DE4027779C2

DE4027779C2 - Seal for arrangement between two enamelled flanges

Info

Publication number: DE4027779C2
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: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2010-09-02
Also published as: GB9118056D0; DE4027779A1; GB2247723A

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung zur Anordnung zwischen zwei emaillierten Flanschen an einer Rohrlei tung, einem Wärmetauscher oder dergleichen korro sionsbeständig 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 Rohrlei device, a heat exchanger or the like corro sion-resistant enamelled factory equipment, which at relatively high temperature and / or high Operate pressure or vacuum can, according to the preamble 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. Insbesondere bleibt der Flansch des Rühr werkstutzens meist nicht waagrecht. Da jedoch die Gleitringeinheit oder die Stopfbuchse genau senkrecht auf dem Behälter stehen muß, müssen Niveauunter schiede am Rührwerkstutzen durch Ausgleichseinlagen der betreffenden Dichtung ausgeglichen werden.As is well known, it is relatively common for flanges to be sealed in enamelled apparatus the ideal shape because the steel in the high baking temperatures in the enamelling furnace warps. In particular, the flange of the stirrer remains work piece usually not horizontal. However, since the Sliding ring unit or the stuffing box exactly vertical must stand on the container, must be below level different on the agitator neck through compensation inserts the seal in question.

Ein seit Jahrzehnten bewährtes Verfahren zur Her stellung unterfütterter Dichtungen für emaillierte Ap parate besteht darin, daß segmentförmige Ausgleich seinlagen oder zwei Einlageringe mit keilförmigem Querschnitt in Dichtungen eingebracht werden, die in der Hauptsache aus zwei It-Dichtungseinlagen (DIN 3754) bestehen, zwischen denen ein Wellring angeord net ist und die von einer Hülle aus Polytetrafluoräthylen umgeben sind (Pfaudler-Handbuch BA 317-1, Dichtun gen für Apparate aus pfaudleremailliertem Stahl, Seite 4). Eine geeignete Ausbildung derartiger Ausgleichsseg mente oder Keilringe aus It-Material oder aus asbest freiem Material mit entsprechenden Materialeigen schaften ist jedoch verhältnismäßig mühsam und zeit raubend, weil dazu eine Bearbeitung mittels einer Band schleifmaschine erforderlich ist, wobei außerdem eine Verschmutzung durch den auftretenden Staub erfolgt.A method that has been tried and tested for decades for the production of relined seals for enamelled ap products is that segment-shaped compensating inserts or two insert rings with a wedge-shaped cross section are introduced into seals, which mainly consist of two It-sealing inserts (DIN 3754), between which one Wellring is angeord net and which are surrounded by a sleeve made of polytetrafluoroethylene (Pfaudler manual BA 317-1 , seals for equipment made of Pfaudler enamelled steel, page 4). A suitable design of such compensation segments or wedge rings made of It material or of asbestos-free material with the appropriate material properties is relatively tedious and time-consuming, because processing by means of a belt grinding machine is required, which also results in contamination by the dust that occurs.

Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von derar tigen unterfütterten Dichtungen bekannt, bei dem eine fließfähige aushärtbare Harzmasse, der ein geeigneter Füllstoff zugesetzt wird, in die äußere Umhüllung der Dichtung eingebracht und zwischen den formgebenden Dichtflächen ausgehärtet wird, um eine Ausgleichseinla ge zu bilden (EP 00 79 448).It is also a method of making such lined seals known, in which a flowable curable resin composition, which is a suitable Filler is added in the outer wrapper of the Gasket inserted and between the shaping Sealing surfaces is cured to a compensation inlet ge form (EP 00 79 448).

Zur Ermöglichung einer Anpassung an unebene emaillierte Flanschoberflächen und zum Zwecke der Vermeidung von Emailbeschädigungen bei ausreichend hohem Anpreßdruck wurde ferner bereits vorgeschla gen, eine Umhüllung und Füllmaterial aus verhältnismä ßig hartem nichtmetallischem Material vorzusehen und eine Struktur mit mehreren übereinander angeordneten metallischen Wellringen zu verwenden (US-PS 47 95 174). Eine für praktische Zwecke geeignete Kom pensation von Winkelabweichungen zwischen den bei den abzudichtenden Flanschoberflächen ist mit derarti gen Dichtungen jedoch nicht ohne weiteres möglich.To allow adjustment to uneven enamelled flange surfaces and for the purpose of Avoidance of email damage if sufficient high contact pressure has also been proposed gene, a wrapping and filling material from relatively to provide ßig hard non-metallic material and a structure with several superimposed metallic corrugated rings to use (US-PS 47 95 174). A com suitable for practical purposes compensation of angular deviations between the at the flange surfaces to be sealed is with suchi However, seals are not easily possible.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine zur Anord nung zwischen emaillierten Flanschoberflächen geeig nete Dichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Dichtung einerseits möglichst ein fach herstellbar und montierbar ist und andererseits bei der Kompensation von Winkelabweichungen eine mög lichst gleichmäßige Kraftverteilung entlang dem Um fang der Dichtung beim Anziehen der Schrauben er möglicht.It is therefore an object of the invention to arrange one suitable between enamelled flange surfaces Nete seal of the type mentioned above improve that the seal on the one hand if possible can be manufactured and assembled and on the other hand at compensation of angular deviations possible force distribution evenly along the um catch the seal when tightening the screws possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Ge genstand des Patentanspruchs 1 gelöst. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die auf den beiden gegenüberliegenden Seiten des Ausgleichseinlage ange ordneten Einlageringe mit einem Drahtgewebe armiert sein.This object is achieved by the Ge object of claim 1 solved. In advantageous Further development of the invention can be done on the two opposite sides of the compensation insert arranged insert rings reinforced with a wire mesh be.

Es ist zwar bereits bekannt, zur Kompensation von Winkelabweichungen zwischen zwei ebenen Metall oberflächen, von denen die eine durch die Unterseite eines Bolzenkopfs gebildet wird, zwischen dem Bolzen kopf und der anderen metallischen Oberfläche zwei gleich ausgebildete Unterlegscheiben 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 Veröf fentlichung keine Anregung zu entnehmen ist, wie eine für emaillierte Flanschoberflächen geeignete Dichtung ausgebildet 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 is through the bottom a bolt head is formed between the bolt head and the other metallic surface two to provide equally designed washers that have a wedge-shaped cross-section (US-PS 41 77 999). However, there is also a seal With the help of O-rings and with the help of a sealing ring between the two wedge rings so that this release publication, no suggestion can be found, such as a seal suitable for enamelled flange surfaces can be trained to perform the stated task to solve.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Verwendung einer Dichtung gemäß der Erfindung eine gleichmäßige Kraftverteilung entlang dem Umfang der Dichtung beim Anziehen der Klammerschrauben er möglicht wird. Bei der bekannten Dichtung der ein gangs genannten Art kann die Einlage als elastische Feder betrachtet werden, für die die Formel
The invention is based on the finding that when using a seal according to the invention a uniform force distribution along the circumference of the seal when tightening the clamp screws is made possible. In the known seal of the type mentioned, the insert can be regarded as an elastic spring, for which the formula

gilt wobei F = Kraft, Δl = Federweg, l₀ = ursprüngli che 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 ver schieden 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 wer den können. Daher ist auch die Kraft entlang dem Um fang konstant, wodurch sich der wesentliche Vorteil der Erfindung ergibt, daß eine gleichmäßige Kraftverteilung erzielt werden kann. Überraschenderweise hat sich ge zeigt, daß auch bei ausreichend starkem Anziehen der Schrauben Abplatzungen nicht zu befürchten sind, ob wohl die Einlage in der Hauptsache aus Stahl besteht, also aus einem Material, das bei einer derartigen Dich tung als starr zu betrachten ist, und obwohl die Verwen dung eines bisher zumindest bei höherem Betriebsdruck als unbedingt angesehenen Wellrings nicht erforderlich ist.applies where F = force, Δl = spring 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 along the circumference is different. In a seal according to the invention, however, the length l _{0 is} constant along the circumference, since the two steel wedge rings are considered rigid who can. Therefore, the force along the order is constant, resulting in the main advantage of the invention that a uniform force distribution can be achieved. Surprisingly, it has been shown that even with sufficiently strong tightening of the screws, flaking is not to be feared, whether the insert is mainly made of steel, that is, from a material that is to be regarded as rigid in such a device, and although the use of a corrugated ring, which has hitherto been regarded as an imperative at least at higher operating pressure, is not required.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispiels weise näher erläutert werden. Es zeigen:Based on the drawing, the invention should for example be 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 Erfin dung 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 Einlageringe 2 vorgesehen, die aus einem elastischen Material wie It-Material oder as bestfreiem Material mit entsprechenden Materialeigen schaften 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 Brü chigwerden bei asbestfreien Einlageringen 2 früher als bei Einlageringen aus Asbest auftreten kann. The seal shown in Fig. 2 according to the inven tion has a sheath 1 made of polytetrafluoroethylene or the like corrosion-resistant shell material, which can optionally be reinforced along the inner diameter in a known manner. 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 as best-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 of the elastic material due to brittleness, which Brü chigwerden earlier in asbestos-free insert rings 2 as can occur with insert rings made of asbestos.

Die beiden Einlageringe 2 sind auf gegenüberliegen den Seiten einer Ausgleichseinlage angeordnet, die durch zwei Einlageringe 4, 5 aus Stahl gebildet wird. Die beiden Einlageringe 4, 5 sind vorzugsweise gleich ausge bildet und besitzen eine Form, die sich ergibt, wenn ein kreiszylindrisches Stahlrohr durch eine eben ausgebil dete Schnittfläche unterteilt wird, die schräg zu der in strichpunktierren Linien dargestellten Achse des Stahl rohrs verläuft. Derartige als Einlageringe 4, 5 dienende Keilringe können in einfacher Weise in Massenproduk tion hergestellt werden und erfordern keine besondere Bearbeitung. Die Keilringe können beispielsweise aus Flußstahl oder rostfreiem Stahl hergestellt 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 insert rings 4 , 5 are preferably the same out and have a shape that results when a circular cylindrical steel tube is divided by a plane ausgebil Dete cut surface that extends obliquely to the axis of the steel tube shown in dash-dotted lines. Such wedge rings serving as insert rings 4 , 5 can be produced in a simple manner in mass production 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 Ein lageringe 4, 5 relativ zueinander gedreht werden, so daß die durch die beiden Keilringe gebildete Ausgleichsein lage aus Stahl entlang dem Umfang 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 abzudich tenden Flanschoberflächen erforderlich ist, und auch für die Umhüllung 1 aus Polytetrafluoräthylen keine Anpas sungsarbeiten erforderlich sind, kann eine Montage in zeitsparender und einfacher Weise nicht nur bei der Herstellung der mit derartigen Dichtungen bestückten emaillierten Betriebseinrichtungen erfolgen, sondern auch bei Auswechslungen derartiger Dichtungen am Betriebsort.To compensate for angular deviations of the warped flange surfaces, the two A bearing rings 4 , 5 can be rotated relative to each other, so that the compensation formed by the two wedge rings layer of steel along the circumference corresponding 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, machining for the purpose of compensating for angular deviations between the two flange surfaces to be sealed is required, and also for the 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 operating devices equipped with such seals, but also when replacing such seals at the operating location.

Claims

1. Seal for arrangement between two enameled flanges of a pipeline, a heat exchanger or the like corrosion-resistant enamelled operating device, which can be operated at a relatively high temperature and / or high pressure or vacuum, consisting of an annular, outwardly open sheath from Polytetrafluoroethylene or the same corrosion-resistant shell 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 twisting, form a compensation layer with different thicknesses along the circumference to compensate for angular deviations between the two flange surfaces to be sealed, thereby characterized in that the two equalizing insert Einla low ( 4 , 5 ) consist of steel, and that the combination of insert rings additionally has only two A insert rings ( 2 ) , which are arranged on the two opposite sides of the metallic compensation, each have a uniform thickness along their circumference and consist of an elastic material such as It material or as best-free material with appropriate material properties.

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