am erwähnt·· Beispiel erllutertt Flg. 1 zeigt einen Druckmeeswandler in Ansicht, Fig. a stellt einen Schnitt durch die Dichtpartie 8 der Fig. 1 dar. Fig« 3 zeigt die für den Druckmesswandler, Fig. 1, vorbereitet· Aufneh«·

merbohrung,
Fig. 4 zeigt die erfindungsgemaaae Abdichtpartie dea Druckwandlers nach

Zusammenschrauben, mit eingebautem Gummi-O-Ring, Fig. S zeigt die gleiche Dichtpartie, jedoch mit einem Metalldichtung»*

ring,
Flg. 6 zeigt die erfindungsgemäsae Dichtpartie vor dem Festschrauben de«

Messwandler, mit eingelegtem Metalldichtungaring. Fig. 7 zeigt die gleiche Dichtpartie, jedoch nach Festschrauben des Mess-

wandlers,
Fig. S zeigt nochmals die gleiche Dichtpartie, jedoch nach Einwirkung «ine·

Mediumdruckea auf die Diehtpartie.
Fig. 9 zeigt die erflndtmgsgemasse Dichtpartie und Positionierung des

Mesewandlers, ^

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Fig. 10 zeigt eine erfindungsgemässe Dichtpnrtie mit stark exzentrisch

eingelegtem Dichtring,
Fig. 11 zeigt die Deformation des gleichen Metalldichtringes, wenn konische

Dichtpartie in der Aufnehmerbohrung vorliegt Ss seil nunmehr auf die Details der Figuren eingetreten werden:

Der Messwandler nach Fig. 1 besteht aus dem Messwandlerkörper 1 mit fc Sinschraubgewinde, dem Messelementkopf 2, der Dichtringpartie 3, der

druckempfindlichen Partie 4, dem Montage-Gkant 5 und dem Steckeranschluss 6. Die Dichtpartie 3 besteht aus dar scharfkantigen Dichtlippe ? und dem ringförmigen nach unten offenen Hohlraum 8. Die Form der Dichtpartie 3 ißt in Fig. 2 noch näher erläutert. Vor der scharfkantigen Dichtlippe 2? führt eine dachförmige Eindrehung 28 sum Uebergangsradius r, welcher an den zylindrischen Mescteil 29 des Druckwandlers überführt. Der Winkel «C der Hinterdrehung für die d&chseitige Linie 28 kann 45° betragen, der Win- ImI/3 für die Ausbildung der schneidenartigen Dichtlippe kann 90° betragen. ist aber auch möglich, diese Winkel in weiten Grenzen zu variieren. Bei

Montage wird der Dichtring mit etwas Fett in die hinterstochene Nute 8 gelebt, Hierauf wird der Messwandler in die Messbohrung 31 gesetzt und festßossogen bis das Dichtdrehmoment erreicht ist.

Die Aufnehmerbohrung entsprechend Fig. 3 besteht aus dem Aufnehmer gewinde 32, der Sacklochpartie 33, der Bruotpartie 34 und dem Messkanal 35. Eine solche Aufnehmerbohrung kann in drei Operationen hergestellt werden und benötigt keine speziellen Präzisionewcrkzeuge und Maschinen. Der

ORKMNAL

Messwertaufnehmer wird In dia Messbohrung geschraubt als dl· DloMlJpp· T auf der Brustparti· 84 aufgepresst Ist.

Fig. 4 se'igt die Dichtpartie dee eingebauten Meeswertwandler·· wei» ta dl· Dichtnute ein handelsüblicher O-Ring 41 gelegt ist. Die scharfkantige Dichtpartie 47 sticht in die Brustpartie Sr ein und verhindert dadurch ein Ausweichen des O-EUngs, wenn derselbe unter Druckeinfluss steht.

In Fig. 5 ist die gleiche Dichtpartie dargestellt, anstelle des O-fUngs Ist aber ein Metallring 51 in die Dichtnute 58 eingelegt.

In den Figuren 6, 7 und 8 wird nun geneigt wie sich der Metalldichtring während des Einechraub- und Dichtvorganges verhalt. Figur β zeigt den Zm im Moment wo der mit Fett in die Dichtnute 68 angeheftete ftfetaUriHf 81 der Brustpartie 64 der Aufnehmerbohrung gerade sum Aufliegen *»»τή* Durch die konische Dachfläche 65 wird der dünnwandig· hohe Dichtring 61 während dem Einschraubvorgang zentriert. Durch Weiterdrehen des Messwandlers ä

wird nun der Dichtring 71 gem&sa Figur 7 deformiert bis der Messwertattfnehmer mit seiner scharfkantigen Dichtlippe 77 sich In d· Brattpartte M der Aufnehmerbohrung eingepresst hat. Der Messwandler kommt dabei au einem festen Anschlag, seine Lage Ist mit genau bestimmten Massen post· ■ tioniert. Durch die Deformation des Dichtringe« 71 entsteht an demselben eine Dichtkante 76» die ebenfalle gegen die Brustpartl· Sm geprasst wird. Das in der Dichte ill· vorhandene Fett wurde herausgepresst. Nach Einwirkung des Mediumdruckes ρ wird nach Figur 8 der Dichtring 88 waiter deformiert, indem derselbe entlang der keilförmigen Gleitfläche 8· gedehnt wird

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und an der Dichtfläche 86 einen dem Mediumdruck proportionalen Dichtdruck entstehen lässt. Wird der Messwandler nun demontiert so bleibt der Dichtring 88 an der Wand 85 haften. Er kann aber ohne weiteres durch einen leichten Schlag gelöst werden. Der deformierfeDlchtring 88 kann ohne weiteres nochmale in die Dichtnute eingesetzt werden und wird bei erneutem Festziehen wiederum einwandfrei dichten. Das Dichtdrehmoment, für einwandfreie Abdichtung für Mediumdrücke bis s. B. 7000 atü und mehr, ist etwa in der gleichen Größenordnung wie bei Gummi-O-»Ringen. Ein Nachziehen des Messwandlers nach mehreren Druckvorgängen ist nicht notwendig, da sich die Dichtwirkung automatisch durch den Mediumdruck ergibt.

In Fig. 9 ist die Dichtpartie des beschriebenen Messwandler β nochmale gezeigt, auf der linken Seite mit dem erfindungsgemäsaen Metalldichtring 91, auf der * echten Seite mit einem handelsüblichen Gummi-O-Ring 92. In beiden Fällen hat der Messwandler genau die gleiche Position gegenüber der Aufnehm er bohrung 93.

In Fig. 10 ist die erfindungsgemäase Dichtpartie gezeigt, wobei der Metalldichtring 101 stark exzentrisch auf die Brustpartie 104 der Aufnehn erbohrung 105 gelegt wurde. Beim Einschrauben des Messwandlers erfolgt sofort automatische Zentrierung des Dichtrings 101 durch die konische Dachpartie 108 der Dichtnute 107.

In Fig. 11 ist eine Variante dargestellt. Die Dichtpartie 112 der Aufnehmerbohrung 113 ist als konische Sitzfläche ausgebildet. Sofern der Winkel /9 der DichÜippe 114 mit dem Konuewinkel et der Sitzfläche 112 übereinstimmt.

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g/ ^

so wird ohne jede Zwiechenlage^einwandfreie metallische Dichtung mdgUeb.

Die Druckkräfte ρ preeaen die leicht elastische DichÜippe 114 gegen die Konusfläche 112 und bewirken damit bei zunehmendem Druck sunehmende Dichtkraft. Bedingung ist jedoch einwandfreie Bearbeitung der Dichtbohrung. Sonet ist auch hier durch Einlegen eines erfindungsgemäsaen zylindrischen DichtringesV der nach dem Einbau in die Form wie 115 gebracht wird, ei«· wandfreie Dichtwirkung möglich. Auch hier wird die dichtende Form erst während des Einbaus entsprechend den geometrischen Bedingungen der Bob* rung geschaffen.

Durch die erfindungsgemftsse Ausbildung der Dichtpartie des Messwandler β und der Aufnehmerbohrung können sowohl handelsübliche Gummi-O-Ringe als auch Metalldichtringe verwendet werden. Die Metalldichtringe haben den grossen Vorteil, dass sie für alle Druckmedien und auch für hohe Temperaturen oder Flammeinwirkung einsetzbar sind. Durch die Tatsache, dass sich der Metalldichtring durch seine besondere Formgebung und die Formgebung der Dichtnute während dem Ansiehvorgang so deformiert, dass er sich auto- ·■ matisch den gegebenen Dichtpartien anschliesst und dass dieser Anpassvorgang nach Erreichen der Einschraubendposition durch den Druckvorgang des Druckmediums weiter fortgesetzt wird, entsteht eine ausgezeichnete Diohtwirkung. Die Anforderung an die Präzision der Aufnehmerbohrung wie an die Dichtpartien ist minim, da sich der metallische Dichtring selbständig den gegebenen Verhältnissen anpasst. Die Möglichkeit, dass man den metallischen Dichtring Jeder seit auch mit einem handelsüblichen O-Ring austauschen kann« erhöht die Verwendbarkeit der erfindungsgemäasen Dichtpartie.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Dichtungeanordnung bestehend aus zwei ineinander steckbaren, verschraubbaren Teilen« die jederzeit wieder lösbar sind, dadurch gekennzeichnet, daee die Einbauöffnung (31) eine Sitspartie (34,112) aufweist und dass das Eineehraubstück (1) eine dachförmig auegedrehte Dichtnut (8) hat und mit Dichtlippa (7) versehen ist, wobei der Aussenkonus (25) mit der Dachfläche (28) fc in eine scharfe Dichtkante (27) ausmündet» welche gegen die Sitspartie der

   Einbauöffnung gepresst wird, wobei der in die Dichtnut (8) gelegte Dichtring während des Montagevorganges seine endgültige Dichtform durch Deformation einnimmt.

   Unterangprflche

   1. Dichtungeanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass " die Sitzpartie der Einbäüöffnung aus einer Ringfläche besteht, in welche die Dichtlippe (7) des Einachraubstückes (1) gepresst wird und auf welcher der Dichtring (61) sich frei zentrierend bewegen kann bis der Deformatiönevorgang beginnt durch weichender Dichtring (71) in seine dichtende Form gebracht wird.

   2. Dichtungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennseichnet, dass die Sitspartie der Einbauöffnung aus einer Konuefl&che (112) besteht und daee die Dichtlippe (114) mit einem gleichen oder ähnlichen Winkel j3 wie der Winkel «4 der Konuefl&che 112 versehen 1st und durch Aufpressen auf die konische Sitzfläche einwandfrei Dichtung entsteht, wobei die Dichtanpresskraft durch zunehmenden Druck automatisch gesteigert wird.

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   -i-

   9. Dichtungsanordnung nach Patentanspruch und Uatcrantpruch %, dadurch gekennzeichnet, dass ein »ylindrlecher Oiehtring (115) in41e Dichtest de· Eioechraubstückee gelegt wird, worauf der Einechraubvorgang durch die Doppelkonuaflächen (ill· 112) eine zweifache Deformation dea Dichtrlnge· bewirkt, wobei «benfall· einwandfreie Dichtung auch bei sehr hohen Drflckea erreicht wird.

   4. Dichtungeanordnung nach Patentanspruch« dadurch gekennseichnet. da·· in die Dichtnute des EineehraubatOcke· ein O«Ring gelegt werden kann, welcher nach Deformation ebenfall» zu einwandfreier Abdichtung ffthrea kann.

   5. Dichfungsanordnung nach Patentanepruch» dadurch gekennzeichnet, da·· keine Dichtringe verwendet werden und Abdichtwirkung durch Aufeinanderpreaaen von Dichtlippe und Dichtpartie der ElnbauOffming erreicht wird.

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