DE19749248C1

DE19749248C1 - Dichtungsring für Flanschverbindungen großen Druchmessers

Info

Publication number: DE19749248C1
Application number: DE1997149248
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Tueckmantel
Original assignee: Kempchen and Co GmbH
Current assignee: Klinger AG
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1999-09-23
Anticipated expiration: 2017-11-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring für Flanschverbindungen großen Durchmessers. Sie weist mehrere, ringförmig aneinander angelegte Packunsstränge aus Graphit auf, deren Enden stufenförmig ausgebildete Stoßflächen besitzen, die ein Trennen und Wiedervereinigen aus Montagegründen erlauben. Die Stoßflächen der Packungsstränge sind erfindungsgemäß mit umfangssteitigem Versatz in einen von Markierungen begrenzten Montageringsegment angeordnet. Die ringscheibenförmig zusammengelegten Packungsstränge sind von einem Metallband umwickelt, wobei die Umwicklung scharfkantige, formbeständige Knicklinien zwischen den Stirn- und Seitenflächen der Ringscheibe aufweist und das Wickelende in das Montageringsegment oder in einen daran angrenzenden Bereich fällt. Auf den Stirnflächen der Umwicklung sind Auflagen aus Graphitfolie angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring für Flanschver bindungen großen Durchmessers, insbesondere für Deckelflan sche an Reaktionsbehältern der chemischen Verfahrenstech nik, mit
mehreren ringförmig aneinandergelegten Packungssträn gen, die aus einem Geflecht aus Graphitschnüren beste hen sowie einen rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen, und
Metallfolien, die zwischen den Packungssträngen ange ordnet sind sowie ober- und unterseitig überstehende, U-förmig auf die Packungsstränge umgefaltete Randstrei fen aufweisen,
wobei die radial aneinandergelegten Packungsstränge mitein ander zu einer Ringscheibe verbunden sind.

Bei dem aus DE-C 41 16 934 bekannten Dichtungsring, von dem die Erfindung ausgeht, sind die Packungsstränge durch Metallklammern vereinigt. Die Enden eines jeden Packungs stranges weisen miteinander verklebte Stoßflächen auf. Der Dichtungsring ist als endloser Ring gefertigt und weist, wenn er zur Abdichtung an einem Deckelflansch eines Reak tionsbehälters eingesetzt wird, oft einen Durchmesser von mehreren Metern auf. Der Einbau eines geschlossenen Rings ist schwierig und wird durch Rohrleitungen, Wärmefühler u. dgl. behindert.

Dichtungsringe an Deckelflanschen von Reaktionsbehältern der chemischen Verfahrenstechnik sind großen axialen Druck kräften und radialen Scherkräften, oft in Verbindung mit hohen Temperaturen, ausgesetzt. An die Funktion der Dich tung werden hohe Anforderungen gestellt. Dichtungsstränge aus Graphit sind empfindlich gegen mechanische Bean spruchung und erfordern eine sehr sorgfältige Handhabung und Verlegung. Das schließt aus, daß das Dichtungsmaterial als Band geliefert, von dem Anwender auf Maß geschnitten, anschließend eingebaut und durch Verbinden der Enden zu einem Ring vereint wird. Eine Funktionssicherheit ist hierbei nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungs ring des eingangs beschriebenen Aufbaus anzugeben, der an großen Behälterflanschen leicht montiert werden kann und nach seinem Einbau hohe Anforderungen in bezug auf Dichtig keit und Funktionssicherheit erfüllt.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung,
daß die Enden der ringförmig geformten Packungsstränge stufenförmig ausgebildete Stoßflächen aufweisen,
daß die Stoßflächen aller Packungsstränge mit umfangs seitigem Versatz von einem Packungsstrang zum nächsten in einem von Markierungen begrenzten Montageringsegment angeordnet sind,
daß die zur Ringscheibe zusammengelegten Packungs stränge von einem mit randseitiger Überdeckung ge wickelten Metallband umwickelt sind, wobei die Umwick lung scharfkantige, formbeständige Knicklinien zwischen den Stirn- und Seitenflächen der Ringscheibe aufweist und das Wickelende in das Montageringsegment oder einen daran angrenzenden Bereich fällt, und
daß auf den Stirnflächen der Umwicklung Auflagen aus Graphitfolie angeordnet sind, wobei die Auflagen außer halb des Montageringsegmentes auf der Umwicklung fest angeordnet sind und wobei für die Stirnflächenab schnitte des Montageringsegmentes separate Graphitfo liensegmente vorgesehen sind.

Der erfindungsgemäße Dichtungsring ist als geschlossener Ring mit vorbereiteter stufenförmig verlaufender Trennfuge gefertigt. Seine Metallbandumwicklung verleiht der Dichtung eine gegenüber dem Stand der Technik aus DE-C 41 16 934 verbesserte Festigkeit bei radialem Schub. Beidseitige Graphitfolienabdeckungen bewirken eine Verbesserung der der Gleit- und der Dichtfähigkeit. Der erfindungsgemäße Dich tungsring ist teilbar. Zu diesem Zweck ist ein von Markie rungen begrenztes Montageringsegment vorgesehen, in dessen Bereich die endseitigen Verbindungen sämlicher Dichtungs stränge liegen, und zwar in einer in Umfangsrichtung ver setzten Anordnung. Das Wickelende der Metallbandumwicklung endet ebenfalls in dem Bereich des Montageringsegmentes oder in einem unmittelbar an das Montageringsegment an grenzenden Bereich. Zum Zwecke der Montage wird die Metall bandwicklung im Bereich des Montageringsegmentes abge wickelt, wobei die scharfkantigen, formbeständigen Knick linien erhalten bleiben. Nachdem die Packungsstränge im Bereich des Montageringsegmentes freigelegt worden sind, wird der Dichtungsring an den Stoßflächen der Packungs strangenden geöffnet. Der geöffnete Ring kann verhältnismäßig leicht zwischen den miteinander zu verbin denden Flanschen positioniert werden. Anschließend wird jeder Dichtungsstrang zu einem Ring geschlossen, wobei die Stoßflächen an den Enden der Packungsstränge zur Montageer leichterung miteinander verklebt werden. Es versteht sich, daß die Verklebung sowohl in radialer als auch axialer Richtung möglichst spaltfrei erfolgen sollte. In einem nächsten Arbeitsschritt wird das im Montageringsegment ab gewickelte Metallband wieder auf die ringscheibenförmig zusammengelegten Packungsstränge aufgewickelt, wobei die formstabilen Knicklinien des Metallbandes an den zugeordne ten Kanten der jeweils äußeren Dichtungsstränge einrasten. Das Wickelende wird durch Verklebung, einen Stift o. dgl. fixiert. In einem letzten Arbeitsschritt werden die Graphitfoliensegmente im Bereich des Montageringsegmentes auf die Stirnflächenabschnitte aufgeklebt. Sie sollen an den Stoßkanten der schon vorhandenen Graphitfolienauflagen überlappen.

Die Metallbandumwicklung erfüllt im Rahmen der erfindungs gemäßen Lehre eine mehrfache Funktion. So verbessert die Metallbandumwicklung die Funktion der Dichtung im eingebau ten Zustand, da sie die Festigkeit bei radialem Schub ver bessert. Die Metallbandumwicklung erfüllt darüber hinaus wichtige Funktionen bei Transport und Montage. Als Schutz mantel verhindert die Metallbandumwicklung eine Beschädi gung des Dichtungsrings beim Transport. Sie ist auch ein Montagehilfsmittel und ermöglicht es, daß die Dichtung als geschlossener Ring zur Baustelle transportiert, erst dort geöffnet und nach dem Einbau in eine Flanschverbindung wie der verschlossen werden kann. Die formstabilen Knicklinien des abgewickelten Metallbandes rasten beim Aufwickeln des Metallbandes an den Kanten der äußeren Dichtungsstränge ein und stellen die Wiederherstellung einer ordnungsgemäßen Dichtungsanordnung sicher.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist zwi schen den Stoßflächen eines Packungsstranges jeweils eine Trennfolie angeordnet. Als Trennfolie kommt z. B. eine etwa 0,5 mm dicke PTFE-Folie in Betracht. Bevor die im Bereich des Montageringsegmentes abgewickelten Windungen des Metallbandes wieder aufgewickelt werden, werden die Trenn folien entfernt und werden die Stoßflächen, wie beschrie ben, miteinander verklebt. Beim Aufwickeln des Metallbandes ergeben sich dadurch etwas größere Toleranzen zwischen den Packungssträngen und der Metallbandumwicklung, was das Auf wickeln und Einrasten erleichtert.

Die Dichtungsstränge können zusätzlich durch Klammern mit einander verbunden sein. Die Graphitschnüre, aus denen die Stränge gefertigt sind, besitzen ferner in an sich bekann ter Weise vorzugsweise einen Kern aus mindestens einem, von einer Graphitfolie abgetrenntem Graphitstreifen sowie eine Umflechtung aus Metalldraht.

Das Montageringsegment ist von Markierungen begrenzt. Zu sätzlich kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Um wicklung im Bereich der vom Wickelende aus gesehen zweiten Markierung durch Punktverschweißung verbundene Windungen des Metallbandes aufweist. Dadurch ist die Metallbandum wicklung nur im Bereich des dafür vorgesehenen Monta geringsegmentes und nicht darüber hinaus abwickelbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen Ausschnitte aus einem erfindungsgemäßen Dichtungsring, jeweils in perspektivischer Darstellung.

Der in den Figuren dargestellte Dichtungsring ist für Flanschverbindungen großen Durchmessers, insbesondere für Deckelflansche von Reaktionsbehältern der chemischen Ver fahrenstechnik bestimmt. Er kann einen Durchmesser von meh reren Metern aufweisen. Die Fig. 1 zeigt den grundsätzli chen Aufbau des Dichtungsringes. Zum Aufbau gehören mehrere ringförmig aneinander angelegte Packungsstränge 1, die aus einem Geflecht aus Graphitschnüren bestehen sowie einen rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen, und Metallfolien 2, die zwischen den Packungssträngen 1 an geordnet sind sowie ober- und unterseitig überstehende U- förmig auf die Packungsstränge umgefaltete Randstreifen 3 aufweisen. Die radial aneinander angelegten Packungsstränge 1 sind miteinander zu einer Ringscheibe verbunden, und zwar mittels eines außenseitig angelegten Metallbandes 4. Das Metallband 4 ist mit randseitiger, vorzugsweise etwa 50%iger, Überdeckung gewickelt, wobei die Umwicklung scharfkantige, formbeständige Knicklinien 5 zwischen den Stirn- und Seitenflächen der Ringscheibe aufweist. Zusätz lich können die Packungsstränge 1 durch am Umfang ver teilte, in den Figuren nicht dargestellte, Metallklammern miteinander verbunden sein. Auf den Stirnflächen der Um wicklung sind Auflagen 6 aus Graphitfolie angeordnet.

Insbesondere der Fig. 2 entnimmt man, daß die Enden der ringförmig geformten Packungsstränge stufenförmig ausgebil dete Stoßflächen 7 aufweisen und daß die Stoßflächen 7 aller Packungsstränge mit umfangsseitigem Versatz von einem Packungsstrang zum nächsten in einem von Markierungen 8 be grenzten Montageringsegment F angeordnet sind. Das Wickelende 9 der Metallbandumwicklung 4 fällt ebenfalls in den Bereich des Montageringsegmentes F oder in einen unmit telbar angrenzenden Bereich. Jedenfalls ist die Anordnung so getroffen, daß durch Abwickeln des Wickelendes 9 die mit stufenförmigen Stoßflächen 7 ausgebildeten Anschlußenden der Packungsstränge 1 freigelegt werden können. Ferner sind Material und Dicke des Metallbandes 4 so gewählt, daß die scharfkantigen Knicklinien 5 beim Abwickeln des Metall bandabschnittes erhalten bleiben. Die Stoßflächen 7 der Packungsstränge stoßen klebefrei aneinander an. Gemäß einer bevorzugten und in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist zwi schen den Stoßflächen 7 eines jeden Packungsstranges eine Trennfolie 10, z. B. aus PTFE, angeordnet. Die graphiti schen Auflagen sind außerhalb des Montageringsegmentes F fest auf der Metallbandumwicklung 4 angeordnet und z. B. mit dieser verklebt. Für die Stirnflächenabschnitte des Montageringsegmentes F sind separate Graphitfoliensegmente 11 vorgesehen. Im Bereich der vom Wickelende 9 aus gesehen zweiten Markierung 8 können Windungen des Metallbandes 4 durch Punktverschweißung miteinander verbunden sein. Diese Maßnahme stellt sicher, daß das Metallband 4 nur im Bereich des Montageringsegmentes F abgewickelt werden kann. Die Graphitschnüre bestehen in an sich bekannter Weise aus einem Kern aus mindestens einem, von einer Graphitfolie ab getrenntem Graphitstreifen sowie einer Umflechtung aus Metalldraht.

Claims

1. Dichtungsring für Flanschverbindungen großen Durchmes sers, insbesondere für Deckelflansche an Reaktionsbehältern der chemischen Verfahrenstechnik, mit mehreren ringförmig aneinandergelegten Packungssträngen (1), die aus einem Geflecht aus Graphitschnüren beste hen sowie einen rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen, und Metallfolien (2), die zwischen den Packungssträngen (1) angeordnet sind sowie ober- und unterseitig überste hende, U-förmig auf die Packungsstränge umgefaltete Randstreifen (3) aufweisen,wobei die radial aneinandergelegten Packungsstränge (1) miteinander zu einer Ringscheibe verbunden sind, da durch gekennzeichnet,
daß die Enden der ringförmig geformten Packungsstränge (1) stufenförmig ausgebildete Stoßflächen (7) aufwei sen,
daß die Stoßflächen (7) aller Packungsstränge mit um fangsseitigem Versatz von einem Packungsstrang zum nächsten in einem von Markierungen (8) begrenzten Mon tageringsegment (F) angeordnet sind,
daß die zur Ringscheibe zusammengelegten Packungs stränge (1) von einem mit randseitiger Überdeckung ge wickelten Metallband (4) umwickelt sind, wobei die Um wicklung scharfkantige, formbeständige Knicklinien (5) zwischen den Stirn- und Seitenflächen der Ringscheibe aufweist und das Wickelende (9) in das Montageringseg ment (F) oder einen daran angrenzenden Bereich fällt, und
daß auf den Stirnflächen der Metallbandumwicklung (4) Auflagen (6) aus Graphitfolie angeordnet sind, wobei die Auflagen (6) außerhalb des Montageringsegmentes (F) auf der Metallbandumwicklung (4) fest angeordnet sind und wobei für die Stirnflächenabschnitte des Montage ringsegmentes (F) separate Graphitfoliensegmente (11) vorgesehen sind.

2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stoßflächen (7) eines Packungsstranges eine Trennfolie (10) angeordnet ist.

3. Dichtungsring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtungsstränge (1) zusätzlich durch Klammern verbunden sind.

4. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitschnüre einen Kern aus min destens einem, von einer Graphitfolie abgetrennten Graphitstreifen sowie eine Umflechtung aus Metalldraht auf weisen.

5. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwicklung im Bereich der vom Wickelende (9) aus gesehen zweiten Markierung durch Punkt verschweißung verbundene Windungen des Metallbandes (4) aufweist.