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Flanschverbindung für Rohre, Armaturen od.dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Flanschverbindung für Rohre, Armaturen
od.dgl., mit einem zentralen Durchtrittskanal für ein Fördermedium und mehreren
kranzförmig um den zentralen Durchtrittskanal angeordneten Durchtrittskanälen für
ein in einem äusseren Mantelraum der Rohre, Armaturen od. dgl.
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geführten Begleitmedium, insbesondere Heiz- oder Kühlmedium, und mit
einer das Fördermedium und das Begleitmedium gegeneinander und gegen die Umgebung
abdichtenden Dichtung zwischen den miteinander verbundenen Flanschen.
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Derartige Flanschverbindungen sind bekannt (DT-OS 2 205 483). Da an
die Abdichtung zwischen dem Fördermedium und dem Begleitmedium sowie zwischen
diesem
und der Umgebung in den meisten Fällen sehr hohe Anforderungen gestellt werden,
bereitete es beim Einsatz der bekannten Flanschverbindung Schwierigkeiten, Dichtungsmöglichkeiten
zu finden, die nicht nur unter Versuchsbedingungen und bei sorgfältiger Montage
eine zuverlässige Dichtwirkung gewährleisteten, sondern die auch unter den rauhen
Arbeitsbedingungen bei der Montage von Rohrleitungsanlagen, beispielsweise in der
petrochemischen Industrie, noch eine ausreichende Dichtwirkung mit Sicherheit gew
hrleisteten. Für diesen Zweck wurden beispielsweise Nut- und Feder-Dichtungen eingesetzt,
wobei eine derartige Dichtung zwischen dem zentralen Durchtrittskanal und dem Kranz
von usseren Dichtungskanälen und eine weitere derartige Dichtung ausserhalb dieses
Kranzes von Durchtrittskanälen angeordnet wurde. Bei sorgfältiger Ausführung und
Montage konnte zwar eine ausreichende Dichtwirkung erreicht werden; diese Nut- und
Feder-Dichtungen sind jedoch gegen Beschädigungen so anfällig, dass bei einem Einsatz
im üblichen rauhen Montagebetrieb eine unbedingt zuverlässige Dichtwirkung nicht
immer gewährleistet werden konnte. Insbesondere bei Fördermedien und Begleitmedien,
die bei ihrem Zusammentreffen oder beim Austritt in die umgebung gefährlich sind,
konnte die in jedem Fall noch verbleibende Unsicherheit der Dichtwirkung nicht in
Kauf genommen werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Flanschverbindung der genannten
Art so auszubilden, dass eine in hohem Maße zuverlässige Dichtwirkung zwischen den
miteinander verbundenen Flanschen erzielt wird, wobei
die Gefahr
einer Beschädigung der an den Flanschen auszubildenden Dichtelemente vermieden werden
soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens
einer der miteinander verbundenen Flansche im Bereich der Durchtrittskanäle für
das Begleitmedium eine kreisringförmige Vertiefung aufweist, in der diese Durchtrittskanäle
münden, und dass ein kreisringförmiger Vorsprung des anderen Flansches in die kreisringförmige
Vertiefung ragt und in der den Kranz von Durchtrittskanälen für das Begleitmedium
enthaltenden Ringfläche dichtet.
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Während man bisher bestrebt war, jeweils zwei Dichtungen beiderseits
des Kranzes von äusseren Durchtrittskanälen anzuordnen, wird bei der vorliegenden
Erfindung die Dichtung absichtlich in die die äusseren Durchtrittskanäle enthaltende
Ringfläche gelegt, d.h. die Durchtrittskanäle werden durch die Dichtung hindurchgeführt.
Dabei wird nicht nur eine allseitige Abdichtung dieser susseren Durchtrittskannle
erreicht, sondern zugleich eine sichere Dichtung zwischen dem zentralen Durchtrittskanal
und den äusseren Durchtrittskanälen.
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Da die Dichtfunlction von einer in der Vertiefung liegenden Ringflvehe
übernommen wird, ist eine Beschädigung bei der Montage weitestgehend ausgeschlossen.
Die Gefahr einer Beschädigung des kreisringförmigen Vorsprungs an einem der beiden
Flansche ist eben falls sehr gering, weil es sich bei dem Vorsprung nicht um eine
schmale und deshalb leicht zu be schädigende Feder handelt, sondern um einen verhältnismässig
breiten ringförmigen Vorsprungs der
mit seiner geaamten Stirnflache
dichtet, so dass auch eine Beschädigung einer Kante oder eines kleinen Flächenteils
dieses Vorsprungs die Dicht wirkung nicht beeinträchtigt0 Gegenüber allen Flansehverbindungen,
bei denen zwischen stirnseitige Flanschflächen Dichtringe eingelegt werden, die
mit dem Fürdennedium im zentralen Durchtrittskanal unmittelbar in Berührung stehen,
hat die erfindungsgemässe Flanschverbindung den Vorteil, dass der Dichtungsbereich
und damit auch ein dort gegebenenfalls angeordneter Dichtring dem Fördermedium nicht
unmittelbar ausgesetzt sind, weil die Dichtung in der kreisringförmigen Vertiefung
liegt, die wiederum gegenüber dem zentralen Durchtrittskanal geschützt liegt.
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Vorzugsweise haben die Vertiefung und der Vorsprung ebene, parallele
Dichtflächen, die unmittelbar oder mit Zwischenlage eines Dichtringes dichtend aneinander
liegen, wobei der Dichtring einen Kranz von Durchtrittsöffnungen für das Begleitmedium
aufweist; der kreisringförmige Vorsprung kann einstückig mit einem der beiden Flansche
ausgebildet sin. Bei dieser Ausführungsform sind die beiden miteinander zu verbindenden
Flansche verhältnismässig einfach ausgeführt. Abgesehen von einem gegebenenfalls
verwendeten, durchbohrten Dichtring und den Verbindungsschrauben sind keine weiteren
Teile für die Flanschverbindung erforderlich.
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In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens kann auch vorgesehen werden,
den kreisringformigen Vorsprung von einem Einlagering mit einem Kranz von Durchtrittsöffnungen
für
das Begleitmedium zu bilden, so dass dann alle verwendeten Flansche einheitlich
ausgeführt werden können, nämlich mb der kreisringförmigen Vertiefung, in der der
Einlagering dichtend anliegt.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert,
die in der Zeichnung dargestellt sind.
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Die Figuren 1-4 zeigen jeweils in einem Längsschnitt unterschiedliche
Ausführungsformen der erfindungsgemässen Planshverbindung; Figur 5 zeigt einen Schnitt
nach der Linie A-A in Figur 1.
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Die gezeigten Planseliverbindungen weisen jeweils zwei Flansche 1,
2, auf, bei denen es sich beispielsweise um Vorschweissflansche handelt, die mit
(nicht dargestellten) Doppelmantelrohren verschweisst sind, Ein bevorzugter Anwendungsfall
sind Vorschweissflansche von beheizten Doppelmantelrohren, bei denen in einem das
innere Rohr umgebenden Mantelraum ein Heizmedium geführt wird, beispielsweise Dampf,
das zur Beheizung des Fördermediums dient, beispielsweise eine Flüssigkeit, die
bei normaler Temperatur zähflüssig ist. Die Flansche 1,2 werden durch Schrauben
3 miteinander verbunden und weisen jeweils einen zentralen Durchtrittskanal 4 auf,
durch den das Fördermedium strömt.
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Mehrere parallel zum zentralen Durchtrittskanal 4 verlaufende Durciitrittskanäle
5 für ein Eegloitmedium sind kranzförmig um den zentralen Durchtfittskanal 4 angeordnet
und münden bei den Aus-#führungsbeispielen nach den Figuren 1-3 beim Flansch 2 in
einer kreisringförmigen Vertiefung 6 in einer parallel zur Stirnfläche des Flansches
liegenden Ringfläche.
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Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Flansch
1 einen kreisringförmigen Vorsprung 7 auf, in dessen kreisringförmiger Stirnfläche,
die ebenfalls parallel zur Flanschfläche liegt 9 der Kranz von äusseren Durchtrittskanälen
5 mündet. Wie man aus Fig. 1 erkennt, fluchten die äusseren Durchtrittskanäle 5
der beiden Flansche 1,2 im zus ammengebauten Zustand miteinander, so dass das Begleitmedium
ungehindert durch die Kanile 5 strömen kann. An der Verbindungsstelle der beiden
Flansche 1, 2 ist der Bereich um den Kanal 5 vollsteindig abgedichtet, weil die
Stirnfläche des Vorsprungs 7 dichtend gegen die Ringfläche der Vertiefung 6 gedrückt
wird. In allen übrigen Bereichen bleibt zwischen den Stirnflächen der beiden Flansche
1, 2 ein S#aIt, so dass die von den Schraube n 3 au@geübte Kraft vollständig auf
die ringförrslige Dichtfläche wirkt.
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Durch diese vollständige Abdichtung im Bereich der kranzförmig angeordneten
Ciusseren Durchtrittskan.ile 5 wird zugleich eine vollstand:g e Abdichtung des zentralen
Durchtrittskanals 4 zu den äusseren Kanälen 5 und nach aus s en bewirl-t .
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Die Ausführungsform nach Figur 2 unterscheidet sich von der vorher
beschriebenen Ausführungsform nur dadurch, dass zwischen der Stirnflächc des 'Areisringförmigen
Vorsprungs 7 und der Ringfläche der kreisringförmigen Vertiefung 6 ein Dichtring
8 eingelegt ist, der mit den Kanälen 5 fluchtende Durchtriitsöffnungen 9 aufweist.
Der ichtring, 8 kann aus einem üblichen Dichtmaterial bestehen.
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Bei dem Ausfu~hrungsbeispiel nach Figur 3 sind beide Flansche 2 und
1' gleich ausgeführt, d.h. beide Flansche 1'j 2 weisen die kreisringförmige Vertiefung
6 auf. Ein Einlagering 10 ist in die kreisringförmige Vertiefung 6 des einen Flansches
1' eingelegt und bildet damit den bei den Ausführungsformen nach Figuren 1 und 2
beschriebenen Vorsprung 7. Der Einlagering 10 ragt in die Vertiefung 6 des anderen
flansches 2; mit seinen beiden Stirnflächen liegt der Einlagering 10 dichtend an
den Ringflächen der beiden Vertiefungen 6 an. Wie in Figur 3 gezeigt, weist der
Einlagering 10 ebenfalls Durchtritmöffnungen 11 für das in den Kanälen 5 geführte
Begleitmedium auf.
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In Figur 4 ist eine Ausfu~hrungsform gezeigt, bei der die beiden miteinander
zu verbindenden Flansche 1'' und 2 " jeweils eine kreisringförmige Vertiefung 6
" aurwelsen, deren Seitenwände 12 derart schräg ausgeführt sind, dass sich die Vertiefungen
6" zum Grund hin verjüngen. Ein Einlagering 13, der ebenso wie der Einlagering 10
im wesentlichen ein rechteckiges Profil hat, liegt jeweils mit einer Kante an jeder
der beiden Seitenwände 12 der beiden Vertiefungen 6" dichtend an.
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Auch dieser Einlagering 13 hat Durchtrittsöffnungen 14 für das in
den Kanälen 5 strömende Begleitmedium.
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Bei den Ausführungen nach den Figuren 2-4, bei denen sich zwischen
den beiden Flanschen jeweils noch ein Ring 8, 10 bzw. 13 befindet, wird zur Montage
in mindestens einen der Durchtrittskanäle ein Zentrierstift gesteckt, um sicherzustellen,
dass die Kanüle 5 und die Durehtrittsöffnungen 9, 11 bzw. 14 miteinander fluchten,
Wenn dieser (nicht dargestellte ) Zentrierstift
rohrförmig ausgeführt
wird, kann er nach der Montage auch in der Flanschverbindung verbleiben.
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In die im Querschnitt trapezförmigen Vertiefungen 6" nach Fig.4 kann
statt des im Querschnitt rechteckigen Einlagerings 13 auch ein Einlagering eingelegt
werden, dessen Seitenflächen (am Innendurchmesser und am Außendurehmesser) den schrägen
Seitenwänden der Vertiefungen 611 angepasst sind oder ballig ausgeführt sind.
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L e e r s e i t e