DE4027779A1

DE4027779A1 - SEAL FOR ARRANGEMENT BETWEEN TWO ENAMELED FLANGES

Info

Publication number: DE4027779A1
Application number: DE19904027779
Authority: DE
Inventors: Kapil Deo Swameye
Original assignee: Pfaudler Werke GmbH
Current assignee: Pfaudler GmbH
Priority date: 1990-09-01
Filing date: 1990-09-01
Publication date: 1992-03-05
Anticipated expiration: 2010-09-02
Also published as: GB9118056D0; GB2247723A; DE4027779C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung zur Anordnung zwischen zwei emaillierten Flanschen an einer Rohrleitung, einem Wärmetauscher oder dergleichen korrosionsbeständig emaillierten Betriebseinrichtung, die bei verhältnismäßig hoher Temperatur und/oder hohem Druck beziehungsweise bei Vakuum betrieben werden kann, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a seal for arrangement between two enamelled flanges on a pipeline, a heat exchanger or the like corrosion-resistant enamelled factory equipment that is proportionate high temperature and / or high pressure or at Vacuum can be operated according to the generic term of claim 1.

Bekanntlich ist es verhältnismäßig häufig der Fall, daß bei emaillierten Apparaten abzudichtende Flansche von der Idealform abweichen, weil sich der Stahl bei den hohen Einbrenntemperaturen im Emaillierofen etwas verzieht. Ins besondere bleibt der Flansch des Rührwerkstutzens meist nicht waagrecht. Da jedoch die Gleitringeinheit oder die Stopfbuchse genau senkrecht auf dem Behälter stehen muß, müssen Niveauunterschiede am Rührwerkstutzen durch Ausgleichsein lagen der betreffenden Dichtung ausgeglichen werden. As is well known, it is relatively often the case that in enamelled apparatus flanges to be sealed the ideal shape because the steel at the high Baking temperatures warped somewhat in the enamelling oven. Ins The flange of the agitator nozzle usually remains special not horizontal. However, since the slide ring unit or The stuffing box must be exactly vertical on the container Level differences at the agitator neck due to compensation were compensated for the seal in question.

Ein seit Jahrzehnten bewährtes Verfahren zur Herstellung unterfütterter Dichtungen für emaillierte Apparate besteht darin, daß segmentförmige Ausgleichseinlagen oder zwei Ein lageringe mit keilförmigem Querschnitt in Dichtungen einge bracht werden, die in der Hauptsache aus zwei It-Dichtungs einlagen (DIN 3754) bestehen, zwischen denen ein Wellring angeordnet ist und die von einer Hülle aus Polytetrafluor äthylen umgeben sind (Pfaudler-Handbuch BA 317-1, Dichtungen für Apparate aus pfaudleremailliertem Stahl, Seite 4). Eine geeignete Ausbildung derartiger Ausgleichssegmente oder Keilringe aus It-Material oder aus asbestfreiem Material mit entsprechenden Materialeigenschaften ist jedoch ver hältnismäßig mühsam und zeitraubend, weil dazu eine Be arbeitung mittels einer Bandschleifmaschine erforderlich ist, wobei außerdem eine Verschmutzung durch den auftreten den Staub erfolgt. A manufacturing process that has been tried and tested for decades relined seals for enamelled devices in that segment-shaped compensation deposits or two one bearing rings with wedge-shaped cross-section inserted in seals which are mainly made up of two It seals inserts (DIN 3754) exist between which a corrugated ring is arranged and that of a shell made of polytetrafluor are surrounded by ethylene (Pfaudler manual BA 317-1, seals for appliances made of enamelled steel, page 4). A appropriate training of such compensation segments or Wedge rings made of It material or of asbestos-free material with appropriate material properties is however ver relatively tedious and time consuming, because it requires a Be work using a belt grinder required is, and also a pollution from the occur the dust occurs.

Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von der artigen unterfütterten Dichtungen bekannt, bei dem eine fließfähige aushärtbare Harzmasse, der ein geeigneter Füll stoff zugesetzt wird, in die äußere Umhüllung der Dichtung eingebracht und zwischen den formgebenden Dichtflächen aus gehärtet wird, um eine Ausgleichseinlage zu bilden (EP 00 79 448).It is also a process for producing the like relined seals known in which a flowable curable resin mass, which is a suitable fill substance is added to the outer envelope of the seal introduced and between the shaping sealing surfaces is hardened to form a leveling insert (EP 00 79 448).

Zur Ermöglichung einer Anpassung an unebene emaillierte Flanschoberflächen und zum Zwecke der Ver meidung von Emailbeschädigungen bei ausreichend hohem An preßdruck wurde ferner bereits vorgeschlagen, eine Umhüllung und Füllmaterial aus verhältnismäßig hartem nichtmetallischem Material vorzusehen und eine Struktur mit mehreren über einander angeordneten metallischen Wellringen zu verwenden (US-PS 47 95 174). Eine für praktische Zwecke geeignete Kompensation von Winkelabweichungen zwischen den beiden abzudichtenden Flanschoberflächen ist mit derartigen Dichtun gen jedoch nicht ohne weiteres möglich. To allow adjustment to uneven enamelled flange surfaces and for the purpose of ver avoidance of email damage if the number of visitors is sufficiently high Preßdruck has also been proposed, an envelope and filler made of relatively hard non-metallic Provide material and a structure with several over to use mutually arranged metallic corrugated rings (U.S. Patent 4,795,174). A practical one Compensation for angular deviations between the two Sealing flange surfaces is with such seals but not possible without further ado.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine zur An ordnung zwischen emaillierten Flanschoberflächen geeignete Dichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Dichtung einerseits möglichst einfach herstellbar und montierbar ist und andererseits bei der Kompensation von Winkelabweichungen eine möglichst gleichmäßige Kraftvertei lung entlang dem Umfang der Dichtung beim Anziehen der Schrauben ermöglicht.It is therefore an object of the invention, one for order between enamelled flange surfaces To improve the seal of the type mentioned at the beginning, that the seal is as easy to manufacture as possible and is mountable and on the other hand in the compensation of Angular deviations as even a force distribution as possible development along the circumference of the seal when tightening the Allows screwing.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegen stand des Patentanspruchs 1 gelöst. In vorteilhafter Weiter bildung der Erfindung können die auf den beiden gegenüber liegenden Seiten der Ausgleichseinlage angeordneten Einlage ringe mit einem Drahtgewebe armiert sein. This object is achieved by the counter state of claim 1 solved. In an advantageous further Education of the invention can be compared to the two lying side of the leveling insert rings are reinforced with a wire mesh.

Es ist zwar bereits bekannt, zur Kompensation von Winkelabweichungen zwischen zwei ebenen Metalloberflächen, von denen die eine durch die Unterseite eines Bolzenkopfs gebildet wird, zwischen dem Bolzenkopf und der anderen metallischen Oberfläche zwei gleich ausgebildete Unterleg scheiben vorzusehen, die einen keilförmigen Querschnitt aufweisen (US-PS 41 77 999). Dabei erfolgt jedoch eine Abdichtung mit Hilfe von O-Ringen und mit Hilfe eines Dichtungsrings zwischen den beiden Keilringen, so daß dieser Veröffent lichung keine Anregung zu entnehmen ist, wie eine für emaillierte Flanschoberflächen geeignete Dichtung ausge bildet werden kann, um die genannte Aufgabe zu lösen. It is already known to compensate for Angular deviations between two flat metal surfaces, one of which goes through the bottom of a bolt head is formed between the bolt head and the other metallic surface two identical underlay provide slices that have a wedge-shaped cross-section have (US-PS 41 77 999). However, this creates a seal with the help of O-rings and with the help of a sealing ring between the two wedge rings, so that this published no suggestion can be found, like one for enameled flange surfaces suitable seal can be formed to solve the stated task.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Verwendung einer Dichtung gemäß der Erfindung eine gleich mäßige Kraftverteilung entlang dem Umfang der Dichtung beim Anziehen der Klammerschrauben ermöglicht wird. Bei der bekannten Dichtung der eingangs genannten Art kann die Ein lage als elastische Feder betrachtet werden, für die die Formel The invention is based on the finding that Use of a seal according to the invention is the same moderate force distribution along the circumference of the seal is enabled when tightening the clamp screws. In the known seal of the type mentioned, the one be considered as an elastic spring for which the formula

gilt wobei F = Kraft, Δl = Federweg, l₀ = ursprüngliche Länge der Feder und M eine Konstante ist. Bei der bekannten Dichtung der eingangs genannten Art ist die Federlänge l₀ entlang dem Umfang verschieden, so daß die Kraft gemäß der Formel entlang dem Umfang verschieden ist. Bei einer Dichtung gemäß der Erfindung ist dagegen die Länge l₀ entlang dem Umfang konstant, da die beiden Keilringe aus Stahl als starr betrachtet werden können. Daher ist auch die Kraft entlang dem Umfang konstant, wodurch sich der wesentliche Vorteil der Erfindung ergibt, daß eine gleichmäßige Kraftverteilung erzielt werden kann. Über raschenderweise hat sich gezeigt, daß auch bei ausreichend starkem Anziehen der Schrauben Abplatzungen nicht zu befürchten sind, obwohl die Einlage in der Haupt sache aus Stahl besteht, also aus einem Material, das bei einer derartigen Dichtung als starr zu betrachten ist, und obwohl die Verwendung eines bisher zumindest bei höherem Betriebsdruck als unbedingt angesehenen Wellrings nicht erforderlich ist.applies where F = force, Δl = travel, l ₀ = original length of the spring and M is a constant. In the known seal of the type mentioned, the spring length l _{0 is} different along the circumference, so that the force according to the formula is different along the circumference. In contrast, in a seal according to the invention the length l _{0 is} constant along the circumference, since the two steel wedge rings can be regarded as rigid. Therefore, the force along the circumference is constant, which gives the essential advantage of the invention that a uniform force distribution can be achieved. Surprisingly, it has been shown that even if the screws are tightened sufficiently strongly, flaking is not to be feared, although the insert is mainly made of steel, that is to say from a material that is to be regarded as rigid in such a seal, and although the It is not necessary to use a corrugated ring that has previously been considered to be absolutely necessary, at least at a higher operating pressure.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen: Based on the drawing, the invention is intended, for example are explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die beiden Keilringe in einer Dichtung gemäß der Erfindung, von der in Fig. 2 ein entsprechender Querschnitt dargestellt ist. Fig. 1 shows a cross section through the two wedge rings in a seal according to the invention, of which a corresponding cross section is shown in Fig. 2.

Die in Fig. 2 dargestellte Dichtung gemäß der Erfindung hat eine Umhüllung 1 aus Polytetrafluoräthylen oder dergleichen korrosionsbeständigem Hüllmaterial, die gewünschtenfalls entlang dem Innendurchmesser in an sich bekannter Weise verstärkt ausgebildet sein kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung sind zwei Einlage ringe 2 vorgesehen, die aus einem elastischen Material wie It-Material oder asbestfreiem Material mit entsprechenden Materialeigenschaften hergestellt sind. Vorzugsweise sind die beiden Einlageringe 2 mit einem Drahtgewebe 3 armiert, um einen frühzeitigen Ausfall aufgrund von Brüchigwerden des elastischen Materials zu vermeiden, welches Brüchig werden bei asbestfreien Einlageringen 2 früher als bei Einlageringen aus Asbest auftreten kann.The seal shown in FIG. 2 according to the invention has a covering 1 made of polytetrafluoroethylene or the like corrosion-resistant covering material, which, if desired, can be reinforced along the inside diameter in a manner known per se. In the illustrated embodiment according to the invention, two insert rings 2 are provided, which are made of an elastic material such as It material or asbestos-free material with appropriate material properties. Preferably, the two insert rings 2 are reinforced with a wire mesh 3 in order to avoid premature failure due to embrittlement of the elastic material which are brittle earlier in asbestos-free insert rings 2 as can occur with insert rings made of asbestos.

Die beiden Einlageringe 2 sind auf gegenüberliegenden Seiten einer Ausgleichseinlage angeordnet, die durch zwei Einlageringe 4, 5 aus Stahl gebildet wird. Die beiden Ein lageringe 4, 5 sind vorzugsweise gleich ausgebildet und besitzen eine Form, die sich ergibt, wenn ein kreiszylin drisches Stahlrohr durch eine eben ausgebildete Schnitt fläche unterteilt wird, die schräg zu der in strichpunktier ren Linien dargestellten Achse des Stahlrohrs verläuft. Der artige als Einlageringe 4, 5 dienende Keilringe können in einfacher Weise in Massenproduktion hergestellt werden und erfordern keine besondere Bearbeitung. Die Keilringe können beispielsweise aus Flußstahl oder rostfreiem Stahl herge stellt werden.The two insert rings 2 are arranged on opposite sides of a compensating insert which is formed by two insert rings 4 , 5 made of steel. The two A bearing rings 4 , 5 are preferably of identical design and have a shape which results when a circular cylindrical steel pipe is divided by a flat cut surface which extends obliquely to the axis of the steel pipe shown in dash-dotted lines. The wedge rings serving as insert rings 4 , 5 can be mass-produced in a simple manner and require no special processing. The wedge rings can be made, for example, of mild steel or stainless steel.

Zur Kompensation von Winkelabweichungen der verzogenen Flanschoberflächen können die beiden Einlageringe 4, 5 relativ zueinander gedreht werden, so daß die durch die beiden Keil ringe gebildete Ausgleichseinlage aus Stahl entlang dem Um fang entsprechend der Drehlage und dem Schnittwinkel eine unterschiedliche Dicke aufweist. Da weder für die Keilringe 4, 5 aus Stahl noch für die Einlageringe 2 aus elastischem Material eine Bearbeitung zum Zwecke einer Kompensation von Winkelabweichungen zwischen den beiden abzudichtenden Flanschoberflächen erforderlich ist, und auch für die Um hüllung 1 aus Polytetrafluoräthylen keine Anpassungs arbeiten erforderlich sind, kann eine Montage in zeit sparender und einfacher Weise nicht nur bei der Herstellung der mit derartigen Dichtungen bestückten emaillierten Be triebseinrichtungen erfolgen, sondern auch bei Auswechslungen derartiger Dichtungen am Betriebsort.To compensate for angular deviations of the warped flange surfaces, the two insert rings 4 , 5 can be rotated relative to one another, so that the compensation insert made of steel formed by the two wedge rings along the circumference according to the rotational position and the cutting angle has a different thickness. Since neither for the wedge rings 4 , 5 made of steel nor for the insert rings 2 made of elastic material, processing for the purpose of compensating for angular deviations between the two flange surfaces to be sealed, and also for the order covering 1 made of polytetrafluoroethylene, no adaptation work is required assembly in a time-saving and simple manner not only in the manufacture of the enamelled loading devices equipped with such seals, but also when replacing such seals at the operating site.

Claims

1. Gasket for arrangement between two enamelled flanges rule a pipe, a heat exchanger or the same corrosion-resistant enamelled Betriebsein direction, which can be operated at relatively high temperature and / or high pressure or vacuum, consisting of an annular, outwardly open sheath made of polytetrafluoroethylene or the same corrosion-resistant casing material and a combination of insert rings made of different materials, of which two insert rings have a wedge-shaped cross-section and, by mutual rotation, form a compensation insert with different thicknesses along the circumference to compensate for angular deviations between the two flange surfaces to be sealed, characterized in that the both the compensation insert forming insert rings ( 4 , 5 ) consist of steel, and that the combination of insert rings additionally only has two insert rings ( 2 ) which are arranged on the two opposite sides of the metallic compensating insert, each have a uniform thickness along their circumference and are made of an elastic material such as It material or asbestos-free material with corresponding material properties.

2. Seal according to claim 1, characterized in that the two insert rings ( 2 ) made of elastic material with a wire mesh ( 3 ) are reinforced.