DE19637083A1 - Dichtung auf der Basis von Gummi und deren Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine dreischichtige Dichtung auf der Basis von Gummi und die Verwendung dieser Dichtung.

Schon seit einigen Jahren wird verstärkt nach Dichtungen gesucht, die insbesondere in Rauchgasentschwefelungs-Anlagen einen langen, störungsfreien Betrieb gewährleisten sollen. Dabei geht es vor allem um Flanschverbindungen wie sie bei Rohrleitungen, Behältern, Pumpen, Apparaten und ähnlichen Einrichtungen vorliegen, die im allgemeinen einen Überzug aus Weichgummi aufweisen als Schutz gegen Korrosion und Erosion (Abrasion). Zum gleichen Zweck sind die Flansche im Innenseitenbereich ebenfalls mit einem Weichgummiüberzug versehen, im Abstützungs- und Kraftübertragungsbereich aber mit einem Schutz aus Hartgummi.

Es versteht sich von selbst, daß die in Rede stehenden Flanschverbindungen besondere Abdichtungssysteme erfordern. So wird in EP-B-0 339 364 eine Dichtung für insbesondere Flanschverbindungen in Rauchgasentschwefelungs-Anlagen beschrieben, die aus drei Schichten (Platten) gebildet ist, wobei die mittlere Schicht (der Kern) aus Hartgummi oder Metall besteht und beidseitig mit einer Nut versehen ist, und die beiden Außenschichten jeweils aus Weichgummi mit einer Härte von 50 bis 80 Shore-A gebildet sind und einen Wulst aufweisen, der bei geschlossener Dichtung in die Nut der Kernplatte einsinkt. Diese Dichtung weist zwar gegenüber anderen vergleichbaren gewisse Vorteile auf. Sie ist aufgrund der gewählten Gummiarten korrosions- und erosionsbeständig. Durch die Kombination von Nut und Wulst wird auch eine relativ gute Abdichtung erreicht. Die Abdichtungswirkung läßt aber mit fortschreitender Beanspruchung zu wünschen übrig. Bei geschlossenem Flansch wird nämlich der Druck im wesentlichen zu etwa gleichen Teilen auf den genannten Hartgummi- und Weichgummibereich übertragen. Dadurch werden Scherkräfte auf die Verbindungsstelle von Weichgummi/Hartgummi-Überzug wirksam, was unter Umständen zu einer Verschiebung oder sogar Zerstörung des Schutzsystems führt.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Dichtung auf der Basis von Gummi zur Verfügung, mit der eine langandauernde hochwirksame Abdichtung ohne nachteilige Veränderungen und damit auch wiederholte Verwendbarkeit gegeben ist.

Die erfindungsgemäße dreischichtige Dichtung auf der Basis von Gummi ist dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Schicht aus Weichgummi und die beiden äußeren Schichten, die mit der mittleren Schicht fest verbunden sind, jeweils aus Kohlenstoff-Fasern enthaltendem Weichgummi gebildet sind.

Mit den speziellen Außenschichten und einer Weichgummischicht als Kern ist eine Dichtung geschaffen, welche die unter Druck entstehenden Kräfte besonders gut aufnehmen und weitergeben kann. So werden diese Kräfte im Falle der beschriebenen Flansche in wohldosierter Art und Menge auf den genannten Weichgummi/Hartgummi-Schutzbelag übertragen. Die weiche Innenschicht des erfindungsgemäßen Verbundes gibt ihm unter anderem insbesondere die erforderliche Elastizität, und die beiden Außenschichten gewährleisten die nötige Festigkeit, Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Verformung. Der neue Verbund bewirkt also eine hochwirksame, langandauernde Abdichtung und ist auch wiederholt verwendbar, da er während seines bestimmungsgemäßen Einsatzes keine wesentliche Veränderung erfährt. Die erfindungsgemäße Dichtung wird bevorzugt bei Flanschverbindungen eingesetzt und insbesondere bei solchen in Rauchgasentschwefelungs-Anlagen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angegeben. Die mittlere Weichgummischicht weist eine Shore-A-Härte von 40 bis 75 auf, vorzugsweise von 45 bis 60, und ist 1 bis 3 mm dick, vorzugsweise 1,5 bis 2,5 mm. Die äußeren Weichgummischichten enthalten jeweils 1 bis 5 Gew.-% Kohlenstoff-Fasern, vorzugsweise 2 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die Weichgummimasse. Diese Schichten haben eine Shore-A-Härte von 40 bis 80, vorzugsweise von 55 bis 70, und eine Dicke von 1 bis 2 mm, vorzugsweise von 1 bis 1,5 mm. Die Kohlenstoff-Fasern können bezüglich Form und Länge innerhalb weiter Grenzen variieren. Sie sind vorzugsweise nadelförmig mit einer Länge von 0,2 bis 3 mm und einer Dicke von 2 bis 10 µm.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Dichtung kann in der Weise erfolgen, daß man zunächst die drei Schichten (Platten) bereitet, zum Beispiel durch Auswalzen und/oder Pressen üblicher Rohgummimischungen, wobei denjenigen, die für die Außenschichten vorgesehen sind, auch Kohlenstoff-Fasern beigemischt werden. Die Walz- oder Preßtemperatur liegt im allgemeinen bei 80 bis 180°C. Die drei Platten werden dann gegebenenfalls nach Zusammenkleben in üblicher Weise vulkanisiert (Vulkanisiertemperatur: 140 bis 180°C), wobei die Haftung der einzelnen Schichten verstärkt und gleichzeitig die angestrebte Shore-A-Härte eingestellt wird. Für die Bereitung der Gummiplatten oder Gummischichten kommen alle üblichen Arten von natürlichem oder synthetischem Kautschuk in Betracht, wobei Naturkautschuk, Polyisopren-Kautschuk, Styrolbutadien-Kautschuk, Nitril-Kautschuk, Butyl-Kautschuk oder Chloropren-Kautschuk bevorzugt sind.

Die Erfindung wird nun anhand von zwei Ausführungsbeispielen, dargestellt in einer Zeichnung mit den Fig. 1 und 2, noch näher erläutert, wobei jede Figur in Form eines schematischen Querschnitts gestaltet ist.

Fig. 1 zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Dichtung.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Dichtung von Fig. 1 bei einer Rohr-Flansch-Verbindung, wobei das (angedeutete) Rohr und der Flanschinnenseitenbereich mit Weichgummi und der Flanschabstützungs- und Kraftübertragungsbereich mit Hartgummi überzogen sind.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße dreischichtige Dichtung besteht aus der mittleren Weichgummischicht 1, die eine Shore-A-Härte von 50 bis 60 und eine Dicke von circa 1,5 mm hat, und den beiden äußeren Weichgummischichten 2 und 3 mit den Kohlenstoff-Fasern 4, die jeweils eine Shore-A-Härte von circa 65 und eine Dicke von 1 mm aufweisen. Die Menge der Kohlenstoff-Fasern, bezogen auf die Weichgummimasse, liegt bei 2 bis 3 Gew.-%. Die einzelnen Schichten sind infolge Vulkanisation miteinander festhaftend verbunden.

In Fig. 2 liegt die mit 5 bezeichnete Dichtung von Fig. 1 (mit den Schichten 1, 2 und 3 und den Kohlenstoff-Fasern 4) als Abdichtung der Flansche 6 und 7 an den (angedeuteten) Rohren 8 und 9 vor. Mit 10 und 11 ist der Weichgummischutz beziehungsweise Hartgummischutz der Rohrteile 8 und 9 und der Flansche 6 und 7 bezeichnet, woraus die besonders problematische Weichgummi/Hartgummi-Verbindungsstelle 12 resultiert. Mit der erfindungsgemäßen Dichtung wird gerade diese Stelle auch bei höheren Drücken nicht negativ beeinflußt.

Claims (10)

1. Dreischichtige Dichtung auf der Basis von Gummi, dadurch gekennzeichnet, das die mittlere Schicht (1) aus Weichgummi und die beiden äußeren Schichten (2, 3), die mit der mittleren Schicht (1) fest verbunden sind, jeweils aus Kohlenstoff-Fasern (4) enthaltendem Weichgummi gebildet sind.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Weichgummischicht (1) eine Shore-A-Härte von 40 bis 75 und eine Dicke von 1 bis 3 mm aufweist.

3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Weichgummischicht (1) eine Shore-A-Härte von 45 bis 60 und eine Dicke von 1,5 bis 2,5 mm aufweist.

4. Dichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren weichgummischichten (2, 3) jeweils 1 bis 5 Gew.-% Kohlenstoff-Fasern (4) enthalten, Gewichtsprozente bezogen auf die Weichgummimasse.

5. Dichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Weichgummischichten (2, 3) jeweils 2 bis 3 Gew.-% Kohlenstoff-Fasern (4) enthalten, Gewichtsprozente bezogen auf die Weichgummimasse.

6. Dichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoff-Fasern (4) eine Länge von 0,2 bis 3 mm und eine Dicke von 2 bis 10 µm aufweisen.

7. Dichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Weichgummischichten (2, 3) jeweils eine Shore-A-Härte von 40 bis 80 und eine Dicke von 1 bis 2 mm aufweisen.

8. Dichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Weichgummischichten (2, 3) jeweils eine Shore-A-Härte von 55 bis 70 und eine Dicke von 1 bis 1,5 mm aufweisen.

9. Verwendung der Dichtung nach Anspruch 1 als Flanschdichtung.

10. Verwendung der Dichtung nach Anspruch 1 als Flanschdichtung in Rauchgasentschwefelungs-Anlagen.