DE3401569C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung geht dabei von einem Stand der Technik gemäß der DE-OS 23 00 287 aus.

Dieser bekannte Fall beinhaltet die abzudichtende Verbindung der Enden zweier benachbarter Rohre, insbesondere einer Stadtgasleitung; dabei soll in einer ersten Grundausführungen das Ende des einen Rohrs in ein kra­ genartig aufgeweitetes Endteil des anderen Rohrs eingesetzt werden; hierzu soll zunächst der Zwischenraum - zwischen dem Ende des einen Rohrs und Endteil des benachbarten Rohrs - mit einer äußeren Bleiab­ deckung und einer inneren Garnpackung gefüllt bzw. abgedichtet werden; ein zwischen den benachbarten Enden der Rohre befindlicher Umfangs­ spalt soll ferner mittels einer aushärtbaren Zementmasse gefüllt, also grundsätzlich verschlossen werden. Ein später noch näher definiertes und rohrendseitig eingeklebtes Abdichtmittel (Streifen) soll dann durch eine voneinander weggerichtete axiale Bewegung der Rohrenden in Axialrichtung gedehnt und örtlich geschwächt werden, unter Ausbildung eines Umfangsspaltes gegenüber der Zementmasse. Im Hinblick auf die Zementmasse und die zusammengeschobene Betriebsstellung der Rohrenden ist keine aufeinander zulaufende, thermische Bewegungskompensation der Rohrenden gewährleistet. Das erwähnte Dichtmittel des bekannten Falles soll aus Schichten elastischen Streifenmaterials bestehen; in diese Schichten soll ferner eine Kombination, gebildet aus äußeren, sich überlappenden Stahlplättchen (Verstärkung) mit einem Trägerstreifen (innen) aus Gummi, eingebunden sein. Im bekannten Fall soll grundsätz­ lich die äußere Schicht, als Träger der übrigen Dichtmittel, auf die vorbereiteten inneren Enden der Rohre aufgeklebt werden; die schon erläuterte Streckung bzw. Längsdehnung des streifenartigen Dichtmit­ tels erzwingt wiederum ganz besondere Verstärkungsmaßnahmen, z. B. eine Plättcheneinbindung.

In weiterer Ausbildung des bekannten Falles kann zur örtlichen Ver­ stärkung des streifenartigen Dichtmittels, bzw. zu dessen Schutz vor Feuchtigkeit und Erosionsangriffen aus dem Rohrfluid, ein Stahl­ streifen rohrinnenseitig gegenüber dem Dichtmittel eingerollt werden.

Abweichend bzw. ergänzend zu den erörterten Dichtungsvorkehrungen sieht der bekannte Fall vor, mit einem rohrinnenseitig eingerollten federnden Stahlstreifen einen ein- oder mehrlagigen Dichtungsverbund örtlich in Position zu halten, bzw. ein eigengewichtliches Durchhängen der Dichtung verhindern zu helfen; stirnseitige Zwischenräume, die da­ bei zwischen dem Stahlstreifen auf der einen und den benachbarten Roh­ renden auf der anderen Seite ausgebildet sind, sollen mit einem gummi­ artigen (Latex) Schutzmaterial gefüllt und aerodynamisch günstig ge­ staltet werden können.

Mit dieser bekannten Lösung ist es nicht möglich, einander zugeordnet, jeweils stationäre Rohrstirnenden z. B. als Ursache thermisch oder gaskraftbedingter gegenseitiger Rohrstirnendverformungen oder -lageveränderungen stets elastisch flexibel abdichtend zu überbrücken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die bei einfachem Aufbau und einfacher Mon­ tage für eine einwandfreie und dauerhafte Abdichtung sorgt, und zwar trotz thermisch oder kräftemäßig bedingt auf die benachbarten Rohr­ enden einwirkender Verformungen oder Lageveränderungen.

Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.

Grundprinzip der angegebenen Lösung ist es, flächig flexibel Spalte, insbesondere Ringspalte, abdichtend zu überbrücken, wobei der Be­ hälterinnendruck, der gegenüber der Atmosphäre abzudichten ist, selbst die Kräfte zum Schließen der Dichtung bewirkt. Dabei soll das Dichtelement gegenseitige Verlagerungen der Rohrenden bzw. be­ hälterartiger Rohrmodule flexibel ausgleichen können. Aufgrund seiner Flächigkeit wird das Dichtelement durch den Innendruck an die Innen­ wandungen der Aussparung zwischen den spaltbildenden benachbarten Rohrenden gepreßt. Vorteilhaft kann das Dichtelement auch gegenseitige Lageveränderungen der benachbarten Rohrenden in Umfangsrichtung, die aus Temperatur- oder Druckeinwirkungen resultieren können, herstellbe­ dingte Abmessungsungenauigkeiten sowie relativen gegenseitigen Achs­ versatz oder Verschränkungen der benachbarten Rohrenden abdichtend flexibel ausgleichen. Weiterhin ist das Dichtelement in der Lage, axiale Verschiebungen der benachbarten Rohrenden aufgrund von Wärme­ dehnungen und mechanischen Belastungen durch eine gleitende Bewegungs­ führung des Dichtelements an der gemeinsamen Aussparung zwischen den Rohrenden auszugleichen.

Bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Patentansprüche 2 bis 12 verwiesen.

Anhand der Zeichungen ist die Erfindung beispielhaft weiter erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt der Einrichtung am Umfangsspalt mit Dichtelement an der Aussparung zwischen benachbarten Rohren­ den und einen Haltering,

Fig. 2 einen Komplettquerschnitt der Fig. 1,

Fig. 3 eine Abwandlung der Einrichtung nach Fig. 1 und 2 mit innen­ seitigen Haltestegen für das Dichtelement,

Fig. 4 eine Weiterbildung nach Fig. 1, 2 oder 3, bezüglich spaltum­ fangsseitig nach außen gewellt verstärktem Dichtelement,

Fig. 5 eine Abwandlung der Fig. 4 bezüglich spaltumfangsseitig nach innen gewellt verstärktem Dichtelement,

Fig. 6 eine Abwandlung der Fig. 4 und 5 bezüglich spaltumfangsseitig nach außen hin rippenartig verdicktem Dichtelement,

Fig. 7 eine Abwandlung der Fig. 6 bezüglich spaltumfangsseitig nach innen hin rippenartig verdicktem Dichtelement,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines sich endseitig über­ lappenden folienbandartigen Dichtelements mit lokaler rippenartiger Versteifung,

Fig. 9 die Draufsicht auf einen zweilagigen Folienbandabschnitt mit sich gegenseitig abdeckend überlappenden, vom jeweiligen Außenrand ausgehenden Querschlitzen,

Fig. 10 eine Variante der Fig. 9 mit jeweils in Querrichtung tieferen Schlitzen,

Fig. 11 eine gegenüber Fig. 9 und 10 abgewandelte Variante mit Schrägschlitzen (lang),

Fig. 12 eine gegenüber Fig. 11 abgewandelte Schrägschlitzvariante (kurz), im wesentlichen die seitlichen Randbereiche erfas­ send,

Fig. 13a eine Stirnansicht einer hier hochkant dargestellten mehr­ lagigen Rundstabvariante eines Dichtelements,

Fig. 13b eine Stirnansicht eines Dichtelements in Abwandlung von Fig. 13a als Lamellenvariante,

Fig. 13c eine Stirnansicht eines Dichtelements in Abwandlung von Fig. 13a und 13b als mehrlagige eckige Stabvariante,

Fig. 14 eine schematisch durch örtlichen Teilstabverlauf verkörperte Seitenansicht der Fig. 13a,

Fig. 15 ein schematischer Längsschnitt der Fig. 14,

Fig. 16 ein Abschnitt eines Dichtelements unter teilweiser Verdeut­ lichung einer sich bezüglich zweier Lagen überkreuzenden Stabanordnung,

Fig. 17 die Draufsicht auf einen Dichtelementabschnitt, der außen randseitig beweglich geführte Lamellen aufweist und

Fig. 18 eine Stirnansicht des lamellenartigen Dichtelements nach Fig. 17 unter Verdeutlichung der außenrandseitigen beweglichen Verknüpfung.

Fig. 1 und 2 zeigen die Einrichtung zur selbstwirkenden Dichtung eines Spaltes 2 zwischen benachbarten Rohrenden 3, 3′, bei der ein bandförmi­ ges flexibles Dichtelement 10, z. B. ein ringförmiges Folienband, den Spalt 2 gegenüber dem herrschenden Differenzdruck aus Rohrinnendruck und Außendruck (Atmosphäre) schließt; dabei ist das Dichtelement 10 in einer an beiden Innenseiten der benachbarten Rohrenden 3, 3′ befindli­ chen Aussparung 9 angeordnet, in der es den Spalt 2 in axialer Rich­ tung überbrückt und zwischen seitlichen Tragschultern 15, 16 an axialen Dichtflächen 15′, 16′ radial und axial beweglich geführt ist; das Dichtelement 10 wird durch den Differenzdruck dichtend angepreßt. Zur Halterung des Dichtelements 10 im drucklosen Zustand sieht Fig. 1 und 2 ferner einen rohrinnenwandseitig angeordneten Führungsring 8 vor. Anstelle derartiger Führungsringe können auch Halteplatten vorgesehen sein.

Gemäß Fig. 2 und 8 können sich die Enden des hier als ringförmiges Fo­ lienband ausgeführten Dichtelements 10 überlappen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist die Aussparung innenseitig Haltestege 14 für das Dichtelement 10 auf, um dieses im drucklosen Zustand zu haltern.

Nicht weiter dargestellt, kann das Dichtelement aus einem mehrlagigen Folienband bestehen.

In weiterer Ausgestaltung kann das als Folienband ausgebildete Dichte­ lement 10 im Bereich der Abdichtungsstelle des Spaltes eine größere Dicke aufweisen und/oder rippenartig verstärkt und/oder gewellt sein.

Hierzu sind Fig. 4 und 5 Ausführungsbeispiele für eine am Spaltumfang wellenförmige Verstärkung nach außen gerichtet (Fig. 4) bzw. nach innen gerichtet (Fig. 5). Fig. 6 und 7 sind Ausführungsbeispiele, bei denen das Dichtelement 10 im Spaltbereich der Abdichtungsstelle eine größere Dicke aufweist und rippenartig nach der Außenseite (Fig. 6) bzw. nach der Innenseite (Fig. 7) verstärkt ist. Diese Maßnahmen können auch par­ tiell im Bereich des sich überlappenden Umfangsstoßes angewendet wer­ den, wie in Fig. 8 gezeigt, um lokal die Schmiegungsverhältnisse und die Steifigkeit bei schiebenden Ausgleichsbewegungen in günstiger Wei­ se zu steuern.

Um die Wirkungen der anpressenden Druckdifferenzen aus dem Arbeits­ medium und die Reaktionen aus der Abstützung lokal in gewünschter Wei­ se zu steuern, können die Lagen des Dichtelements im Bereich des Spaltumfangs an den Auflageflächen sich in abdichtender Weise über­ deckend perforiert oder geschlitzt sein.

Dabei können gemäß Fig. 9 und 10 querverlaufende Schlitze vorgesehen sein, mit denen die durch den Druck des Arbeitsmediums dichtend ange­ preßten Flächen noch flexibler und anschmiegsamer, besonders im Hin­ blick auf Form-, Lage- und Maßfehler der benachbarten Rohrenden zuein­ ander, gestaltet werden können. Dabei kann das Folienband als Dichte­ lement aus einer in eine erste Lage eingesetzten zweiten Lage bzw. aus einer einstückigen Zwei-Lagen-Wicklung bestehen. Gemäß Fig. 11 und 12 können die Schlitze auch unter einem vom rechten Winkel zur Umfangs­ richtung abweichenden Winkel (schräg) angeordnet sein.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 besteht das Dichtelement aus ei­ ner Vielzahl von nebeneinander und übereinander angeordneten Lamellen 13 (Fig. 13b) oder Stäben 12 (Fig. 13a bzw. Fig. 13c) zwischen denen Streifen des Folienbandes angeordnet sind.

Fig. 14 und 15 erläutern zu einem Band aneinandergereihte Lagen eines Dichtungselements, hier z. B. aus Stäben 12 (Fig. 13a) bestehend. Bei derartigen zu einem Band aneinandergereihten Lagen eines Dichtelements können die Elemente einer Schicht zu denen der nächsten eine Winkel­ stellung einnehmen (Fig. 16), so daß sie sich teilweise überkreuzen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann jedes Dichtelement aus meh­ reren Lagen von Dichtelementen aufgebaut sein, die miteinander ver­ schweißt oder verlötet sind (nicht dargestellt).

Es kann dabei die Integration der beschriebenen Packungen oder Schich­ tungen zum Dichtungselement, z. B. durch Schweißen oder Löten in der Mitte, erfolgen. Zu diesem Zweck kann zuvor Zusatzmaterial lokal auf das einzelne Element oder die vorgefertigten Schichtstreifen aufge­ bracht worden sein. Die Verbindung kann in bekannter Weise z. B. durch elektrisches Rollnahtschweißen, Flammschweißen oder durch Löten im Ofen oder mit einer Flamme erfolgen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 und 18 besteht das Dichtelement z. B. aus an den beiden seitlichen Rändern beweglich miteinander ver­ bundenen Lamellen 17, 17′. Dabei können die Lamellen 17, 17′ an flexi­ blen Stäben 18 oder Schnüren beweglich aufgehängt sein. Anstelle der Lamellen könnten Stäbe vorgesehen sein.

In weiterer Ausgestaltung kann das Dichtelement mit einer ver­ schleißfesten Schutzschicht versehen sein, um dem Verschleiß der Dich­ tung als Folge von Verschiebungen an den zu überbrückenden Rohrenden entgegenzuwirken.

In einer weiteren Ausgestaltung kann das als Folienband ausgebildete Dichtelement aus einem warmfesten, glasmetallischen, zunderbeständigen und/oder abriebfesten Werkstoff gefertig sein.

Die nach den Beispielen der Fig. 17 bis 18 ausgeführten Dichtungskon­ figurationen bedürfen unter Umständen im Bereich des zu überbrückenden Spalts 2 eines stützenden Elements, das die aus dem Innendruck wirken­ den Radialkräfte durch Tangential- oder Biegekräfte abzutragen vermag.

Die Rohrenden können zu Behältermodulen eines Druckbehälters gehören.

Claims (12)

1. Einrichtung zur selbstwirkenden Dichtung eines Spaltes zwischen benachbarten Rohrenden, bei der ein bandförmiges, flexibles Dichte­ lement den Spalt gegenüber dem herrschenden Differenzdruck ver­ schließt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) das Dichtelement (10) ist in einer an beiden Innenseiten der benachbarten Rohrenden (3, 6) befindlichen Aussparung (9) ange­ ordnet, in der es den Spalt (2) in axialer Richtung überbrückt und zwischen seitlichen Tragschultern (15, 16) an axialen Dicht­ flächen (15′, 16) radial und axial beweglich geführt ist;
• b) das Dichtelement (10) wird durch den Differenzdruck dichtend angepreßt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß be­ hälterinnenseitig Halteplatten oder Führungsringe (8) zur Halterung des Dichtelements (10) im drucklosen Zustand vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ sparung (9) innenseitig Haltestege (14) für das Dichtelement (10) aufweist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtelement (10) zumindest ein im wesentlichen ringförmi­ ges Folienband vorgesehen ist, dessen Enden sich überlappen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dicht­ element (10) aus einem mehrlagigen Folienband besteht.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das als Folienband ausgebildete Dichtelement (10) im Bereich der Abdichtungsstelle des Spaltes (2) eine größere Dicke aufweist und/oder rippenartig verstärkt und/oder gewellt ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen des Dichtelements (10) im Bereich des Spaltumfangs an den Auflageflächen sich in abdichtender Weise überdeckend perfo­ riert oder geschlitzt sind.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (10) aus einer Vielzahl von nebeneinander und über­ einander angeordneten Lamellen (13) oder Stäben (12) gebildet ist, zwischen denen Streifen des Folienbandes angeordnet sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Dichtelement (10) aus mehreren Lagen von Dichtelementen (10) aufgebaut ist, die miteinander verschweißt oder verlötet sind.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (10) aus an den beiden seitlichen Rändern beweglich miteinander verbundenen Stäben oder Lamellen (17, 17′) besteht.

11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (10) mit einer verschleißfesten Schutzschicht ver­ sehen ist.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß das als Folienband ausgebildete Dichtele­ ment (10) aus einem warmfesten, glasmetallischen, zunderbeständigen und/oder abriebfesten Werkstoff gefertigt ist.