DE2721495C3 - Flanschverbindung zwischen Rohrlängen und/oder Rohrpaßstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flanschverbindung zwischen Rohrlängen und/oder Rohrpaßstücken, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs beschrieben ist.

Das Zusammenfügen von Rohrlängen und/oder Rohrpaßstücken zur Bildung einer Rohranordnung wird meistens mittels Flanschverbindungen durchgeführt, welche aus ringförmigen Flanschen bestehen. Die ringförmigen Flanschen sind an die Rohrenden angeschweißt oder auf andere Weise fest angefügt und werden miteinander durch Bolzen verbunden, und zwar unter Verwendung von sogenannten losen Flanschen, welche an den Rohrenden hinter den angeschweißten Flanschen angeordnet werden, wobei die losen Flanschen mit Durchbrüchen versehen sind, durch welche sich die Bolzen außerhalb des Umfangs der fixierten Flanschen erstrecken.

In der Praxis wurde gefunden, daß die angeschweißten ringförmigen Flanschen, im nachfolgenden Schweißringe genannt, aufgrund der während des Schweißvorgangs auftretenden Spannungen derart deformiert werden, daß eine zufriedenstellende Dichtung zwischen den Flanschen der Flanschverbindung bei einem Festziehen der Muttern an den Verbindungsbolzen zumeist nicht sichergestellt ist. Es ist bekannt, der Verformung der fixierten Schweißringe dadurch entgegenzuwirken, daß man sie mit einer vergleichsweise breiten und tiefen Nut versieht, die an der Rückseite (und möglicherweise auch an der Vorderseite) der Schweißringe ausgedreht ist. Durch diese Nut werden die Schweißringe außerdem bei einem Anziehen der Muttern der Befestigungsbolzen etwas federnd, wodurch mögliche Abweichungen von einem ebenen Verlauf der Abdichtoberflächpn nach dem Schweißvorgang kompensiert werden können. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Ausbildung derartiger Nuten an der Rückseite der Schweißringe die Dichtungswirkung zwischen den Schweißringen beim Spannen der Bolzen zwar spürbar verbessern, diese jedoch noch nicht ganz zufriedenstellend ist, insbesondere bei einer Rohranordnung, in der sich ein strömendes Medium unterhalb eines bestimmten Drucks befindet. Es wurde gefunden, daß die anfänglich ebenen losen Flanschen bei einem Spannen der außerhalb des Umfangs der Schweißringe angeordneten Bolzen eine Form annehmen, die im

wesentlichen konisch nach unten über Schweißringe gebogen ist und dadurch die losen Flanschen an der ringförmigen Kontaktfläche, die sich jenseits der Nut im betreffenden Schweißring befindet, an der Rückseite des Schweißrings mit einem hohen Druck aufsitzen, während andererseits die ringförmige bezüglich der Nut innenliegende Kontaktfläche einen niedrigeren und möglicherweise gegen Null gehenden Druck erfährt Infolge der ungleichmäßigen Druckverteilung auf die ίο Schweißringe ergibt sich demnach eine nicht zufriedenstellende Dichtungswirkung bei einem Zusammenpressen der Einzelteile.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flanschverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei bei einer konischen Abbiegung der losen Flanschen über die Schweißringe, welche beim Zusammenklemmen der losen Flanschen mittels der Bolzen auftritt, eine ausgeglichene Verteilung des Drucks der losen Flanschen auf die äußeren und inneren Kontaktflächen und somit eine wirksame Abdichtung zwischen den gegeneinander gepreßten Schweißringen stattfindet.

Diese Aufgabe wird bei einer Flanschverbindung der in Frage stehenden Gattung erfindungsgemäß durch das Kennzeichenmerkmal des Patentanspruchs gelöst.

Die Erfindung schafft eine gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verbesserte Flanschverbindung für das Aneinanderfügen von Rohranordnungen. Ein fixierter Dichtungsflansch ist jeweils an die einander gegenüberliegenden Enden zweier benachbarter Rohrlängen und/oder Rohrpaßstücke angeschweißt. Jeder Dichtungsflansch hat zwei ringförmige konzentrische Kontaktflächen an seiner Rückseite, welche durch eine vergleichsweise tiefe, breite kreisförmige Nut in der Rückseite oder durch eine Anzahl relativ tiefer, jedoch schmaler ringförmiger konzentrischer Nuten voneinander getrennt sind, wobei die äußere Kontaktfläche bezüglich der inneren etwas tiefer liegt. Ein loser Flansch ist jeweils auf die beiden einander gegenüberliegenden Enden der Rohrlänge oder des Rohrfittings hinter dem fixierten Dichtungsflansch aufgefädelt, wobei die losen Flanschen einen größeren Durchmesser als die fixierten Dichtungsflanschen aufweisen. Die Flanschverbindung wird mitteis Bolzen und Muttern gespannt, welche in mehreren Durchbrüchen aufgenommen sind, die sich in dem außerhalb des Umfangs der fixierten Dichtungsflanschen liegenden Bereich der losen Flanschen befinden. Das Spannen der Flanschverbindung bewirkt, daß die losen Flanschen sich elastisch verbiegen und mit den ringförmigen konzentrischen unterschiedlich hoch ausgebildeten Kontaktflächen der Dichtungsflanschen in Eingriff kommen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt eines Endabschnitts einer Rohrlänge mit angeschweißtem Schweißring herkömmlicher Konstruktion,

F i g. 2 einen Teilquerschnitt einer erfindungsgemäßen Flanschverbindung zwischen zwei Rohrenden mit fixierten Schweißringen und losen Flanschen vor einem Gegeneinanderpressen der Schweißringe, und

Fig.3 eine vergrößerte Einzelheit eines Rohrendes mit Schweißring und losem Flansch im Querschnitt zwecks Veranschaulichung des Aufsitzens des losen Flansches gegen den Schweißring bei angezogener Flanschverbindung.

Gemäß F i g. 1 ist am Ende eines Rohrs 1 aus

säurefestem oder rostfreiem Stahl ein Schweißring 2 derart angebracht, daß das Ende des Rohrs 1 nicht ganz die plangedrehte Vorderfläche des Schweißrings 2 erreicht Der Schweißring 2 ist mittels zweier ringförmiger Schweißnähte 3 und 4 am Rohr 1 befestigt, von denen die eine innere Schweißnaht 3 rund um die Endkante des Rohrs 1 und die andere äußere Schweißnaht 4 an der Rückseite des Schweißrings 2 verläuft, wo das Rohr 1 den Schweißring 2 verläßt Die Zeichnungsfigur zeigt in gestrichelter Linie übertrieben die Verformung, welche der Schweißring 2 aufgrund der beim Schweißen auftretenden thermischen Spannungen erleiden kann.

In bekannter Weise umfaßt die in Fig.2 gezeigte Flanschverbindung zwischen zwei Rohrenden 1 und 5 einen Schweißring 2 bzw. 6, welcher an jedes Rohr 1 bzw. 5 ähnlich wie in F i g. 1 mittels zweier Schveißnähte 3 und 4 (nur die obere Hälfte der Schweißverbindung im Schnitt gezeigt) derart angeschweißt ist, daß der Rand des Rohrendes 1 bzw. 5 nicht ganz bis zur plangedrehten Vorderfläche des Schweißrings 2 bzw. 6 reicht Ferner umfaßt die Flanschverbindung einen losen Flansch 7 bzw. 8, welcher hinter jedem Schweißring 2 bzw. 6 angebracht ist Die losen Flanschen 7 bzw. 8 weisen eine Anzahl von Bohrungen 9 bzw. 10 auf, welche außerhalb des Umfangs der Schweißringe 2 und 6 für einen Durchtritt von Spannbolzen mit Muttern angeordnet sind, durch welche die Flanschverbindung zusammengebaut werden kann und dabei die plangedrehten Vorderflächen der Schweißringe 2 und 6 eng miteinander im Eingriff stehen. Einer dieser Spannbolzen mit zugehöriger Mutter ist in gestrichelter Linie bei 11 gezeigt. Jeder Schweißring 2 bzw. 6 hat eine relativ tiefe und breite ringförmige Nut 12 an seiner Rückseite, durch welche, wie weiter oben erläutert, eine Verformung der Schweißringe 2 bzw. 6 gem. F i g. 1 beim Anschweißen dieser an die Rohrenden 1 bzw. 5 vermieden wird und die Schweißringe 2 bzw. 6 außerdem etwas federnd werden. Falls erwünscht kann jeder Schweißring 2 bzw. 6 mehrere relativ tiefe jedoch schmale ringförmige konzentrische Nuten an seiner Rückseite aufweisen. Jeder Schweißring 2 bzw. 6 hat ferner zwei ringförmige Kontaktflächen 13 bzw. 14 für den losen Flansch 7 bzw. 8, wobei die Kontaktflächen 13 bzw. 14 durch die Nut 12 voneinander getrennt sind und die äußere Kontaktfläche 14 mit Bezug auf die innere Kontaktfläche 13 um ein kleines Maß tiefer liegt, welches entsprechend dem Durchmesser der Schweißringe 2 oder 6 zwischen 0,1 und 0,4 mm variieren kann, jedoch gewöhnlich in der Größenordnung von 0,2 mm liegt

Werden die losen Flanschen 7 und 8 durch Spannen der durch die Bohrungen 9 und 10 hindurchgesteckten Bolzen 11 zusammengeklemmt, erfahren diese eine gewisse Abbiegung längs der Schweißringe 2 und 6. Würden die beiden Kontaktflächen 13 und 14 der Schweißringe 2 und 6 miteinander fluchten, würde diese Abbiegung bewirken, daß die Schweißringe 2 und 6 gegen die äußeren Kontaktflächen 14 mit einem höheren Druck zusammengepreßt werden als gegen die inneren Kontaktflächen 13, so daß eine zufriedenstellende Abdichtung zwischen den Stirnflächen der Schweißringe 2 und 6 nur über einen Teil ihrer Oberflächen erreicht werden würde. Dadurch, daß die äußere Kontaktfläche 14 mit Bezug auf die Kontaktfläche 13 tiefer liegt, wird jedoch der Klemmdruck gleichmäßig verteilt, so daß eine zufriedenstellende Dichtung längs der gesamten Stirnflächen der Schweißringe 2 und 6 erreicht wird. Die Höhendifferenz zwischen den Kontaktflächen 13 und 14 darf nicht zu groß gewählt sein, da dann der gesamte Klemmdruck im Grenzfall auf den inneren Kontaktflächen 13 entsteht, wodurch sich im Ergebnis eine geringere Dichtungswirkung insgesamt ergibt.

Die Erfindung ist insbesondere bei Rohranordnungen anwendbar, welche in der Zelluloseindustrie, der chemischen Industrie, im Schiffsbau und in anderen Branchen verwendet werden, in denen die Rohranordnungen aus säurefestem oder rostfreiem Stahl bestehen müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Flanschverbindung zwischen Rohrlängen und/ oder Rohrpaßstücken, welche Schweißringe, von denen jeweils einer an ein Rohrende angeschweißt ist, sowie lose Flanschen aufweist, von denen jeweils einer auf eines der Rohrenden hinter dem zugehörigen Schweißring aufgefädelt ist und die derart angeordnet sind, daß sie mittels Bolzen zusammenklemmbar sind, welche sich durch Durchbrüche in den losen Flanschen außerhalb des Umfangs der Schweißringe erstrecken, und die Schweißringe an ihrer Rückseite zwei ringförmige Kontaktflächen aufweisen, die durch eine relativ tiefe und breite ringförmige Nut oder durch eine Anzahl von relativ tiefen jedoch engen ringförmigen konzentrischen Nuten voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kontaktfläche (14) der Schweißringe (2, 6) mit Bezug auf die innere Kontaktfläche (13) etwas tiefer liegt.