-
Lösbare Hochdruckdichtung Bei Anlagen und Armaturen, die hohen Drücken
und Temperaturen ausgesetzt sind, werden an die Abdichtung der einzelnen lösbar
miteinander verbundenen Bauteile sehr hohe Anforderungen gestellt. Dies gilt insbesondere
fUr die Gehäusedichtung von Armaturen bei Kernreaktoren, bei denen zusätzlich die
Gefahr eines Austritts radioaktiver Stoffe besteht.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine metallische Hochdruckdichtung
zu schaffen, die eine sichere Abdichtung bei allen Betriebsfällen gewährleistet
und dabei nur einen sehr geringen Platzbedarf aufweist. Diese Dichtung soll besonders
zum Abdichten von konzentrisch zueinander angeordneten Bauteilen geeignet sein,
wie sie beispielsweise bei RohrleitungsdurchfUhhrungen, Verschldssen oder Armaturengehäusen
erforderlich ist.
-
Die Erfindung besteht dabei darin, daß in einem Ringspalt zwischen
den beiden Bauteilen mindestens zwei sich axial teilweise überdeckende metallische
Dichtringe mit angenähert keilförmigem Querschnitt derart angeordnet sind, daß die
durch Spannglieder zwischen den beiden Bauteilen erzeugte axiale Vorspannkraft beide
Dichtringe gegeneinander und gegen die Bauteile derart verspannt, daß mindestens
fUnf abdichtende Berishrungslinien zwischen den beiden Dichtringen einerseits und
den Dichtringen und den Bauteilen andererseits entstehen, und daß bei Undichtwerden
einer BerUhrungslinie
mindestens eine weitere Berührungslinie als
vor-oder nachgeschaltete Dichtstelle wirksam wird.
-
Dabei weist der Ringspalt neben einer konischen Dichtfläche im wesentlichen
zylindrische Dichtflächen auf. Der untere Dichtring stützt sich somit an einem konischen
Ansatz an einem der beiden Bauteile ab, während beide Dichtringe durch einen auf
den oberen Dichtring einwirkenden und an einem der beiden Bauteile befestigten Spannring
verspannt sind.
-
Dabei ist zweckmäßigerweise der untere Dichtring als Doppelkeil ausgebildet
und so angeordnet, daß der obere Keil des unteren Dichtringes und der Keil des oberen
Dichtringes radial derart nebeneinander angeordnet sind, daß die sich ergebenden
drei Berührungslinien zwischen den Dichtringen untereinander und zwischen den Dichtringen
und den beiden Bauteilen angenähert in einer Ebene liegen.
-
Durch die beiden übereinander angeordneten Dichtringe ergibt sich
somit eine Doppeldichtung mit zwei übereinanderliegenden Dichtzonen, wobei die sich
entwickelnden Radialkräfte in der unteren Dichtzone mindestens zwei Berührungslinien
und in der oberen Dichtebene drei Berührungslinien durchlaufen. Der besondere Vorteil
dieser Dichtung liegt darin, daß nur ein einziges Spannelement zum Verspannen der
beiden Dichtringe erforderlich ist. Da darüber hinaus die Dichtkammer zwei im wesentlichen
zylindrische Dichtflächen aufweist, ist der radiale Platzbedarf für die Dichtung
nur sehr gering.
-
Zur Erhöhung der Abdichtung können die Dichtkanten der Dichtringe
als Spießkant oder als Fließbett mit einer Weichmetallauflage ausgebildet sein.
-
Um das Herausziehen der- beiden Dichtringe aus der Dicht kammer
zu
erleichtern, ist es zweckmäßig, wenndie beiden Dichtringe derart lose miteinander
verbunden sind, daß der untere Dichtring am oberen Ende einen zylindrischen am oberen
Ende nach außen umgebogenen und den oberen Dichtring teilweise umfassenden Ansatz
aufweist.
-
Um eine Dichtheitsprüfung durchführen zu können, noch bevor das Gesamtsystem
auf Druck gebracht wird, ist es ferner zweckmäßig, daß der äußere Bauteil mit einer
in Höhe zwischen der oberen und der unteren Dichtkante mündenden Bohrung zum Anschluß
einer Zwischenabsaugung und daß einer der Dichtringe mit einer Querbohrung versehen
ist.
-
An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise
von Ausführungebeispielen nach der Erfindung näher erläutert.
-
Dabei zeigen: Fig. la und ib einen Längsschnitt und eine Aufsicht
der gesamten Dichtungsanordnung mit den beiden Dichtringen, Fig. 2 einen Ausschnitt
A aus Fig. la im Bereich der Doppeldichtung mit Ausbildung der Dichtringe als Fließbettringe
und Fig. 3 den gleichen Ausschnitt A aus Fig. la im Bereich der Doppeldichtung mit
Ausbildung der Dichtringe als SpieSkant.
-
Nach Fig. la soll in das mit einem Stutzen 2 versehene druckfeste
Gehäuse 1 ein Zuleitungsrohr 3 eingesetzt und gegen den Stutzen 2 verspannt und
abgedichtet werden. Dazu kann aus fertigungstechnischen Gründen zunächst in den
Stutzen 2 von oben ein stutzenförmiger Aufsatz 4 eingeschraubt
und
mit dem Stutzen 2 an der Stelle 27 verschweißt werden. Das innere rohrförmige Bauteil
3 weist im oberen Bereich des Aufsatzes 4 eine nach außen ragende Verdickung 5 auf.
In den Ringspalt 6 zwischen dem Bauteil 3 oberhalb des sich ergebenden konischen
Ansatzes 5 und des Aufsatzstutzens 4 sind erfindungsgemäß die beiden Dichtringe
7 und 8 angeordnet. Im Bereich des unteren Dichtringes 8 ist dabei eine Zwischenabsaugung
9 vorgesehen.
-
Zum Spannen dieser Dichtung ist eine beide Dichtringe gleichzeitig
spannende Vorrichtung vorgesehen, die im folgenden näher beschrieben wird. Die Dichtungen
7 und 8 werden von einem Zwischenstück 10, das nach dem dargestellten Ausführungebeispiel
von oben in den Stutzenaufsatz 4 eingeschraubt ist, niedergehalten. Dieses Zwischenstück
10 kann durch einen Ring 11 mit horizontalen Bohrungen zum Anbringen von Werkzeugen
nach unten gedreht.werden. Die Verbindung in radialer Richtung wird dabei über die
Stifte 12 hergestellt.
-
Zum sicheren Verspannen ist dabei zusätzlich ein Tellerfederpaket
28 sowie ein von oben auf das rohrförmige Bauteil 3 aufgeschraubter Spannring 13
vorgesehen. Somit wird das innere rohrförmige Bauteil 3 durch die Spannschrauben
14 und zusätzlich durch den Innendruck der Anlage nach oben gedrückt.
-
In Fig. 2 ist ein Ausschnitt im Bereich der Doppeldichtung noch einmal
näher erläutert. Dabei sind oberhalb des konischen Ansatzes 5 des rohrförmigen Bauteils
3 die beiden Dichtringe 7 und 8 angeordnet. Diese Dichtringe bestehen aus sogenannten
Fließbettringen, wobei der obere Ring 7 mit einem Fließbett 15 auf der Außenseite
zur Abdichtung gegenüber dem Aufsatzstutzen 4 versehen ist. Der untere Dichtring
8 weist dagegen zwei Fließbetten 16 und 17 sowohl nach innen zum rohrförmigen Bauteil
3 als auch nach außen zum Aufsatzstutzen 4 auf. Während die Dichtkante 18 zwischen
den beiden
Dichtringen und die untere Dichtkante 19 des unteren
Dichtringes 8 gegenüber dem rohrförmigen Bauteil 3 als sogenannte Spießkante, d.h.
als leicht dachförmige Erhebung ausgebildet sind. Zweckmäßig ist es dabei, wenn
die Keilwinkel der druckseitigen Dichtflächen 19 und 18 stärker gegen die Achse
geneigt sind als die Dichtflächen an den Stellen 15, 16 und 17,7 die direkt an dem
zylindrischen Innen- bzw. Außenmantel der gegenseitig abzudichtenden Bauteile 3
und 4 anliegen. Durch Eindrehen des Zwischenstückes 10 werden die beiden Dichtringe
7 und 8 in der Höhe fixiert. Mit Hilfe des Spannringes 13 samt Tellerfederpaket
28 und den Spannschrauben 14 kann bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das
rohrförmige Bauteil 3 hochgezogen und somit gegen die Dichtringe 7 und 8 gepreßt
werden. Diese bilden somit eine sichere Abdichtung gegenüber dem im Spalt 6 herrschenden
Druck, der die Anpreßkraft der Dichtringe noch weiter verstärkt. Durch den keilförmigen
Quersohnitt der beiden Dichtringe 7 und 8 durchlaufen die sich entwickelnden Radialkräfte
in der unteren Dicht zone zwei und in der oberen Dichtebene drei BexUhrungslinien.
-
Über die Absaugleitung 9 besteht die Möglichkeit, Undichtigkeiten
sofort nach Montage und nicht erst nach Aufdruckbringen der gesamten Anlage zu erkennen.Die
Bohrung 29 im Dichtring 8 ermöglicht es, Undichtigkeiten auch auf der Innenseite
dieses Dichtringes zu erfassen.
-
Die Fließbettringe sind ferner zweckmäßigerweise mit einem Weichmetallüberzug
versehen. Dieses Weichmetall wird dabei beim Verspannen der Dichtringe in die umlaufende
Ringnut zwischen den beiden Vorsprüngen des Jeweiligen Fließbettee gepreßt, so daß
die Dichtwirkung dadurch noch erhöht und eventuelle Unebenheiten an den Dichtkanten
ausgeglichen werden.
-
Zum leichteren Ein- und Ausbau der beiden Dichtringe weist
der
untere Dichtring 8 am oberen Ende einen zylindrischen Ansatz 20 auf, der sich über
die gesamte Höhe des oberen Dichtringes 7 erstreckt und oberhalb dieses oberen Dichtringes
als Kragen 21 nach außen umgebogen ist und den oberen Dichtring-7 dadurch teilweise
umfaßt. Dadurch ist es möglich, -die beiden Dichtringe 7 und 8 zusammen zu fassen
und herauszuheben.
-
In Fig. 3 ist noch einmal der gleiche Ausschnitt A nach Fig. 1a dargestellt,
wobei jedoch die Dichtkanten der Dichtringe 7 und 8 als sogenannte Spießkante ausgebildet
sind. Das heißt, daß die Dichtkanten 22, 23 und 24 der oberen Dichtebene sowie 25
und 26 der unteren Dichtebene lediglich durch geringe dachförmige Erhebungen gebildet
werden. Dadurch ist eine plastische Verformung beim Verspannen der Dichtringe möglich,
so daß auch hierdurch eine sichere und doppelt wirkende Abdichtung gewährleistet
ist. Die Winkel und Dimensionen der Dichtringe sind dabei so gewählt, daß nach dem
Verspannen die Dichtlinien einer Dichtzone jeweils in einer zur Achse angenähert
senkrechten Ebene liegen.
-
Mit der beschriebenen Doppeldichtung ist es also auf einfache Weise
möglich, zwei konzentrisch zueinander angeordnete zylindrische Bauteile sicher gegeneinander
abzudichten, wobei der Platzbedarf sehr gering ist und der Innendruck im Ringspalt
zusätzlich noch zur Verstärkung der Dichtkraft wirkt.
-
Selbstverständlich können die Spannglieder der Verbindung in sehr
verschiedenartiger Weise ausgebildet werden, ohne daß hierdurch das erfindungsgemäße
Abdichtungsprinzip berührt wird.
-
8 Patentansprüche 3 Figuren