DE2601276C3

DE2601276C3 - Method and sealing body for sealing pipe penetrations, in particular a pipe end in the wall of a recuperator

Info

Publication number: DE2601276C3
Application number: DE2601276A
Authority: DE
Inventors: James Alan Whitstable Kent Costick; Brian London Hall
Original assignee: BRITISH STEEL CORP LONDON
Current assignee: BRITISH STEEL CORP LONDON
Priority date: 1975-09-08
Filing date: 1976-01-15
Publication date: 1980-06-26
Also published as: ZA765184B; DE2601276A1; SE7609863L; ES451305A1; JPS5256415A; MX145269A; NL7609980A; IT1071443B; FR2322701B1; BE845913A; FR2322701A1; BR7605896A; GB1531491A; DE2601276B2; AU1738276A; AU500962B2; CA1060189A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Dichtungskörper nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a sealing body according to the preamble of claim 12.

Ein Verfahren der genannten Art ist aus der AT-PS 184 009 bekannt Bei diesem Verfahren werden Schnüre aus Asbest, Baumwolle oder einem anderenA method of the type mentioned is known from AT-PS 184 009. This method is used Asbestos, cotton or other cords

is Faserstoff mit einem organischen oder anorganischen Bindemittel präpariert und hierauf auf das gewünschte Maß um einen Dorn plan auf eine Scheibe zur Bildung eines geschlossenen Rings gewickelt Anschließend werden die so erhaltenen Dichtungsscheiben mit einem Gemisch eines organischen Bindemittels, z. B. Wasserglas und Graphit bzw. Talkumpuder, behandelt, dann getrocknet und hierauf in einer geschlossenen Preß-. form, die den gewünschten Durchmesser der Flanschdichtung aufweist, gepreßt Die auf diese Weise erzeugten bekannten Flanschdichtungen weisen eine hohe radiale Festigkeit auf.is pulp with an organic or inorganic Prepared binder and then to the desired size around a mandrel flat on a disc for formation A closed ring then wound the sealing washers obtained in this way with a Mixture of an organic binder, e.g. B. water glass and graphite or talcum powder, respectively, then treated dried and then in a closed press. shape that the desired diameter of the flange gasket has, pressed The known flange seals produced in this way have a high radial strength.

Aus der FR-OS 2041 162 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Stopfbuchsendichtung bekannt bei dem ein Metallband mit einem Asbestband als Zwischenlage zu einer Spirale ohne Verwendung eines Doms gewickelt wird. Mit Hilfe zweier Druckrollen werden die einzelnen Lagen beim Wickeln der Spirale fest aneinandergedrückt. Die nach dem bekannten Verfahren hergestellte Dichtung soll in axialer, nicht in radialer Richtung kompressibel sein.From FR-OS 2041 162 a method for producing a stuffing box seal is known at a metal tape with an asbestos tape as an intermediate layer to form a spiral without using a Doms is wrapped. With the help of two pressure rollers, the individual layers when winding the spiral firmly pressed together. The seal produced by the known method should be in axial, not in be compressible in the radial direction.

Aus der US-PS 26 76 823 ist die Herstellung eines Dichtrings aus dielektrischem Material zur elektrisch isolierenden Verbindung zweier metallischer Rohre bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Glasfasergewebeband zur Bildung eines Rings zu einer Spirale mit mehreren Lagen gewickelt. Das Glasfaserband ist vorzugsweise mit einem unter Hitzeeinwirkung aushärtenden oder aber mit einem unter Hitzeeinwirkung erweichenden Harz getränkt. Der so gebildete Ring wird zu einer gewünschten Querschnittsform gepreßt und danach ausgehärtet.From US-PS 26 76 823 the production of a sealing ring made of dielectric material for electrical insulating connection of two metallic pipes known. In the known method, a Fiberglass tape wound into a spiral with several layers to form a ring. The fiberglass tape is preferably with one that cures under the action of heat or with one that cures under the action of heat soaked in emollient resin. The ring thus formed becomes a desired cross-sectional shape pressed and then cured.

Aus der FR-PS 5 71484 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Stopfbuchsendichtung bekannt, bei der ein Metallband in Spiralform zu einem Ring mit mehreren Lagen gewickelt wird. Die Dichtung ist so ausgebildet, daß ein in der Stopfbuchse mittels einer Schraube aufgebrachter Axialdruck eine radiale Dehnung des Rings zur Folge hat.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Abdichten nach der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, das einen leichten Dichtungseinbau bei guter Dichtwirkung ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein für dieses Verfahren geeigneter Dichtungskörper ist im Anspruch 12 gekennzeichnet.From FR-PS 5 71484 a method for producing a stuffing box seal is known in which a metal band is wound in a spiral shape to form a ring with several layers. The seal is designed so that an axial pressure applied in the stuffing box by means of a screw results in a radial expansion of the ring.
The object of the invention is to create a method for sealing according to the type indicated at the beginning, which enables easy installation of the seal with a good sealing effect. According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1. A sealing body suitable for this method is characterized in claim 12.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach durchführbar, da die Abmessungen des Dichtungskörpers so gewählt sind, daß er leicht in den Spalt zwischen der äußeren zylindrischen Oberfläche eines Röhrenendes und einer zylindrischen öffnung in der Wand eines Rekuperators eingesetzt werden kann. Die zur Erzielung einer guten Dichtwirkung erforderliche Anpressung des Dichtungskörpers an die RekuperatorwandThe method according to the invention is easy to carry out, since the dimensions of the sealing body are so are chosen so that it easily fits into the gap between the outer cylindrical surface of one tube end and a cylindrical opening in the wall of a recuperator can be used. The one to achieve A good sealing effect requires the sealing body to be pressed against the recuperator wall

einerseits und die Rohrenoberfläche andererseits ergibt sich bei Inbetriebnahme des Rekuperators automatisch durch die dann auftretende Erhitzung des Dichtungskörpers, bei der die bei Hitze flüchtige Substanz diesen nicht mehr in zusammengepreßtem Zustind halten kann, so daß sich der Dichtungskörper ausdehnt und die gewünschte Abdichtung herbeiführton the one hand and the pipe surface on the other hand results automatically when the recuperator is started up by the then occurring heating of the sealing body, in which the substance, which is volatile in the heat, causes this can no longer hold in a compressed state, so that the sealing body expands and the brings about the desired seal

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 11 gekennzeichnet.Advantageous further developments of the method are characterized in claims 2 to 11.

Beispielhafte Ausführungen dvjr Erfindung werden nachfolgend nnhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigtExemplary embodiments of the invention will be presented described below with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 einen Seitenaufriß einer Rekuperatorwand im Querschnitt mit einem in einer Öffnung in der Wand angeordne ten Rekuperatorröhrenende,Figure 1 is a side elevational view of a recuperator wall in cross section with one in an opening in the wall arranged th recuperator tube ends,

Fig.2 eine perspektivische Ansicht einer Dichtungsart zum Einsetzen zwischen das Röhrenende und die Wandöffnung in F i g. 1, undFigure 2 is a perspective view of one type of seal for insertion between the tube end and the Wall opening in F i g. 1, and

Fig.3 bis 9 schematische Verfahren zur Herstellung von Dichtungen zum Einsetzen zwischen das Rekuperatorröhrenende und die Wandöffnung von Fig. 1.3 to 9 are schematic processes for the production of seals for insertion between the recuperator tube end and the wall opening of FIG. 1.

Gemäß F i g. 1 erstreckt sich durch eine Seitenwand 10 eines Rekuperators eine zylindrische öffnung 11. Die öffnung 11 ist innen in Richtung zur am weitesten innen liegenden Seite der Seitenwand 10 gestuft Eine Keramikröhre 12 ist so in der Öffnung 11 angeordnet, daß sich das Röhrenende etwa ²As durch die öffnung 11 erstreckt Bei einer typischen Rekuperatoranlage erstreckt sich eine Anzahl von Keramikröhren 12 parallel zueinander und steht mit Heizboxen (nicht gezeigt) an den jeweiligen Außenseiten der gegenüberliegenden Seitenwände 10 in Verbindung.According to FIG. 1 of a recuperator extends through a side wall 10, a cylindrical opening 11. The opening 11 is inwardly toward the innermost side of the side wall 10 a stepped A ceramic tube 12 is arranged in the opening 11 that the tube end about ² As by the opening 11 extends In a typical recuperator system, a number of ceramic tubes 12 extend parallel to one another and are connected to heating boxes (not shown) on the respective outer sides of the opposite side walls 10.

Eine Keramikfaserdichtung paßt zwischen die äußere zylindrische Oberfläche der Keramikröhre 12 und die zylindrische öffnung 11, so daß die Keramikfaserdichtung gegen den gestuften Teil der Öffnung 11 anstößt. Die Dichtung enthält eine ringförmige Spule aus einer keramischen Faserdecke 13; die Decke wurde radial komprimiert so da3 die Spule einen Außendurchmesser besitzt, der geringer als der Durchmesser der zylindrischen öffnung 11 ist, und wurde mit einem bei Hitze flüchtigen Harz imprägniert, um die Faserdecke in ihrem komprimierten Zustand zu halten. Die Dichtung kann eine Anzahl von Windungen der Faserdecke aufweisen, wie in F i g. 2 gezeigt, oder sie kann alternativ eine einzige Windung einer relativ dicken Decke umfassen. Die Dichtung wird mittels eines ringförmigen Keramikeinsatzes 14 an ihrer Stelle festgehalten. Der ringförmige Kerarnikeinsatz 14 besit/t eine Bajonettpassung oder -verbindung 15, die mit einer Ausnehmung 16 in der öffnung 11 zusammenwirkt. Zwischen dem Kerarnikeinsatz 14 und dem Ende der Keramikröhre 12 ist ein Pufferring 17 vorgesehen, während eine Druckscheibe 18 zwischen dem äußeren Ende der keramischen Faserdecke 13 und dem Keramikeinsatz 14 eingepsßt ist, um jeglichen Abrieb durch den Keramikeinsatz 14 an der keramischen Faserdecke 13 minimal zu machen.A ceramic fiber gasket fits between the outer cylindrical surface of the ceramic tube 12 and the cylindrical opening 11, so that the ceramic fiber seal abuts against the stepped part of opening 11. The seal includes an annular coil of ceramic fiber blanket 13; the ceiling became radial compresses so that the coil has an outer diameter which is smaller than the diameter of the cylindrical opening 11, and has been impregnated with a heat volatile resin to seal the fiber blanket in keep their compressed state. The seal can have a number of turns of the fiber blanket have, as in FIG. 2 or, alternatively, it can be a single turn of a relatively thick blanket include. The seal is held in place by an annular ceramic insert 14. Of the annular ceramic insert 14 has a bayonet fit or connection 15, which cooperates with a recess 16 in the opening 11. Between the Ceramic insert 14 and the end of the ceramic tube 12, a buffer ring 17 is provided, while a Pressure washer 18 between the outer end of the ceramic fiber cover 13 and the ceramic insert 14 is fitted in order to minimize any abrasion caused by the ceramic insert 14 on the ceramic fiber cover 13 do.

Wenn der Rekuperator eingesetzt wird, heizen sich die Seitenwände 10 des Rekuperators rasch auf. Die Hitze wird zu jeder Dichtung übt: a gen, so daß der bei Hitze flüchtige Binder entartet oder verdampft und sich die komprimierte Dichtung ausdehnt, um den ringförmigen Raum zwischen dem Ende der Keramikröhre 12 und der zylindrischen öffnung 11 auszufüllen; dadurch wird eine für die vorkommende Drücke im wesentlichen gasdichte Dichtung geschaffen.
Die Dichtung kann nach einer Anzahl alternativer Verfahren hergestellt werden. In Fig.3 wird die Dichtung dadurch hergestellt, daß eine Faserdecke 20 in einer Spirale um einen Former 21 gewickelt wird; dabei wird jede Windung der Spirale beim Aufwickeln mittels einer unter Spannung stehenden Schicht eines klebrigen Kunsts eof films 22 radial komprimiert Der Kunststoffilm 22 wird von einer Rolle 23 zugeführt und zwischen die Windungen der Spirale geschichtet Die Faserdecke 20 kann vorher mit Wasser getränkt worden sein, um sie ίο flexibler zu machen, oder sie kann alternativ trocken sein. Der Former 21, der aus brennbarem Material besteht ist während der Herstellung der Spirale auf einem zusammenlegbaren Dorn 24 montiert Der Former 21 trägt die Dichtung während der Lagerung is und verhindert dadurch eine Zerstörung oder ein Zusammenfallen der Dichtung.When the recuperator is used, the side walls 10 of the recuperator heat up quickly. The heat is applied to each seal : a gene so that the binder, which is volatile when heated, degenerates or evaporates and the compressed seal expands to fill the annular space between the end of the ceramic tube 12 and the cylindrical opening 11; this creates a seal that is essentially gas-tight for the pressures that occur.
The seal can be made in a number of alternative methods. In Figure 3, the seal is produced in that a fiber blanket 20 is wound in a spiral around a former 21; Each turn of the spiral is radially compressed by means of a tensioned layer of a sticky plastic film 22 during winding. The plastic film 22 is fed from a roll 23 and layered between the turns of the spiral To make them more flexible, or alternatively they can be dry. The former 21, which is made of combustible material, is mounted on a collapsible mandrel 24 during manufacture of the spiral. The former 21 supports the seal during storage and thereby prevents destruction or collapse of the seal.

Bei dem in Fig.4 gezeigten Verfahren ist die Faserdecke 13 als zu einer Spirale gewickelte Dichtung gezeigt, die als Ganzes mittels eines gespannten Kunststoffilms 22, der klebend oder nicht klebend sein kann, radial komprimiert wird. Bei diesem Verfahren wird weniger Kunststoffilm 22 als bei dem Verfahren von F i g. 3 verwendet Es kann jedoch eine (nicht gezeigte) Einrichtung erforderlich sein, die das radiale Komprimieren der gesamten Dichtung vor oder während des Aufbringens des Kunststoffilms 22 unterstützt.In the method shown in Figure 4, the Fiber blanket 13 shown as a spiral wound seal, which as a whole by means of a tensioned Plastic film 22, which may be adhesive or non-adhesive, is compressed radially. In this procedure there is less plastic film 22 than in the method of FIG. 3 used However, a (not Device shown) may be required to radially compress the entire seal before or supported during the application of the plastic film 22.

F i g. 5 zeigt eine Faserdecke 20, die mit einem bei Hiize flüchtigen Harz (das als Hemmstoff für die Spannkraft oder Nachgiebigkeit der Faser wirkt) imprägniert wurde und zwischen einem Paar von Quetschrollen 25 durchläuft, die die Faserdecke 20 komprimieren. Das Harz ist typischerweise brennbar, oder es verdampft bei Aufbringen der Hitze auf die Dichtung. Die Faserdecke 20 wird dann unter mäßiger Spannung auf einem Former 21 zu einer Spirale gewickelt. Der Former 21 ist auf einem zusammenlegbaren Dorn 24 montiert, und die fertige Spirale wird eine Zeitlang auf dem Dorn 24 gehalten, damit sich das Harz verfestigen bzw. aushärten kann. Die Dichtung oder ihr Former wird dann vom Dorn entfernt.F i g. 5 shows a fiber blanket 20 made with a resin volatile at Hiize (used as an inhibitor for the Resilience or resilience of the fiber acts) was impregnated and between a pair of Squeeze rollers 25 passes, which compress the fiber blanket 20. The resin is typically flammable, or it evaporates when the heat is applied to the seal. The fiber blanket 20 is then under moderate Tension wound into a spiral on a former 21. The former 21 is on a collapsible Mandrel 24 is mounted, and the completed coil is held on mandrel 24 for a while to allow the resin to settle solidify or harden. The seal or its former is then removed from the mandrel.

Eine Spule mit einer einzigen Windung ist in Fig. 6 gezeigt. Sie ist auf einen Former 21 gewickelt. Die Faserdecke 20 wurde vorher in die richtige Länge für eine einzige Windung geschnitten und wird nach Imprägnierung mit einem bei Hitze flüchtigen Harz in der Vorrichtung von F i g. 7 behandelt. Eine Quetschrolle 26 läuft auf Rollenführung 27, die auf einer nicht gezeigten Werkbank montiert sind; die Faserdecke 20 ist in ihrer Länge zwischen die Führungen 27 gesetzt. Nach dem Quetschen wird die Faserdecke 20 um den Former 21 gewickelt und dort gehalten, bis sich das Harz verfestigt hat. Sie wird dann von Dorn 24 entfernt und ist fertig für den Gebrauch.A single turn coil is shown in FIG. It is wound on a former 21. the Fiber blanket 20 has previously been cut to the correct length for a single turn and is made after Impregnation with a heat volatile resin in the device of FIG. 7 treated. A squeeze roller 26 runs on roller guides 27 which are mounted on a workbench, not shown; the fiber blanket 20 is set in its length between the guides 27. After squeezing, the fiber blanket 20 is around the Former 21 wound and held there until the resin has solidified. It is then removed from mandrel 24 and is ready for use.

Die Fig. 8 und 9 zeigen ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Dichtung aus einer Faserdecke 20, die zuvor in die erforderliche Breite und in eine Länge geschnitten wurde, die ausreicht, um die richtige Materialmenge abzugeben. Die Dichtung wird dadurch hergestellt, daß die Faserdecke 20 lose um einen zusammenlegbaren Dorn 24 gewickelt wird, wobei die innerste Windung 28 mit einem bei Hitze flüchtigen Harz imprägniert ist. Drei bei Hitze flüchtige Wickler 29 sind ar. Haltestangen 30 angebracht und in solcher Weise um den Umfang der aufgespulten Decke gewickelt, daß jeder den vorhergehenden überlappt. Die Wickler 29 werden in einer (nicht gezeigten) Einrichtung gedreht und befestigt, so daß die Dichtung8 and 9 show another method of making a seal from a fiber blanket 20, which previously cut to the required width and a length sufficient to make the correct one To dispense amount of material. The seal is made in that the fiber blanket 20 loosely around a collapsible mandrel 24 is wound, the innermost turn 28 with a heat volatile Resin is impregnated. Three curlers 29 volatile in the heat are ar. Support rods 30 attached and in such Wrapped around the circumference of the coiled blanket so that each one overlaps the previous one. The winders 29 are rotated and secured in a device (not shown) so that the seal

als Ganzes radial komprimiert wird. Nach der Komprimierung, wie sie aus Fig.9 erkennbar ist, wird auf jede der Überlappungen zwischen den drei Wicklern 29 ein bei Hitze flüchtiges Harz 31 aufgebracht. Die Dichtung wird eine Zeit lang auf dem Dorn 24 gehalten, damit sich das Harz in der innersten Windung 28 und an den Überlappungen zwischen den Wicklern 29 verfestigen kann. Die Überstücke der Wickler werden dann abgeschnitten, die Haltestangen 30 parallel zur Längsachse der Dichtung herausgeschoben und die Dichtung dann vom Dorn entfernt.is compressed radially as a whole. After the compression, as can be seen from Fig. 9, A heat-volatile resin 31 is applied to each of the overlaps between the three curlers 29. the The seal is held on the mandrel 24 for a period of time to allow the resin to settle into the innermost turn 28 and on the overlaps between the winders 29 can solidify. The overlaps of the winder are then cut off, the holding rods 30 pushed out parallel to the longitudinal axis of the seal and the seal then removed from the mandrel.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

26 Ol 276 claims:

1. A method for sealing pipe penetrations, in particular a pipe end in the Wall of a recuperator, by means of a sealing ring, which is made of a fiber material around a molded body is wound, characterized in that the fiber material is a ceramic fiber cover which is compressed radially during or after winding, by applying a at Heat volatile substance is initially held in a compressed state and is at Heating after installation expands

2. The method according to claim 1, characterized in that that the ceramic fiber cover around a cylindrical shaped body mounted on a mandrel is wound in a spiral.

3. The method according to claim 2, characterized in that the inner winding of the spirally wound ceramic fiber blanket impregnated with volatile by heat and resin itself constitutes the molding.

4. The method according to any one of claims 2 or 3, characterized in that each turn of the spiral individually as it is wound around the shaped body is compressed.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ceramic Fiber blanket is first loosely wrapped around the molded body and only after winding radially is compressed.

6. The method according to claim 1, characterized in that the ceramic fiber cover with a single turn is wound around a cylindrical shaped body.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ceramic Fiber blanket is impregnated with a heat-volatile resin either before, during or after winding around the molded body.

8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the wound ceramic fiber blanket with a film of a heat-wrapped volatile material and held in its compressed state.

9. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the ceramic fiber cover by means of a film of a material that is volatile when exposed to heat, which is placed between each turn of the Fiber blanket is brought, is kept in its compressed state.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the shaped body to the ceramic fiber blanket is wound, made of combustible material.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the shaped body during the manufacture of the wound and compressed ceramic fiber blanket is carried by a collapsible mandrel.

12. Sealing body for installation in the gap between the outer cylindrical surface a tube end and a cylindrical opening in the wall of a recuperator by an annular coil made of a ceramic fiber blanket (13; 20) with one or more Windings which, in a compressed state, have an outside diameter which is smaller than that of Diameter of the cylindrical opening (11), and is kept in this compressed state with a substance that is volatile when exposed to heat