DE2601735A1

DE2601735A1 - SEAL FOR FLANGES AND OTHER OBJECTS

Info

Publication number: DE2601735A1
Application number: DE19762601735
Authority: DE
Inventors: Karel Leendert Buisman; Johannes Gerardus Van Haren
Original assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Current assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Priority date: 1975-01-20
Filing date: 1976-01-19
Publication date: 1976-07-22
Also published as: GB1530722A; FR2298042B1; NL7500619A; IT1053340B; BE837669A; FR2298042A1; CA1050070A

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.Dr. F. Zumstein Sr. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS PA Dr. Zumeteln et al, 8 München 2, BrauhausstraBo 4PA Dr. Zumeteln et al, 8 Munich 2, BrauhausstraBo 4

8 MÜNCHEN 2,8 MUNICH 2,

BRÄUHAUSSTRASSE 4 TELEFON: SAMMEL-NR. 225341 TELEGRAMME: ZUMPAT TELEX 529979 BRÄUHAUSSTRASSE 4 TELEPHONE: COLLECTIVE NO. 225341 TELEGRAMS: ZUMPAT TELEX 529979

Case RCN 168 Dui 14/hUCase RCN 168 Dui 14 / hU

Ultra Centrifuge Nederland N.V., Den Haag/NiederlandeUltra Centrifuge Nederland N.V., The Hague / Netherlands

Abdichtung für Flansche und andere Gegenstände.Sealing for flanges and other objects.

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für Flansche, Deckel und andere Gegenstände, wobei die Abdichtung aus einer Kombination von zumindest einer Metallringdichtung und einer elastischen z.B. Kautschukringdichtung besteht, die nachfolgend als Metalldichtung bzw. elastische Dichtung bezeichnet werden. Derartige Abdichtungen sind aus der britischen Patentschrift 1 134 096 bekannt.The invention relates to a seal for flanges, covers and other objects, wherein the seal consists of a combination consists of at least one metal ring seal and one elastic, e.g. rubber ring seal, the following can be referred to as a metal seal or elastic seal. Such seals are from the British patent 1 134 096 known.

Erfindungsgemäß wird eine derartige Abdichtung zwischen zwei Flanschen verwendet, von denen jeder eine Oberfläche aufweist, die vollständig glatt ist, d.h. daß keine Nuten oder ähnliche Vertiefungen in der Flanschoberfläche vorliegen. Dies führt zu Schwierigkeiten bei der Bestimmung der geeigneten Stellung der Abdichtung, wenn die Abdichtung zwischen zwei Flansche eingeführt werden soll. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beim Einspannen der Flansche, die die Abdichtung einschließen, sorgfältig darauf geachtet werden muß, daß die Abdichtung nicht in Bezug auf die Flansche verschoben wird, was dazu führen könnte, daß ein Teil der Abdichtung mit den Flansch-According to the invention, such a seal is used between two flanges, each of which has a surface which is completely smooth, i.e. there are no grooves or similar indentations in the flange surface. this leads to Difficulty in determining the appropriate location of the seal when the seal is inserted between two flanges shall be. Another disadvantage is that when clamping the flanges that enclose the seal, Care must be taken that the seal does not move with respect to the flanges, which in turn could lead to part of the seal with the flange

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durchgängen überlappt. Eine Abdichtung, die aus ihrer Stellung entfernt wurde, besitzt weiterhin den Nachteil, daß der auf die Abdichtung angewendete Druck infolge des Zusammenspannens der Plansche nicht mehr gleichförmig über diese Abdichtung verteilt ist, was zur Bildung von undichten Stellen führen kann.overlaps. A seal that has been removed from its position also has the disadvantage that the Sealing applied pressure as a result of tightening the splash is no longer evenly distributed over this seal, which can lead to the formation of leaks.

Ziel der Erfindung ist es, die vorstehenden Nachteile auszuschalten, indem man einen der Flansche mit einer abgestuften Aussparung versieht, in die die Abdichtung eingelegt wird. Als Ergebnis hiervon ist die Lage der Abdichtung in Bezug auf die Flansche und auf den Durchlaß in den Flanschen vollständig festgelegt.The aim of the invention is to eliminate the above disadvantages, by providing one of the flanges with a stepped recess into which the seal is inserted. as The result of this is the position of the seal in relation to the flanges and to the passage in the flanges set.

Die erfindungsgemäße Abdichtung besteht, wie vorstehend erwähnt, aus einer Kombination einer Metalldichtung und einer elastischen Dichtung, wobei sich die letztere konzentrisch um die Außenseite der Metalldichtung herum befindet.As mentioned above, the seal according to the invention consists of a combination of a metal seal and an elastic one Gasket, the latter being concentric around the outside of the metal gasket.

Als Ergebnis hiervon dient die in Axialrichtung verlaufende Kante der abgestuften Aussparung nach dem Einbringen der Abdichtung gleichzeitig als seitliche Abstützung für die elastische Dichtung. Die Abdichtung liegt vorteilhafterweise in Form von zwei voneinander im Abstand gehaltenen konzentrischen Metalldichtungen vor, zwischen die die elastische Dichtung eingebracht wird. Als Ergebnis hiervon wird die letztere Dichtung sowohl längs ihres äußeren Umfangs als auch an ihrem inneren Umfang gestützt, wodurch es möglich wird, eine erheblich weniger tiefe Kante für die abgestufte Aussparung vorzusehen als bei einer Form der Abdichtung, bei der lediglich eine metallische Ringdichtung verwendet wird.As a result of this, the edge running in the axial direction of the stepped recess is used after the seal has been introduced at the same time as a lateral support for the elastic seal. The seal is advantageously in the form of two from each other in front of spaced concentric metal seals, between which the elastic seal is inserted. As a result of this, the latter seal is supported both along its outer periphery and on its inner periphery, whereby it becomes possible to provide a considerably less deep edge for the stepped recess than in one form of the Sealing in which only a metallic ring seal is used.

In der erfindungsgemäßen Abdichtung dient die Metalldichtung hauptsächlich als abdichtender Teil, während der elastische Teil als stützender Ring dient. Somit kann die elastische Dichtung bei einem etwaigen Auftreten einer undichten Stelle an der Metalldichtung ein etwaiges eindringendes Medium zurückhalten. 609830/0685The metal seal is used in the seal according to the invention mainly as a sealing part, while the elastic part serves as a supporting ring. Thus, the elastic Seal in the event of a leak in the metal seal, hold back any penetrating medium. 609830/0685

Da, wie vorstehend erläutert, die Abdichtung aus einer Metalldichtung und einer elastischen Dichtung besteht, ist es möglich, durch deren Verwendung zu verhindern, daß ein durch die Flanschdurchlässe fließendes Medium ausläuft bzw. durchsickert. Gemäß dem Modell, bei dem die elastische Dichtung zwischen zwei Metalldichtungen eingepaßt ist, wird eine Abdichtung erhalten, die sowohl verhindert, daß ein Medium aus dem Inneren der Flansche nach außen dringt als auch, daß ein Medium der äußeren Umgebung der Flansche nach innen eindringt.Since, as explained above, the seal consists of a metal seal and a resilient gasket, it is possible to prevent a leakage through the flange passages by using it flowing medium leaks or seeps through. According to the model where the elastic seal is between two metal seals is fitted, a seal is obtained which both prevents a medium from inside the flanges penetrates to the outside as well as that a medium of the external environment of the flanges penetrates to the inside.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht die Abdichtung aus zwei elastischen Dichtungen, die jeweils in die öffnungen von zwei konzentrischen Metalldichtungen eingepaßt sind, die im Querschnitt gesehen jeweils eine U-förmige Gestalt besitzen, wobei die U-förmigen Ringe einstückig ausgebildet sind. - ·According to one embodiment of the invention, there is a seal made of two elastic seals, each fitted into the openings of two concentric metal seals are which, viewed in cross section, each have a U-shaped shape, the U-shaped rings being formed in one piece are. - ·

Die offenen Seiten der U-förmigen Ringe zeigen in entgegengesetzte Richtungen derart, daß die elastischen zwischen diese Seiten eingebrachten Dichtungen sowohl an der oberen als auch an der unteren Seite der Abdichtungen als abdichtende Ringe wirken.The open sides of the U-shaped rings point in opposite directions Directions such that the elastic seals introduced between these sides on both the upper and act as sealing rings on the lower side of the seals.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdichtung besteht in drei voneinander im Abstand gehaltenen konzentrischen Metalldichtungen, die einstückig mit Hilfe von senkrecht zur Achse verlaufenden Ringteilen verbunden sind. In die ringförmigen Zwischenräume zwischen den Metalldichtungen sind elastische Dichtungen eingebracht. Die letztere Ausführungsform gestattet, eine besonders wirksame Abdichtung zu erhalten. Tritt nämlich eine Undichtigkeit an der Außenseite der Metalldichtungen auf, so wird das auslaufende Medium durch die elastischen Dichtungen zurückgehalten. Liegt jedoch auch in den elastischen Dichtungen eine Undichtigkeit vor, so wird das auslaufende Medium durch die innere Metalldichtung, die zwischen die zwei anderen Metalldichtungen und die elastischen Dichtungen eingebracht ist, zurückgehalten.Another embodiment of the seal according to the invention consists of three concentric spaced apart Metal seals that are integrally connected by means of ring parts running perpendicular to the axis. In the ring-shaped Elastic seals are introduced between the metal seals. The latter embodiment allows a particularly effective seal to be obtained. Namely, if a leak occurs on the outside of the metal seals on, the leaking medium is held back by the elastic seals. However, it is also in the elastic seals before a leak, the leaking medium is through the inner metal seal, which is between the two other metal seals and the elastic seals are retained.

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Die Metalldichtungen bestehen aus einem Material, das in Bezug auf das Material der Flansche relativ weich und plastischer ist. Ein Beispiel für ein geeignetes Material für die Metalldichtungen ist Aluminium.The metal seals are made of a material that is relatively soft and plastic in relation to the material of the flanges is. An example of a suitable material for the metal seals is aluminum.

Das Material der Metalldichtungen weist eine sehr geringe Dicke nämlich in der Größenordnung von 0,5 mm auf. Aufgrund von Untersuchungen wurde gefunden, daß bei einem Einspannen der Flansche, zwischen denen die Abdichtung bewirkt werden soll, die äußeren Kanten derartiger Metalldichtungen geringfügig in das Material der Flansche eindringen, wodurch eine Ringnut gebildet wird, die die abdichtende Wirkung optimiert.The material of the metal seals has a very small thickness, namely on the order of 0.5 mm. Because of Investigations have found that when the flanges, between which the seal is to be effected, are clamped, the outer edges of such metal seals penetrate slightly into the material of the flanges, creating an annular groove is formed, which optimizes the sealing effect.

Die Erfindung wird unter Zugrundelegung der Beschreibung der beigefügten Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail on the basis of the description of the accompanying figures.

Fig. 1 stellt einen Schnitt der beiden Flansche dar, zwischen die eine erfindungsgemäße Abdichtung eingebracht ist.Fig. 1 shows a section of the two flanges between which a seal according to the invention is introduced.

Fig. 2 stellt einen Schnitt eines Flansches und einer Abdeckung dar, zwischen die eine andere Abdichtung eingebracht ist.Fig. 2 shows a section of a flange and a cover between which another seal is inserted.

Fig. 3 und 4 stellen Schnitte der beiden Flansche dar, zwischen die weitere Ausführungsformen der Abdichtung eingebracht sind.Figures 3 and 4 show sections of the two flanges between the other embodiments of the seal are introduced.

Gemäß Fig. 1 umfassen die Flansche 1 und 2 eine Abdichtung J5, die aus einer ringförmigen Metalldichtung 4 besteht, die von einer ringförmigen elastischen Dichtung 5 umgeben ist. Die Dichtungen 4 und 5 sind in eine abgestufte Aussparung eingepaßt, die in dem Flansch 2 vorliegt. Diese Aussparung 6 definiert die Lage der Dichtungen 4 und 5* während die in Axialrichtung verlaufende Kante 7 gleichzeitig als seitliche Stütze für den äußeren Umfang der elastischen Dichtung 5 dient. Ein in den Durchlässen 8 und 9 der Flansche 1 und 2 enthaltenes Medium wird durch die Metalldichtungen 4 zurückgehalten. Beim Auftreten einer Undichtigkeit in der Abdichtung zwischen der Metalldichtung und einem der Flansche dient die elastische Dichtung 5 als Stützring und hältAccording to Fig. 1, the flanges 1 and 2 comprise a seal J5, which consists of an annular metal seal 4 which is surrounded by an annular elastic seal 5. The seals 4 and 5 are fitted in a stepped recess provided in the flange 2. This recess 6 defines the position of the seals 4 and 5 * while the one extending in the axial direction Edge 7 also serves as a lateral support for the outer circumference of the elastic seal 5. One in the culverts Medium contained in 8 and 9 of the flanges 1 and 2 is retained by the metal seals 4. When a leak occurs in the seal between the metal seal and one of the flanges, the elastic seal 5 serves as a support ring and holds

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etwaiges anderweitig ausgelaufenes Medium zurück.any medium that has otherwise leaked.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdichtung. Ein Flansch 10 und eine Abdeckung 11 schließen eine Abdichtung 12 ein, die aus voneinander im Abstand gehaltenen ringförmigen Metalldichtungen 13 und 14 besteht. Die elastische Dichtung 5 ist in den ringförmigen Zwischenraum zwischen diesen beiden Metalldichtungen eingepaßt. Auch in diesem Fall ist der Flansch 10 mit einer abgestuften Aussparung β versehen. Hier ist jedoch die Kante 7 merklich niedriger als in Fig. 1 gezeigt, was dadurch möglich ist, daß die Metalldichtung 13 gemäß dieser Ausführungsform auch als seitliche Stütze für den äußeren Umfang der elastischen Dichtung 5 dient.Fig. 2 shows an embodiment of the seal according to the invention. A flange 10 and a cover 11 enclose a seal 12 which is spaced apart from one another annular metal seals 13 and 14 consists. The elastic Seal 5 is fitted in the annular space between these two metal seals. In this case, too, is the Flange 10 is provided with a stepped recess β. Here is however, the edge 7 is markedly lower than shown in Fig. 1, which is possible because the metal gasket 13 according to this Embodiment also serves as a lateral support for the outer circumference of the elastic seal 5.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführung der Dichtungen 1^, 5 und 13 verhindert nicht nur ein Austreten des Mediums aus dem Flanschdurchgang 15 an den umgebenden Raum infolge der Wirkung der Metalldichtung lA, sondern verhindert auch ein Eindringen des Mediums aus dem umgebenden Raum in den Flanschdurchgang 15 infolge der Wirkung der Metalldichtung 13. Auch in diesem Fall dient die elastische Dichtung 5 als abdichtender Ring.The embodiment of the seals 1 ^, 5 and 13 shown in Fig. 2 not only prevents the medium from escaping from the flange passage 15 to the surrounding space as a result of the action of the metal seal lA, but also prevents the medium from penetrating from the surrounding space into the Flange passage 15 as a result of the action of the metal seal 13. In this case too, the elastic seal 5 serves as a sealing ring.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Abdichtung, bei der zwei elastische Ringdichtungen 1β und IJ in 3ie durch die ringförmigen Metalldichtungen 18 und 19 gebildeten ring/örmigen Räume eingepaßt sind. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, liegt jede der Dichtungen 18 und 19 im Querschnitt in U-Form vor. Die beiden Metalldichtungen sind einstückig durch eine gemeinsame Wand 20 derartig verbunden, daß die beiden U-Profile in Bezug auf einander entgegengesetzt ausgerichtet sind.Fig. 3 shows an embodiment of the seal in which two elastic ring seals 1β and IJ are fitted in 3ie annular spaces formed by the annular metal seals 18 and 19. As can be seen from the drawing, each of the seals 18 and 19 is U-shaped in cross section. The two metal seals are connected in one piece by a common wall 20 in such a way that the two U-profiles are oriented opposite one another with respect to one another.

Die gemäß Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Abdichtung gestattet es, ein Austreten des Mediums aus dem Inneren der Flansche 1 und 2 in den umgebenden Raum sowie umgekehrt zu verhindern. The embodiment of the seal shown in FIG. 3 makes it possible to prevent the medium from escaping from the interior of the flanges 1 and 2 into the surrounding space and vice versa.

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Fig. 4 schließlich zeigt eine Ausführungsform der Abdichtung, die wiederum zwischen zwei Flanschen 1 und 2 eingepaßt ist, wodurch es ermöglicht wird, eine besonders wirkungsvolle Abdichtung zu erhalten. Die Abdichtung besteht hier aus drei in Abstand gehaltenen konzentrischen, metallischen Ringdichtungen 21, 22 und 23, die durch in einer quer zur Achse liegenden Ebene angeordnete, ringförmige Teile 24 und 25 einstückig miteinander verbunden sind. Der ringförmige Teil 24 ist hier an der oberen Seite der Abdichtung zwischen den Metalldichtungen 22 und 23 vorgesehen, während der ringförmige Teil 25 an der Unterseite der Abdichtung zwischen den Metalldichtungen 21 und 22 vorgesehen ist. Elastische Dichtungen 26 und 27 sind in den ringförmigen Räumen zwischen den Metalldichtungen 21 und 22 bzw. 22 und 23 eingepaßt. Aus dem Folgenden wird ersichtlich, daß mit der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform der Abdichtung eine besonders wirksame Abdichtung erzielt wird.Fig. 4 finally shows an embodiment of the seal, which in turn is fitted between two flanges 1 and 2, whereby it is made possible to obtain a particularly effective seal. The seal here consists of three in Spaced concentric, metallic ring seals 21, 22 and 23, which are arranged in a plane lying transversely to the axis, annular parts 24 and 25 are integrally connected to one another. The annular part 24 is here at the top Side of the seal between the metal seals 22 and 23 provided, while the annular part 25 is provided on the underside of the seal between the metal seals 21 and 22 is. Resilient seals 26 and 27 are in the annular spaces between the metal seals 21 and 22 and 22 and 23 fitted. From the following it will be seen that with the embodiment of the seal shown in Fig. 4 a particularly effective sealing is achieved.

Ein innerhalb der Flansche 1 und 2 enthaltenes Medium wird zunächst durch die Metalldichtung 21 vor dem Austreten in den umgebenden Raum bewahrt. Sollte ein Austreten an der oberen Seite dieser Dichtung vorkommen, so wird ein weiteres Austreten nicht nur durch die elastische Dichtung 26, sondern auch durch die Metalldichtungen 22 und 23 verhindert.A medium contained within the flanges 1 and 2 is initially prevented by the metal seal 21 from escaping into the surrounding space. There should be a leak on the upper side this seal occur, a further leakage is not only through the elastic seal 26, but also through the Metal seals 22 and 23 prevented.

Analoges gilt für den Fall, daß ein Austreten an der Unterseite der Metalldichtung 21 auftritt und auch für den Fall, daß ein Medium dazu neigt, aus dem umgebenden Raum durch eine Undichtigkeit in der Metalldichtung 23 in das Innere- der Flansche zu fließen.The same applies in the event that an exit occurs on the underside of the metal seal 21 and also in the event that a Medium tends to flow from the surrounding space through a leak in the metal seal 23 into the interior of the flanges flow.

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Claims

Ii .)) Sealing for flanges and similar objects, the sealing consisting of a combination of at least one metallic ring seal and an elastic ring seal consisting, for example, of rubber, characterized in that one of the flanges is provided with a stepped recess into which the seal is fitted and through which the seal is laterally supported.

2.) Seal according to claim 1, characterized in that the seal is designed as a metallic ring seal, which has the shape of two U's in cross-section, pointing in different directions, the seal being made of concentric, one-piece formed rings, whereby two annular spaces are formed into which the elastic ring seals are used are.

3.) Seal according to claim 1, characterized in that the metallic ring seal of three located at a distance concentric rings are formed, which are integrally connected by annular parts, with two annular spaces, in each of which an elastic ring-shaped seal is introduced, are formed.

A.) Seal according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the metallic ring seal made of a material such as aluminum which is soft in relation to the material of the flanges.

5.) Seal according to one of the preceding claims, characterized in that the material thickness of the metallic ring seal is so small that when the flanges which comprise the seal are clamped together, the metallic ring seal with their Outer edges penetrate into the material of the flanges.

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