DE19533172C1 - Dichtungssystem an einem Apparate- oder Armaturengehäuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungssystem an einem Apparate- oder Armaturengehäuse mit unter hohem Druck und hoher Temperatur stehenden Druckmittel in dem Apparate- oder Armaturengehäuse, - mit einer Dichtungselementauf­ nahme, die eine gehäuseseitige Dichtwand und eine bauteil­ seitige Dichtwand besitzt, und einem Dichtungselement, welches Dichtungselement einen Weichdichtungsstrang und zumindest eine diesen an Querschnittsecken begrenzende und gegebenenfalls den Weichdichtungsstrang überfassende Metallkappe aufweist, die mit einem Paßflansch an der gehäuseseitigen Dichtwand und/oder an der bauteilseitigen Dichtwand versehen ist. Bei einem solchen Dichtungssystem wird die Dichtkraft aus dem Innendruck und/oder durch Schraubenkraft erzeugt. Dichtungssystem bezeichnet eine Dichtungsanordnung mit einem definierten, die Dichtungs­ funktion sicherstellenden Ordnungsprinzip der Bauteile. Es kann sich z. B. um ein Dichtungssystem für eine Verschluß­ deckeldichtung, eine Stopfbuchsdichtung oder dergleichen handeln. Der Ausdruck bauteilseitige Dichtwand bezeichnet die Dichtwand, die sich an dem Deckel, am Gehäuse oder an einem ähnlichen Bauteil befindet.

Bei dem bekannten Dichtungssytem, von dem die Erfindung ausgeht (DE 24 11 403 C3, DD-PS 51 506), besitzen die Paß­ flansche glatte Flanschflächen. Das gilt auch für die Dichtwand. Die Metallkappe verleiht dem Weichdichtungs­ strang und damit dem Dichtungselement insgesamt eine beachtlich verbesserte mechanische Stabilität. Sie ver­ bessert auch die Gleichverteilung der Dichtkraft. Die bekannten Maßnahmen haben sich bewährt. Die Dichtwirkung erzeugt der Weichdichtungsstrang unter dem Einfluß der Dichtkraft durch seine Querverformung. Die Standzeit der bekannten Dichtungssysteme ist jedoch, insbesondere bei hoher Temperatur und hohem Druck des Druckmittels, häufig unbefriedigend.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, bei einem Dichtungssystem des eingangs beschriebenen Aufbaus und der eingangs beschriebenen Zweckbestimmung die Stand­ zeit oder Lebensdauer zu verbessern, und zwar insbesondere bei Dichtungssystemen, die für hohen Druck und für hohe Temperaturen ausgelegt sind, beispielsweise im Dampfkraft­ werksbau eingesetzt werden, wo neben der hohen Qualität in bezug auf die Abdichtwirkung auch hohe Standzeiten verlangt werden.

Eine Lösung des vorstehend beschriebenen technischen Problems ist, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Dichtungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Paßflansche dichtwandseitig zumindest eine aus der Flanschfläche zur gegenüberliegenden Dichtwand vor­ stehende, in Dichtstrangrichtung verlaufende Sperrippe aufweist, die einen Luftzutritt oder einen Druckmittel­ zutritt zum Weichdichtungsstrang sperrt.

Eine andere Lösung des vorstehend beschriebenen technischen Problems ist, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Dichtungssystem dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Dichtwände paßflanschseitig zumindest eine aus der Dichtwandfläche vorstehende Sperrippe aufweist, die einen Luftzutritt oder einen Druckmittelzutritt zum Weichdich­ tungsstrang sperrt.

Bei den erfindungsgemäßen Dichtungssystemen kann die Sperrippe aus dem Werkstoff der Metallkappe bzw. der Dicht­ wand ausgeformt sein. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrippe aus einem gegenüber dem Werkstoff der Metallkappe bzw. der Dichtwand weichen, plastisch verformbaren, metallischen Werkstoff besteht. Man kann aber auch die Anordnung so treffen, daß die Sperrippe, die aus dem Werkstoff der Metallkappe bzw. der Dichtwand ausgeformt ist, mit einem Widerlager an einem gegenüber dem Werkstoff der Metallkappe bzw. der Dichtwand weichen, plastisch verformbaren metallischen Werkstoff besteht. Der weiche, plastisch verformbare metallische Werkstoff besteht; zweckmäßigerweise aus einem Metall der Gruppe "Aluminium, Kupfer, Silber, Gold" oder Legierungen dieser Werkstoffe.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß nicht; ausgeschlossen werden kann, daß die Umgebungsatmosphäre; oder ein gasförmiges Druckmittel, welches sich in dem Apparat befindet oder in der Armatur geführt wird, der dem das Dichtungssystem bzw. der das Dichtungssystem angehört, den Werkstoff des Weichdichtungsstranges angreifen. Insbe­ sondere kann, wie die Erfindung erkannt hat, sogenannte Sauerstoffkorrosion bei hohen Temperaturen und hohen Drücken auftreten, weil das Druckmittel im Wege der Diffusion über den Spalt zwischen Paßflansch der Metallkappe und Dichtwand zu dem Weichdichtungsstrang gelangen kann. Besonders empfindlich gegen Sauerstoff­ korrosion sind Weichdichtungsstränge aus expandiertem Dichtungsgraphit. Bei dem erfindungsgemaßen Dichtungssystem werden der Angriff des Druckmittels welches, in der Armatur bzw. in dem Apparat ansteht, und insbesondere jede Sauer­ stoffkorrosion durch die zumindest eine Sperrippe aus­ reichend vollständig blockiert. Extrem lange Standzeiten, auch bei hohen Temperaturen von 500°C bis 600°C und hohen Drücken, lassen sich verwirklichen. Das gilt insbesondere dann, wenn der Weichdichtungsstrang aus expandiertem Dichtungsgraphit besteht. Im einzelnen läßt sich das erfindungsgemäße Dichtungssystem auf verschiedene Weise weiter ausbilden und gestalten. Insbesondere kann der Weichdichtungsstrang werkstoffmäßig oder strukturmäßig auf verschiedene Weise aufgebaut sein. Bewährt hat sich eine Ausführungsform, bei der der Weichdichtungsstrang zumindest teilquerschnittsweise aus expandiertem Dichtungsgraphit besteht.

Bei dem erfindungsgemäßen Dichtungssystem ist das Dich­ tungselement im allgemeinen ringförmig ausgebildet und die Dichtungselementaufnahme entsprechend kreisförmig gestal­ tet. Das Dichtungssystem kann als Verschlußdeckeldichtung ausgeführt sein, es kann aber auch als Stopfbuchsdichtung gestaltet sein. Es bewährt sich für die verschiedensten Dichtungsprobleme. Es versteht sich, daß man im Rahmen der Erfindung die zumindest eine Sperrippe so anordnet, daß ein aggressives Medium, welches an dem Weichdichtungsstrang Korrosionserscheinungen auslösen könnte, im Wege der Diffusion nicht zu dem Weichdichtungsstrang gelangen kann. Ist andererseits eine Atmosphäre vorhanden, die die Stand­ zeit des Weichdichtungsstranges nicht störend beeinflußt, so kann bei einem erfindungsgemäßen Dichtungssystem inso­ weit auch die Sperrippe fehlen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Apparat oder eine Armatur mit Deckel und erfindungsgemäßem Dichtungs­ system,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1,

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 1 in einer anderen Ausfüh­ rungsform,

Fig. 4 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand der Fig. 3,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 2 und

Fig. 6 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 4.

In den Figuren erkennt man ein Dichtungssystem 1 an einem Apparate- oder Armaturengehäuse 2 mit unter hohem Druck und hoher Temperatur stehendem Druckmittel in dem Apparate- oder Armaturengehäuse 2. Zum Dichtungssystem 1 gehören eine Dichtungselementaufnahme 3, die eine gehäuseseitige Dicht­ wand 4 und eine bauteilseitige Dichtwand 5 besitzt. Das Bauteil ist im Ausführungsbeispiel der Deckel 6. Außerdem ist ein Dichtungselement 7 vorgesehen. Das Dichtungselement 7 weist einen Weichdichtungsstrang 8 und zumindest eine diesen Weichdichtungsstrang 8 an Querschnittsecken begren­ zende und im Ausführungsbeispiel auch überfassende Metall­ kappe 9 auf. Diese ist mit je einem Paßflansch 10 an der gehäuseseitigen Dichtwand 4 und/oder an der bauteilseitigen Dichtwand 5 versehen. Die Dichtkraft wird im Ausführungs­ beispiel hauptsächlich über eine Schraube 11 erzeugt. Die Metallkappe 9 besteht aus einem warmfesten Werkstoff, um die hohen Scherkräfte zu ertragen, die bei der Überbrückung der bei der Herstellung unvermeidbaren oder im Betrieb ent­ stehenden Spalte auftreten. Man erkennt die Spalte in den Fig. 2, 4, 5 und 6.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 ent­ nimmt man deutlich, daß zumindest einer der Paßflansche 10 dichtwandseitige zumindest eine aus der Flanschfläche zur gegenüberliegenden Dichtwand 4, 5 hin vorstehende, in Dichtstrangrichtung längslaufende Sperrippe 12 aufweist, die einen Luftzutritt oder einen Druckmittelzutritt zum Weichdichtungsstrang 8 sperrt, je nachdem wie die Sperrippe 12 angeordnet ist. Demgegenüber erkennt man bei der Ausfüh­ rungsform nach den Fig. 3 und 4, daß zumindest eine der Dichtwände 4, 5 paßflanschseitig zumindest eine aus der Dichtwandfläche vorstehende Sperrippe 12 aufweist, die einen Luftzutritt oder einen Druckmittelzutritt zum Weichdichtungsstrang 8 sperrt. - Es versteht sich, daß bei dem erfindungsgemäßen Weichdichtungsstrang 8 die Dichtkraft so aufgebracht wird oder auftritt, daß eine ausreichend fließende Verformung und Anpassung der Kuppe der Sperrippe 12 an der zugeordneten Dichtwand stattfindet. Dabei kann die Sperrippe 12 aus dem Werkstoff der Metallkappe 9 bzw. der Dichtwand 4, 5 bestehen, wenn der Querschnitt nur so gestaltet ist, daß unter dem Einfluß der Dichtkraft die beschriebene fließende Verformung stattfindet.

Aus den Fig. 5 und 6 entnimmt man, daß die Anordnung auch so getroffen werden kann, daß die Sperrippe 12 aus einem gegenüber dem Werkstoff der Metallkappe 9 bzw. der Dicht­ wand 4, 5 weichen, plastisch verformbaren metallischen Werkstoff besteht. Selbstverständlich ist die Sperrippe 12 mit dem zugeordneten Sperrippenträger verbunden. Fig. 6 zeigt eine Abwandlung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Sperrippe 12, die aus dem Werkstoff der Metallkappe 9 bzw. der Dichtwand 4, 5 ausgeformt ist, mit einem Wider­ lager 13 aus einem gegenüber dem Werkstoff der Metallkappe 9 bzw. der Dichtwand 4, 5 weichen, plastisch verformbaren metallischen Werkstoff zusammenwirkt. Das Widerlager 13 kann in das zugeordnete Bauteil eingelassen oder auf dieses aufgesetzt und mit dem Bauteil verbunden sein. Der weiche, plastisch verformbare metallische Werkstoff besteht z. B. aus einem Metall der Gruppe "Aluminium, Kupfer, Silber, Gold" oder einer Legierung dieser Werkstoffe. Demgegenüber besteht der Weichdichtungsstrang 8 vorzugsweise zumindest teilquerschnittsweise aus expandiertem Dichtungsgraphit. Wie bereits erwähnt sind im Ausführungsbeispiel die Dich­ tungselementaufnahme 3 und das Dichtungselement 7 ring­ förmig bzw. kreisförmig gestaltet.

Claims (10)

1. Dichtungssystem an einem Apparate- oder Armaturengehäuse mit unter hohem Druck und hoher Temperatur stehendem Druck­ mittel in dem Apparate- oder Armaturengehäuse, - mit einer Dichtungselementaufnahme, die eine gehäuseseitige Dichtwand und eine bauteilseitige Dichtwand besitzt, und einem Dich­ tungselement, welches Dichtungselement einen Weichdich­ tungsstrang und zumindest eine diesen an Querschnittsecken begrenzenden und gegebenenfalls den Weichdichtungsstrang überfassende Metallkappe aufweist, die mit einem Paßflansch an der gehäuseseitigen Dichtwand und/oder an der bau­ teilseitigen Dichtwand versehen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest einer der Paßflan­ sche (10) dichtwandseitig zumindest eine aus der Flansch­ fläche zur gegenüberliegenden Dichtwand (4, 5) vorstehende, in Dichtstrangrichtung längslaufende Sperrippe (12) auf­ weist, die einen Luftzutritt oder einen Druckmittelzutritt zum Weichdichtungsstrang (8) sperrt.

2. Dichtungssystem an einem Apparate- oder Armaturengehäuse mit unter hohem Druck und hoher Temperatur stehendem Druckmittel in dem Apparate- oder Armaturengehäuse, - mit einer Dichtungselementaufnahme, die eine gehäuseseitige Dichtwand und eine bauteilseitige Dichtwand besitzt, und einem Dichtungselement, welches Dichtungselement einen Weichdichtungsstrang und zumindest eine diesen an Quer­ schnittsecken begrenzenden und gegebenenfalls den Weich­ dichtungsstrang überfassende Metallkappe aufweist, die mit einem Paßflansch an der gehäuseseitigen Dichtwand und/oder an der bauteilseitigen Dichtwand versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Dicht­ wände (4, 5) paßflanschseitig zumindest eine aus der Dichtwandfläche vorstehende Sperrippe (12) aufweist, die einen Luftzutritt oder einen Druckmittelzutritt zum Weichdichtungsstrang (8) sperrt.

3. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sperrippe (12) aus dem Werk­ stoff der Metallkappe (9) bzw. der Dichtwand (4, 5) ausge­ formt ist.

4. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , da­ durch gekennzeichnet, daß die Sperrippe (12) aus einem gegenüber dem Werkstoff der Metallkappe (9) bzw. der Dicht­ wand (4, 5) weichen, plastisch verformbaren metallischen Werkstoff besteht.

5. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sperrippe (12), die aus dem Werkstoff der Metallkappe (9) bzw. der Dichtwand (4, 5) ausgeformt ist, mit einem Widerlager (13) aus einem gegen­ über dem Werkstoff der Metallkappe (9) bzw. der Dichtwand (4, 5) weichen, plastisch verformbaren metallischen Werk­ stoff zusammenwirkt.

6. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der weiche, plastisch verformbare metallische Werkstoff aus einem Metall der Gruppe "Alumi­ nium, Kupfer, Silber, Gold" oder Legierungen dieser Werk­ stoffe besteht.

7. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Weichdichtungsstrang (8) zumindest teilquerschnittsweise aus expandiertem Dich­ tungsgraphit besteht.

8. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Dichtungselementaufnahme (3) und das Dichtungsele­ ment (7) ringförmig gestaltet sind.

9. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches im übrigen als Verschlußdeckeldichtung ausgeführt ist.

10. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches im übrigen als Stopfbuchsdichtung ausgeführt ist.