DE3337092C1 - Vorrichtung zum Abdichten des abnehmbaren Verschlußgliedes von Druckbehältern - Google Patents

Description

• Bei der erfindungsgemäßen Lösung können somit spezielle Einrichtungen, die zur Zentrierung der einzelnen Dichtungselemente vorgesehen sein müssen, in Fortfall kommen. Ein Auswandern der Flachdichtung in Radialrichtung ist nicht möglich. Ferner stehen erfindungsgemäß zwei relativ breite Dichtflächen - die radiale Dichtfläche der Flachdichtung und die radiale Ringfläche des einen abzudichtenden Teiles - miteinander in Eingriff, so daß auch bei Maßungenauigkeiten ein einwandfreier Dichtungseffekt erzielt wird. Infolge der Anpressung der relativ breiten Flachdichtung muß die Dichtfläche des anderen Teiles nicht unbedingt präzisionsbearbeitet sein. Die radiale Ringfläche desjenigen Teiles, das die Ringkammer mit der Flachdichtung aufweist, ist dabei vorzugsweise in ihren der Flachdichtung benachbarten Abschnitten von der Flachdichtung weg leicht abgeschrägt, um einen Kontakt der Ringflächen außcrhalb des Bereiches der Flachdichtung zu vermciden.
• Um die Anpreßkraft für die Flachdichtung zur Verfügung zu stellen, ist die Ringkammer selbst als druckbeaufschlagte Kammer ausgebildet. Hierbei wird über Zuleitungs- und Ableitungskanäle, die radial oder axial zur Kammer geführt sein können, ein Druckmedium in die Kammer cingespeist bzw. dieser entzogen, das die Flachdichtung gegen die Ringfläche des anderen Teiles preßt. Die Flachdichtung wird hierbei an den Seitenflächen der Kammer geführt bzw. fixiert. Um die Führung bzw. Fixierung der Flachdichtung zu unterstützen, ist diese auf ihrer Rückseite mit einem Führungselement versehen, das mit einer entsprechenden Gegenführung von der Kammerseite her zusammenwirkt. Beide Führungen sollen eine Axialbewegung der Flachdichtung zulassen; eine Radialbewegung bzw. ein Verkanten derselben jedoch verhindern.
• Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der der radialen Dichtfläche des einen Teiles gegenüberliegenden Bodenfläche der Ringkammer eine zweite Flachdichtung zugeordnet ist.
• Die zweite Flachdichtung kann im wesentlichen identisch ausgebildet sein wie die erste Flachdichtung, weist jedoch bei axialer Druckbeaufschlagung des Rohrkörpers min('estens einen Durchtrittskanal für das Druckmedium bzw. für eine Zu- oder Ableitung des Druckmediums auf.
• Zur Aufnahme der ersten Flachdichtung kann die Ringkammer in ihrem der radialen Dichtfläche des einen Teiles benachbarten Teil einen Abschnitt mit größerem Durchmesser aufweisen, in dem die Flachdichtung gelagert ist. Generell ist zur Anordnung der Flachdichtung im Preßsitz in der Ringkammer zu sagen, daß die Flachdichtung mit geringem Übermaß gefertigt und in die Ringkammer eingetrieben wird. Um eine gewisse Fixierung der Flachdichtung in der Ringkammer zu erreichen, weist diese zweckmäßigerweise an ihren Seitenflächen Nuten mit geringer Tiefe auf, in die das Material der Flachdichtung eindringen kann.
• Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der einzigen Figur im einzelnen erläutert, die einen Vertikalschnitt durch einen mit einem Schnellverschluß versehenen Druckbehälter zeigt, der eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zum Abdichten aufweist.
• An den zylindrischen Behältermantel 4 eines Druckbehälters ist ein Behälterring 5 angeschweißt. Ein Dekkelflansch 3 ist mit einem Deckel 2 ebenfalls verschweißt.
• Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen mit einem Schnellverschluß versehenen Druckbehälter. Zu diesem Zweck weist der Deckelflansch 3 eine Vielzahl von Lappen 7 auf, die sich bei geschlossenem Deckel 2 unter die am Behälterring 5 vorgesehenen Gegenlappen 6 legen.
• Die radiale Dichtfläche des Deckels wird von einer Ringfläche des Deckelflansches 3 gebildet. Die radiale Dichtfläche des Druckbehälters 9 wird von einer Ringfläche des Behälterringes 5 gebildet. Bei geschlossenem Deckel ist die Lage der beiden Dichtflächen 8, 9 zueinander fixiert.
• In der geschlossenen Stellung liegen die Dichtfläche 8 des Deckels und die Dichtfläche 9 des Behälters axial aufeinander, wobei zwischen den Dichtflächen ein radialer Ringspalt 11 gebildet wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der dem Behälterinneren zugewandte Abschnitt unr Dichtfläche 9 des Behälters zum Behälterinneren hin abgeschrägt, wie bei 10 gezeigt, so daß in diesem Bereich die Dichtflächen nicht in Kontakt miteinander stehen. Eine derartige Abschrägung kann gegebenenfalls auch auf der Außenseite der Dichtfläche 9 vorgesehen sein.
• Der Behälterring 5 ist mit einer Ringkammer 12 versehen. die zu der Dichtfläche 9 hin geöffnet ist. Die Ringkammer 12 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. An der Unterseite der Ringkammer mündet ein axialer Kanal 16 in die Ringkammer ein, durch den eine Leitung 17 zur Zuführung bzw. Abführung eines Druckmediums führt.
• Die eigentliche Dichtungsvorrichtung besteht aus einer ersten Flachdichtung 13 und einer zweiten Flachdichtung 14. Diese beiden Teile sind in der Ringkammer 12 angeordnet. Die zweite Flachdichtung 14 befindet sich dabei am Boden der Ringkammer, wobei sie diesen vollständig ausfüllt und an den Seitenwänden der Ringkammer anliegt. Sie weist einen Durchtrittskanal auf, durch den die Leitung 17 für das Druckmedium führt.
• Die Hauptdichtungsaufgabe übernimmt die erste Flachdichtung 13. Sie ist in Form einer Ringscheibe ausgebildet und mit Übermaß in die Ringkammer eingetrieben, wobei zur Fixierung der Flachdichtung in der Ringkammer in den Seitenwänden derselben kleine Nuten vorgesehen sind, die von dem überschüssigen Material der Flachdichtung ausgefüllt werden.
• Die erste Flachdichtung 13 ist in einem Teil der Ringkammer 12 untergebracht, der einen größeren Durchmesser aufweist als der übrige Teil der Kammer. Dieser Teil mit größerem Durchmesser besitzt schräg nach oben und innen verlaufende seitliche Begrenzungsflähohen. Die im Querschnitt etwa trapezförmig ausgebildete Flachdichtung 13 ist in diesen Teil der Ringkammer eingepaßt, wie die Figur zeigt.
• In die Ringkammer 12 wird ein Druckmedium über die Zuleitung 17 eingeführt und ggf. über eine andere Leitung (nicht gezeigt) wieder abgeführt. Das Druckmedium preßt die erste Flachdichtung 13 gegen die entsprechende Dichtfläche des Deckels. An der von der Dichtfläche abgewandten Seite der ersten Flachdichtung i3 liegt ein Führungselement 20 an, das einen flachen Abschnitt 20 aufweist, der mit der Flachdichtung in Kontakt steht, und zwei im radialen Abstand angeordnete axiale Abschnitte 22, welche nach unten in die Ringkammer weisen. Diese radialen Führungsabschnitte 22 wirken mit einer mit der Zuleitung verschraubten Mutter 23 zusammen, die als Gegenführung dient. Die Abschnitte 22 bilden somit in Zusammenwirkung mit der Mutter 23 eine Führung für das Element 20, die dieses bei Beaufschlagung durch ein Druckmedium in Axialrichtung zentrisch hält.
• Die am ringkammerseitigen Ende mit der Zuleitung 17 verschraubte Mutter 23 wird gegen ein zweites Element 24 gepreßt, das an der Rückseite der zweiten Flachdichtung 14 anliegt. Die Pressung erfolgt über eine Gegenmutter 25, die sich am Druckbehälter abstützt.
• Auf diese Weise wird die zweite Flachdichtung 14 gegen die Bodenfläche der Ringkammer gepreßt, so daß das Druckmedium aus der Kammer nicht entweichen kann.
• Die Mutter 23 sowie die entsprechende Gegenmutter 25 sind mit Dichtungsringen versehen, die eine dichte Anlage der Muttern an den entsprechenden Gegenflächen bewirken.
• Die Flachdichtung muß aus einem hochtemperatur-und hochdruckfesten Material bestehen, das eine gewisse Flexibilität besitzt und gegen aggressive Medien beständig ist. Wenn die Dichtungsvorrichtung beispielsweise bei Schnellverschlüssen von Druckbehältern eingesetzt wird, muß die Dichtung Prozesstemperaturen von ca. 800"C und Prozeßdrücke von 4-5 bar ohne weiteres aushalten können.
• Als bevorzugte Materialien für den Dichtungsring haben sich Compound-Materialien auf der Basis eines Fasergewebes, insbesondere Asbestgewebe, erwiesen.
• Diese Materialien sind beispielsweise als sogenannte IT-Materialien im Handel, die aus einem mit temperaturbeständigen Zuschlägen und einem Bindemittel versehenem Asbestgewebe einschließlich Isolierstoffen bestehen. Auch kann ein Material auf der Basis von mit entsprechenden Einlagen versehenem Graphit Verwendung finden.
• Um den Innendruck in der druckbeaufschlagten Kammer zu begrenzen, ist in der Leitung für das Druckmedium zweckmäßigerweise ein Überströmventil vorgesehen, das bei der Überschreitung eines kritischen Druckes abbläst. Ferner kann der Druck in der druckbeaufschlagten Ringkammer unter Beachtung eines kritischen Maximaldruckes so geregelt werden, daß er mit zunehmender Druckdifferenz zwischen Innen- und Außendruck der abzudichtenden Teile ansteigt bzw. mit fallender Druckdifferenz abfällt. Dies kann mit Hilfe eines Differenzdruckreglers durchgeführt werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Abdichten des abnehmbaren Verschlußgliedes von Druckbehältern, insbesondere des Deckels eines Schnellverschlusses für Druckbehälter, beispielsweise zum Abdichten gegen hohen Über- oder Unterdruck bei höheren Temperaturen, unter Verwendung eines Dichtungsringes, der durch Druckbeaufschlagung seiner Rückfläche mit seiner radialen Dichtfläche gegen eine radiale Dichtfläche des einen zu verbindenden Teiles gepreßt und in einer Ringkammer des anderen zu verbindenden Teiles aufgenommen ist, wobei der Dichtungsring als Flachdichtung ausgebildet ist, die in der Ringkammer angeordnet ist, deren Axialflächen an den axialen Begrenzungsflächen der Ringkammer dichtend anliegen und deren flache radiale Dichtfläche über ihre Gesamtbreite mit der radialen Dichtfläche des einen zu verbindenden Teiles in Kontakt steht, und wobei die Ringkammer einen Einlaß bzw. Einlaß und Auslaß für ein Druckmedium aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Ringkammer (22) als druckbeaufschlagte Kammer ausgebildet ist und daß die im Preßsitz angeordnete Flachdichtung (13) auf ihrer Rückseite mit einer Führung versehen ist, die mit einer Gegenführung von der Kammerseite her zusammenwirkt, derart, daß eine Axialbewegung der Flachdichtung (13) zugelassen, eine Radialbewegung bzw. ein Verkanten derselben jedoch verhindert wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Rückseite der Flachdichtung (13) angeordnete Führung ein Element (20) umfaßt, das einen an der Flachdichtung anliegenden Abschnitt (21) und zwei sich davon mit radialem Abstand erstreckende, axiale Führungsabschnitte (22) aufweist, welche zwischen sich ein als Gegenführung dienendes Teil (23) eines in die Ringkammer (12) eingeführten Zuleitungsrohres (17) aufnehmen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (23) des Zuleitungsrohres (17) eine auf dieses geschraubte Mutter ist, die gegen ein an der Rückseite einer an der Bodenfläche der Ringkammer angeordneten zweiten Flachdichtung (14) anliegendes Element (24) gepreßt wird.
4. 4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer in ihrem der radialen Dichtfläche (8) des einen Teiles benachbarten Teil einen Abschnitt mit größerem Durchmesser aufweist, in dem die erste Flachdichtung (13) gelagert ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenwänden des Ringkammeraufnahmeabschnittes für die erste 1Flachdichtung (13) Nuten zur Aufnahme des Materials der mit Übermaß eingesetzten Flachdichtung angeordnet sind.

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten des abnehmbaren Verschlußgliedes von Druckbehältern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

   Es ist bekannt (DE-PS 1 92 446), bei einem Schieberverschluß für Dampffässer eine zur Abdichtung des Schiebers dienende Dichtung in einer Ringnut anzuord- nen und die Dichtung von der Rückseite her mit einem Druckmittel zu beaufschlagen, um dadurch die Dichtung gegen den Schieberrand zu pressen. Hierbei findet eine nahezu die gesamte Ringnut ausfüllende Dichtung Verwendung, bei der es sich nicht um eine Flachdichtung handelt. Zur Zuführung des Druckmittels zur Rückseite der Dichtung ist eine Druckmittelleitung in Form eines Rohres vorgesehen.

   Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs list aus der DE-PS 9 15 287 bekannt. Hierbei ist in der Ringkammer als Flachdichtung eine Asbestscheibe ausgebildet, an deren Rückseite ein hohl ausgebildeter Dichtungsring aus Gummi anliegt. In den Hohlraum des Dichtungsringes wird ein unter Druck stehendes Strömungsmittel eingeführt, wodurch der entsprechende Anpreßdruck für die Dichtung erreicht wird. Diese Ausführungsform ist insofern unvorteilhaft, weil der aus clastischem Material bestehende Dichtungsring den größten Teil der Ringkammer ausfüllt, so daß nur noch eine unvollkommene Druckbeaufschlagung der eigentlichen Flachdichtung erreichbar ist.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, mit der sich eine besonders wirksame Abdichtung erreichen läßt.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

   Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist die gesamte Ringkammer als druckbeaufschlagte Kammer ausgebildet, und die Flachdichtung ist im Preßsitz in dieser Kammer angeordnet. Die Kammer wird mit einem Druckmedium, beispielsweise Luft, Dampf, N2, Wasser, beaufschlagt, so daß dadurch die Flachdichtung in Axialrichtung gegen die Ringfläche des anderen Teiles gepreßt wird. Dabei tritt die gesamte radiale Dichtfläche der Flachdichtung mit der radialen Ringfläche (Dichtfläche) des anderen Teiles, beispielsweise des Druckbehälterdeckels, in Eingriff, so daß eine wirksame Abdichtung des radialen Ringspaltes zwischen den beiden Teilen erzielt wird.

   Es versteht sich, daß die Fixierung der Flachdichtung in der Ringkammer derart erfolgen muß, daß bei einer ausreichend hohen Druckbeaufschlagung der Rückseite der Flachdichtung deren Anpressung gegen die radiale Dichtfläche des anderen Teiles nicht behindert wird. Andererseits soll die Flachdichtung mit ihren Axialflächen dichtend an den Seitenflächen der Ringkammer anliegen, um die Ringkammer selbst gegen das Austreten des in diese geführten Druckmediums weitgehend abzusichern.