DE19728002A1

DE19728002A1 - Ausgleichringe für Hochdruckarmaturen und Hochdruckapparate

Info

Publication number: DE19728002A1
Application number: DE1997128002
Authority: DE
Original assignee: BECK ANITA
Current assignee: BECK ANITA
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 1999-02-04

Description

Bei Hochdruckarmaturen und Hochdruckapparaten, die mit einer Verschlußdeckel dichtung zwischen Gehäuse und Verschlußstück abgedichtet werden, ist der Aufbau der Abdichtung nach dem Stand der Technik so aufgebaut:

Im Gehäuse befindet sich das Verschlußstück, auf dem die Dichtung aufgebracht wird. Danach wird der Druckring auf die Dichtung gelegt und anschließend der Segmentring in die Gehäusenut über den Druckring eingebaut.

Das Verschlußstück wird dann mit den Spann- bzw. mit den Druckschrauben - je nach Bauart - gegen die Dichtung, den Druckring und den Segmentring gezogen, und dadurch die Dichtung zwischen Gehäuse und Verschlußstück verpreßt und somit abgedichtet. Durch die Beaufschlagung des Verschlußstückes mit dem Betriebsdruck wird dann die Dichtung nachverdichtet.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegen folgende Probleme zugrunde:
mit dem Anwendungsverbot von asbesthaltigen Dichtungen und dem Einsatz von Reingraphitdichtungen kommt es zu Abdichtproblemen bei zu großen Spaltmaßen zwischen dem Gehäuse (10) und dem Verschlußstück (9), bzw. zu großen Spalten zwischen dem Gehäuse (10) und dem Druckring (5), und dem Verschlußstück (9) und dem Druckring (5) (durch Flächenkorrosion, Lochkorrosion und andere Einflüsse verursacht) bzw. bei älteren Armaturen, die mit asbesthaltigen Dichtungen abgedichtet wurden und damals mit größeren Spaltmaßen gefertigt wurden.

Bei zu großen Spalten extrudiert die Graphitdichtung in die Spalte, nach außen oder nach innen, und wird undicht.

Auch durch den Einsatz von oft speziellen Dichtungen mit Verstärkungen, wie Blechen, Drahtgewebe und Ringen in den Dichtungen oder Kappen um die Dichtung, ist manchmal eine sichere Abdichtungen bei zu großen Spaltmaßen nicht mehr möglich. Dann muß entweder durch Aufschweißen am Gehäuse (10), am Verschlußstück (9) und am Druckring (5) und anschließendem Überdrehen saniert werden, oder es müssen neue Teile angefertigt werden.

Durch zu große Spaltmaße treten auch Fluchtungsfehler vom Ventilsitz (12) zur Ventilspindel (11) auf, da das Verschlußstück (9) nicht mehr richtig zum Gehäuse (10) zentriert wird, und das Verschlußstück (9) kann unter Umständen im Gehäuse (10) kippen und die Armatur wird undicht.

Diese Probleme werden durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Ausgleichringe gelöst, indem man bei der Herstellung oder bei der Sanierung von Hochdruckarmaturen und Hochdruckapparaten einen Unteren Ausgleichring unter der Dichtung und einen Oberen Ausgleichring über der Dichtung einbaut, die beide mit der zulässigen Toleranz nach dem Istmaß des Gehäuses im Außendurchmesser und dem Istmaß des Verschlußstückes im Innendurchmesser gefertigt werden.

Mit diesen Maßnahmen wird verhindert, daß die Dichtung durch zu große Spalte extrudiert und sich keine Zentrierfehler zwischen Gehäuse und Verschlußstück durch zu große Spalte einstellen. Gleichzeitig können noch Volumenveränderungen im Dichtungsbereich kompensiert werden.

Werden die beiden Ausgleichringe bei der Herstellung eingebaut, kann der Spalt zwischen dem Gehäuse (10) und dem Verschlußstück (9) sowie zwischen dem Druckring (5) größer gewählt werden.

Das hat den Vorteil, daß die Teile, die während des Betriebes oft durch die sehr hohen Temperaturen sehr stark verzundern, leichter revidiert werden können, da das Verhältnis der Anlageflächen der beiden Ausgleichringe gegenüber dem Druckring und dem unteren Teil des Verschlußstückes wesentlich kleiner ist, die ja sonst die Aufgaben der Ausgleichringe übernehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung Fig. 1 dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

1 Sechskantmutter
2 Gewindestift
3 Druckscheibe
4 Segmentring
5 Druckring
6 Oberer Ausgleichring
7 Graphitdichtung
8 Unterer Ausgleichring
9 Verschlußstück
10 Gehäuse
11 Ventilspindel
12 Gehäusesitz
13 Spalte, in die die Dichtung bei nicht eingebauten Ausgleichringen extrudieren kann

Mit der Sechskantmutter 1, die sich auf der Druckscheibe 3 abstützt, wird über den Gewindestift 2 das Verschlußstück 9 nach oben gezogen.

Der Untere Ausgleichsring 8, der im Innendurchmesser dem Verschlußstück 9 und im Außendurchmesser dem Gehäuse 10 angepaßt ist, liegt auf dem Verschlußstück 9 auf und wird gegen die Dichtung 7, gegen den Oberen Ausgleichring 6, der ebenfalls im Innendurchmesser dem Verschlußstück 9 und im Außendurchmesser dem Gehäuse 10 angepaßt ist, gegen den Druckring 5 und gegen den Segmentring 4, der sich in der Gehäusenut befindet, nach oben gezogen.

Dadurch wird die Dichtung 7 gegen das Gehäuse 10 und das Verschlußstück 9 gepreßt und verdichtet. Durch die beiden Ausgleichringe 8 und 6 wird die Dichtung eingeschlossen (gekammert) und ein Extrudieren der Dichtung in die Spalte 13 verhindert.

Durch den Oberen Ausgleichring und den Unteren Ausgleichring wird das Verschlußstück 9 im Gehäuse 10 genau zentriert, und dadurch verhindert, daß Fluchtungsfehler zwischen der Ventilspindel 11, die im Verschlußstück 9 geführt ist, und dem Gehäusesitz 12, der sich im Zentrum des Gehäuses 10 befindet, entstehen. Die Form der Ausgleichsringe ob quadratisch, rund oder rechteckig ist der Bauart der Dichtung anzupassen (mit Schräge oder in Rechteckform).

Sie können aber auch andere der Dichtungsform angepaßte Querschnitte haben. Die Fig. 2, Fig. 3, und Fig. 4 zeigen den vergrößerten Ausschnitt von einigen unterschiedlichen Ausführungsformen der beiden Ausgleichringe.

Die Dicke der Ausgleichringe ist zu berechnen und ist abhängig vom Betriebsdruck, von der Betriebstemperatur, von den Spaltmaßen und vom Werkstoff, und muß bei jeder Veränderung dieser Einflußgrößen neu berechnet werden.

Materialabtragungen im Dichtungsbereich, wie sie durch Flächenkorrosion, Lochkorrosion und Abtragungen, die auch auf andere Art und Weise am Gehäuse 10 und am Verschlußstück 9 entstehen (wie z. B. Sandstrahl, Schleif- und Reinigungs arbeiten bei Reparaturen), können durch den Einbau (wo noch keine Ausgleichringe eingebaut sind) bzw. durch Einbau von dickeren Ausgleichringen (wo bereits Ausgleichringe eingebaut sind) die Volumenänderung, die zwischen dem Gehäuse und dem Verschlußstück entsteht ausgleichen.

Wird die Dickenanpassung der Ausgleichringe im gleichen Verhältnis zu der Abtragung durchgeführt, entsteht keine Veränderung der Lage des Verschluß stückes 9 im Gehäuse 10. Dadurch wird verhindert, daß das Verschlußstück 9 bei der Druckbeaufschlagung axial zu weit in Richtung der Druckscheibe 3 oder gegen andere Bauteile verschoben wird, dort anliegt und die Dichtung nicht mit der erforderlichen Flächenpressung verdichtet wird. Bei zu großen Spalten kann auch eine Dichtung, die im Innendurchmesser kleiner und im Außendurchmesser größer ist, eingebaut werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen darin,

- daß bei vergrößerten Spaltmaßen nicht aufwendig, wie durch Aufschweißen, Glühen und Nachdrehen saniert werden muß, sondern daß bei vergrößerten Spaltmaßen, die durch Flächenkorrosion und Lochkorrosion an den Bauteilen entstehen, nur die Ausgleichsringe neu angefertigt werden müssen, und keine aufwendige und teuere Sanierung notwendig wird.
- daß keine neuen Verschlußstücke und Druckringe mit Übermaß gefertigt und dem vergrößerten Gehäusemaßen angepaßt werden müssen um wieder zulässige Spaltmaße zu erreichen.
- daß auch Armaturen, die auf Grund des Werkstoffes nicht schweißbar sind, saniert werden können.
- daß das Verschlußstück durch die Ausgleichringe im Gehäuse zentriert wird und dadurch bei Armaturen, bei denen die Spindel im Verschlußstück geführt ist und sich der Ventilsitz im Gehäuse befindet, keine Fluchtungsfehler der Sitzflächen zueinander entstehen.
- daß durch Korrosion entstandene Volumenänderungen im Dichtungsbereich durch dickere Ausgleichringe kompensiert werden, und dadurch keine maßlichen Verschiebungen des Verschlußstückes entstehen, die zu Funktionsstörungen führen könnten.
- daß handelsübliche Dichtungen ohne spezielle Verstärkung verwendet werden können.
- daß bei der Neuanfertigung von Gehäusen und Verschlußteilen, die aus Gußteilen und Schmiedestücken gefertigt werden und manchmal fertigungstechnisch bedingt zu wenig Bearbeitungsmaterial aufweisen um das vorgeschriebene Sollmaß nach der Bearbeitung für den sonst üblichen Zusammenbau zu erreichen, brauchen nicht verschrottet zu werden, wenn man die beiden Ausgleichringe eingebaut.

Claims

1. Einbau eines Oberen Ausgleichringes und eines Unteren Ausgleichringes bei der Herstellung oder zum nachträglichen Einbau bei Hochdruckarmaturen und Hochdruckapparaten, die mit Verschlußdeckeldichtungen aus Reingraphit oder anderen Dichtungssystemen, die zwischen dem Gehäuse und dem Verschlußstück durch axiale Verschiebung des Verschlußstückes über den Betriebsdruck im Gehäuse abgedichtet werden und die erforderliche Vorverpressung der Dichtung über Spann- bzw. Druckschrauben je nach Bauart erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Obere Ausgleichring (6) und der Untere Ausgleichring (8) am Außendurchmesser dem Istmaß des Gehäuses (10) und am Innendurchmesser dem Istmaß des Verschlußstückes (9) angepaßt wird, und sich dadurch das Verschlußstück im Gehäuse zentriert.
Bei Armaturen, bei denen die Ventilspindel (11) im Verschlußstück (9) zentrisch geführt und sich der Ventilsitz (12) im Gehäusezentrum befindet, werden Fluchtungsfehler der beiden Sitzflächen zueinander dadurch verhindert.

2. Oberer Ausgleichring und Unterer Ausgleichring nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschlußdeckeldichtung (7), die sich zwischen dem Oberen Ausgleichring und dem Unteren Ausgleichring befindet, eingeschlossen ist und durch die geringen Spalte am Extrudieren gehindert wird (Kammerung der Dichtung).
Die Ausgleichringe können sowohl eine rechteckige, eine quadratische, eine runde oder eine andere der Dichtung, dem Gehäuse und dem Verschlußstück angepaßte Form einnehmen.

3. Oberer Ausgleichring und Unterer Ausgleichring nach Patentanspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet,
daß Volumenveränderungen im Dichtungsbereich, wie sie durch Flächenkorrosion, Lochkorrosion und Abtragungen, die auf andere Art und Weise am Gehäuse (10) und am Verschlußstück (9) entstehen (wie z. B. Sandstrahl-, Schleif- und Reinigungsarbeiten bei Reparaturen), durch den Einbau von dickeren Ausgleichringen die Volumenänderung ausgleicht.
Wird die Dickenanpassung der Ausgleichringe im gleichen Verhältnis zu der Abtragung durchgeführt, entsteht keine Veränderung der Lage des Verschlußstückes im Gehäuse, und es wird dadurch verhindert, daß das Verschlußstück (9) bei der Druckbeaufschlagung axial zu weit in Richtung der Druckscheibe (3) oder anderen Bauteilen verschoben wird, dort anliegt und die Dichtung nicht mit der erforderlichen Flächenpressung verdichtet wird.