DE4223721C1

DE4223721C1 - High-pressure flange sealing system - has two stages of sealing rings with metallic support member and leakage control chambers

Info

Publication number: DE4223721C1
Application number: DE19924223721
Authority: DE
Inventors: Hans-J. Dipl.-Ing. 4330 Muelheim De Tueckmantel
Original assignee: Kempchen & Co 4200 Oberhausen De GmbH
Current assignee: Kempchen & Co 4200 Oberhausen De GmbH
Priority date: 1992-07-18
Filing date: 1992-07-18
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2012-07-19

Abstract

The sealing rings (7,8) are arranged with radial distance from one another. This distance in the fitted state of the sealing arrangement (4) forms a leakage control chamber (9). The sealing arrangement carrier (5) has at least one leakage control channel system (10) guided towards the outer periphery of the carrier, which issues in the two leakage control chambers (9). On the leakage control channel system is connected at least one measurement device for leakage control movement. USE/ADVANTAGE - In high pressure systems. Incorporates a leakage control and measurement arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zum Einbau zwischen Flanschen, insbesondere eine Hochdruckdichtungsanordnung, - mit einem metallischen Dichtungsanordnungsträger und beidseits auf dem Dichtungsanordnungsträger im Bereich der Dichtleisten der Flansche angeordneten Dichtungsringen. Die Flansche sind Flansche an Rohr leitungen oder an entsprechenden Apparaten.The invention relates to a sealing arrangement for installation between Flanges, especially a high pressure seal arrangement, - with a metallic seal assembly carrier and on both sides on the Sealing arrangement carrier in the area of the sealing strips of the flanges arranged sealing rings. The flanges are flanges on pipe cables or on corresponding apparatus.

Dichtungsanordnungen des beschriebenen Aufbaus sind vielfach be kannt. Der Dichtungsanordnungsträger ist beispielsweise ein Blech ring. Die Dichtungsringe sind entsprechende Auflagen aus Dich tungswerkstoff und funktionieren im Sinne einer Doppeldichtung. Eine Leckagekontrolle ist ohne weiteres nicht möglich.Sealing arrangements of the structure described are often be knows. The seal arrangement carrier is, for example, a sheet metal ring. The sealing rings are corresponding requirements from you tion material and function in the sense of a double seal. Leakage control is simply not possible.

Zur Leckagekontrolle bei Dichtungsanordnung sind in der Praxis verschiedene Maßnahmen gebräuchlich. Zur Leckagekontrolle bei Dichtungsanordnungen zwischen Flanschen ist es bekannt (DE 35 09 775 C2), den Flanschspalt, der sich nach außen hin hinter einem Dichtungsring befindet, als Leckage-Kontrollkammer einzu setzen und ihn dazu außenseitig durch eine umlaufende Dichtungs manschette abzudichten. Die Dichtungsmanschette besitzt eine Boh rung, an die eine Meßeinrichtung für die Leckage-Kontrollmessungen anschließbar ist. Diese bekannten Maßnahmen sind aufwendig, zumal notwendigerweise zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen für die Flanschschrauben erforderlich sind. Diese Maßnahmen sind auch nicht funktionssicher, wenn die Dichtungsmanschette oder die Ab dichtungsmaßnahmen an den Flanschschrauben nicht ausreichend dicht sind. Grundsätzlich ist es bekannt (DE 39 33 873 A1), zur Leckagekontrolle zwei Dichtungsringe mit Abstand voneinander anzuordnen und dadurch eine Kontrollkammer zu bilden, an die ein Leckage-Kontrollkanalsystem angeschlossen ist. Diese Maßnahmen sind bei einer Rohrverbindung aus Muffenteil und Einsteckrohrende verwirklicht, wobei das Leckage-Kontrollkanalsystem in dem Muffenteil angeordnet ist. Das ist in fertigungstechnischer Hinsicht aufwendig und würde bei einer Dichtungsanordnung zwischen Flanschen besondere bauliche Maßnahmen an den häufig schweren Flanschen erforderlich machen, denn es müßte zumindest einer der Flansche angebohrt werden, um in diesem Flansch das Leckage-Kontrollkanalsystem unterzubringen. Keine der bekannten Maßnahmen erlaubt es, im Bedarfsfall zu orten, an welcher Flanschseite eine Dichtungsanordnung zwischen Flanschen undicht geworden ist. Eine solche Ortung ist jedoch im Rahmen der modernen Fehleranalyse zum Zwecke der Beseitigung von systematischen Fehlern von Bedeutung.Leakage control in sealing arrangements are in practice various measures in use. For leakage control at Sealing arrangements between flanges it is known (DE 35 09 775 C2), the flange gap, which is behind to the outside a sealing ring is to be used as a leakage control chamber and put it on the outside through a circumferential seal to seal the cuff. The sealing sleeve has a Boh tion to which a measuring device for the leakage control measurements can be connected. These known measures are complex, especially necessary additional sealing measures for the Flange bolts are required. These measures are too not functionally reliable if the sealing collar or the Ab Sealing measures on the flange screws are not sufficient are tight. Basically, it is known (DE 39 33 873 A1) for Leakage control to arrange two sealing rings at a distance from each other and thereby form a control chamber to which one Leakage control channel system is connected. These measures are for a pipe connection consisting of a socket part and a plug-in pipe end realized, the leakage control channel system in the socket part is arranged. That is from a manufacturing point of view expensive and would be in a seal arrangement between Flanges special construction measures on the often heavy Make flanges necessary because at least one of the Flanges are drilled into the leakage control channel system in this flange to accommodate. None of the known measures allows, if necessary, to locate on which flange side a Sealing arrangement between flanges has become leaky. A however, such localization is part of modern error analysis Purposes of eliminating systematic errors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung zum Einbau zwischen Flanschen zu schaffen, die mit einer Einrichtung für die Leckagekontrolle versehen ist und funktionssicher arbeitet, bei der jedoch besondere bauliche Maßnahmen an zumindest einem der Flansche nicht erforderlich sind, um die Leckagekontrolle durchzuführen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung soll die Dichtungsanordnung es erlauben, zu orten, an welcher Flanschseite eine Dichtungsanordnung undicht geworden ist.The invention has for its object a sealing arrangement to create installation between flanges with one device is provided for leakage control and reliable works, but with special structural measures at least one of the flanges are not required to control the leakage perform. According to a preferred embodiment of the invention the sealing arrangement allow to locate on which flange side a seal arrangement has leaked.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine Dichtungsanordnung des eingangs beschriebenen Aufbaus, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:The object of the invention is to achieve this object Sealing arrangement of the structure described in the introduction, characterized by the combination of the following features:

a) The sealing rings are arranged at a radial distance from one another net,
b) the radial distance forms the seal when installed arranging a leakage control chamber,
c) the seal arrangement carrier has at least one to the outside leakage control led by the seal assembly carrier System in place in the two leakage control chambers flows, at least one measuring device on the leakage control channel system device for leakage control measurements can be connected.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es zur funktions sicheren Leckagekontrolle bei Dichtungsanordnungen zwischen Flanschen nicht erforderlich ist, an den Flanschen bauliche Maß nahmen durchzuführen. Die Flanschen können unverändert als be währte Normbauteile ausgeführt sein. Erfindungsgemäß wird der Dichtungsträger mit dem Leckage-Kontrollkanalsystem ausgerüstet. Insbesondere bei hochdruckführenden Leitungen oder Apparaten ist ein solcher Dichtungsanordnungsträger im Vergleich zu den Flan schen ein verhältnismäßig leichtes Bauteil, welches leicht gehand habt und bearbeitet werden kann, um Bohrungen zur Einrichtung eines Leckage-Kontrollkanalsystems einzubringen. Das kann z. B. mit radialen Bohrungen und in Achsrichtung verlaufenden Stichboh rungen geschehen. Wird zumindest ein Leckage-Kontrollkanal vorge sehen, welcher über Stichbohrungen oder dergleichen mit den beiden Kontrollkammern kommuniziert, so kann eine gleichsam integrierte Leckagekontrolle durchgeführt werden. Wird mit zumindest zwei Leckage-Kontrollkanälen gearbeitet, die jeweils nur an eine Kon trollkammer angeschlossen sind, so ist es möglich, zu orten, an welcher Flanschseite eine Dichtungsanordnung zwischen Flanschen undicht geworden ist.The invention is based on the knowledge that it is functional Safe leakage control for sealing arrangements between Flanges are not required on the flanges structural dimension took to perform. The flanges can be used as is standard components have been executed. According to the Seal carrier equipped with the leakage control channel system. Particularly in the case of high-pressure lines or apparatus such a seal assembly carrier compared to the flan a relatively light component that is easy to handle have and can be machined to set up holes of a leakage control duct system. That can e.g. B. with radial bores and axial boring stances happen. Is at least one leakage control channel featured see which one via tap holes or the like with the two Control chambers communicated, so can be an integrated Leakage control can be carried out. Will with at least two Leakage control channels worked, each of which only one Kon troll chamber are connected, so it is possible to locate at which flange side a sealing arrangement between flanges has leaked.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglich keiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So können der Dichtungsanordnungsträger und die Dichtungsringe einem Bauelemen tensatz angehören. Im Rahmen der Erfindung liegt es dabei, daß der Bauelementensatz unterschiedlich aufgebaute Dichtungsringe für unterschiedliche Zweckbestimmungen aufweist, so daß mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Bauelementensatz die verschiedensten Dichtungsanordnungen für die verschiedensten Zwecke aufgebaut werden können und stets eine funktionssichere Leckagekontrolle ermöglicht ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich durch montagetechnische Einfachheit und daraus resultieren der Einbausicherheit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsanordnungsträger und die Dichtungsringe ein einheitliches Bauteil bilden. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfin dung arbeitet mit einem Dichtungsanordnungsträger, der im Radial schnitt einen scheibenförmigen Profilabschnitt und einen dem gegen über dickeren Innenring-Profilabschnitt aufweist, wobei der schei benförmige Profilabschnitt beiderseits mit einer vertieften Dich tungsringaufnahme für die beiden darin einzusetzen den oder einge setzten äußeren Dichtungsringe versehen ist, und wobei der Innen ring-Profilabschnitt kontrollkammerbildend mit Abstand von der Dichtungsringaufnahme angeordnet ist und dichtleistenseitig Dich tungsausbildungen aus Dichtungsprofilen und/oder Dichtungsauflagen aufweist.There are several possible options within the scope of the invention further training and design. So the Sealing arrangement carrier and the sealing rings of a construction element belong to sentence. It is within the scope of the invention that the component set differently designed sealing rings for has different purposes, so that with a the most diverse set of components designed according to the invention Seal assemblies constructed for a variety of purposes and can always be a reliable leakage control is possible. A preferred embodiment of the invention, the itself through the simplicity of assembly and the result Installation security is characterized in that the Sealing arrangement carrier and the sealing rings a uniform Form part. Another preferred embodiment of the invention dung works with a seal assembly carrier, which is in the radial cut a disc-shaped profile section and one against has thicker inner ring profile section, the schei ben-shaped profile section on both sides with a recessed you tion ring holder for the two to insert or inserted set outer sealing rings is provided, and the inside ring profile section forming control chamber at a distance from the Sealing ring receptacle is arranged and sealing side you training from sealing profiles and / or sealing pads having.

Es versteht sich, daß bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanord nung die Dichtungsringe bzw. die Dichtungsauflagen nach der herrschenden Baulehre bei Flanschdichtungen so ausgebildet sind, daß sie die bei Flanschdichtungen unter dem Einfluß der über die Flanschschrauben aufgebrachten Dichtkräfte auftretenden Flanschver drehungen ohne weiteres ertragen. Dazu können die Dichtungsringe so gestaltet sein, wie es die Ansprüche 5 bis 8 angeben.It is understood that in the sealing arrangement according to the invention the sealing rings or the sealing pads after the prevailing building codes for flange seals are designed that the flange seals under the influence of the over Flange screws applied sealing forces occurring flange ver Endure turns easily. You can use the sealing rings be designed as specified in claims 5 to 8.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung zeichnet sich jedenfalls durch hohe Abdichtungsgüte aus, und zwar auch bei Hochdruck.The sealing arrangement according to the invention is distinguished in any case through high sealing quality, even at high pressure.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungIn the following, the invention is based on only one Exemplary embodiment drawing explained in more detail. They show a schematic representation

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Rohrleitung mit erfindungs gemäßer Dichtungsanordnung zwischen Flanschen, aus schnittsweise, Fig. 1 is an axial section through a pipe with Inventive according seal assembly between flanges of section-wise,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Dichtungsanordnung aus dem Gegenstand nach Fig. 1, ausschnittsweise und Fig. 2 is a plan view of the sealing arrangement from the object of FIG. 1, in sections and

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 2. Fig. 3 shows another embodiment of the subject of FIG. 2.

In den Fig. I und 3 erkennt man zwei Flansche 1, die an den Enden von zwei Rohrleitungsschüssen 2 angeordnet sind und über Flanschschrauben 3 gegeneinander verspannt sind, und zwar unter Zwischenschaltung einer Dichtungsanordnung 4.In FIGS. I and 3 can be seen two flanges 1 which are arranged at the ends of two pipe shots 2 and 3 are clamped about flange against each other, with the interposition of a seal assembly 4.

Die Dichtungsanordnung 4 besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem metallischen Dichtungsanordnungsträger 5 und beidseits auf dem Dichtungsanordnungsträger 5 im Bereich der Dichtleiste 6 der Flansche 1 angeordneten Dichtungsringen 7, 8. Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß die Dichtungsringe 7, 8 mit Radialabstand voneinander ange ordnet sind, wobei der Radialabstand im eingebauten Zustand der Dichtungsanordnung 4 eine Leckage-Kontrollkammer 9 bildet, die umläuft. Der Dichtungsanordnungsträger 5 weist zumindest ein zum Außenumfang des Dichtungsanordnungsträgers 5 geführtes Leckage- Kontrollkanalsystem 10 auf, welches in den beiden Leckage-Kon trollkammern 9 mündet. Das Leckage-Kontrollkanalsystem 10 ist an zumindest eine Meßeinrichtung für Leckage-Kontrollmessungen an schließbar, im Ausführungsbeispiel über eine angeschlossene Rohr leitung 11. Es versteht sich, daß diese zwischen den Flansch schrauben 3 geführt ist.The basic construction of the sealing arrangement 4 consists of a metallic sealing arrangement carrier 5 and sealing rings 7 , 8 arranged on both sides of the sealing arrangement carrier 5 in the region of the sealing strip 6 of the flanges 1 . In particular from a comparison of FIGS. 1 and 2, it extracts, that the sealing rings 7, 8 with radial spaced from each other arranged, said radial distance in the installed state of the sealing arrangement 4 forms a leakage control chamber 9, which rotates. The seal assembly carrier 5 has at least one to the outer periphery of the seal assembly carrier 5 leakage control channel system 10 , which opens into the two leakage control chambers 9 . The leakage control channel system 10 can be connected to at least one measuring device for leakage control measurements, in the exemplary embodiment via a connected pipe 11 . It is understood that this screw 3 is guided between the flange.

Betrachtet man die Fig. 1, so erkennt man, daß eine radial verlaufende Leckagekontrollbohrung 12, von der zwei Stichbohrungen 13 abgehen, das Leckage-Kontrollkanalsystem 10 bilden. Die Stich bohrungen 13 münden in den beiden Kontrollkammern 9, so daß insoweit eine integrierte Leckagekontrolle oberseitig und unterseitig des Dichtungsanordnungsträgers 5 bei der in Fig. 1 dargestellten Dichtungsanordnung 4 stattfindet. Würde man, über den Umfang verteilt, zumindest zwei der beschriebenen radialen Leckagekontrollbohrungen 12 vorsehen, deren eine eine in die obere Kontroll kammer 9 eingeführte Stichbohrung 13 aufweist, deren andere eine in die untere Kontrollkammer 9 geführte Stichbohrung 13 besitzt, so bestünde ohne weiteres die Möglichkeit z. B. zum Zwecke der Fehleranalyse zu orten, an welcher Flanschseite eine Dichtungsan ordnung 4 zwischen Flanschen 1 undicht geworden ist.Referring to FIG. 1, it can be seen that a radially extending leakage check bore 12 from which open two tap holes 13, the leakage control system channel 10 form. The stitch bores 13 open into the two control chambers 9 , so that in this respect an integrated leakage control on the top and bottom of the seal arrangement carrier 5 takes place in the seal arrangement 4 shown in FIG. 1. Would you, distributed over the circumference, provide at least two of the radial leakage control holes 12 described, one of which has an insertion into the upper control chamber 9 branch hole 13 , the other of which has a branch hole 13 guided into the lower control chamber 9 , so there would be the possibility without further ado e.g. B. for the purpose of fault analysis to locate on which flange side a seal arrangement 4 between flanges 1 has become leaky.

Bei der Dichtungsanordnung 4, die in Fig. 1 dargestellt ist, handelt es sich um die Ausführungsform, bei der der Dichtungsan ordnungsträger 5 und die Dichtungsringe 7, 8 ein einheitliches Bauteil bilden. Aus der Fig. 1 entnimmt man, daß der Dichtungs anordnungsträger 5 im Radialschnitt einen scheibenförmigen Profil abschnitt 14 und einen demgegenüber dickeren Innenring-Profilab schnitt 15 aufweist. Der scheibenförmige Profilabschnitt 14 ist beidseits mit einer vertieften Dichtungsringaufnahme 16 für die beiden darin eingesetzten äußeren Dichtungsringe 7, 8 versehen. Der Innenring-Profilabschnitt 15 ist, kontrollkammerbildend, mit Abstand von der Dichtungsringaufnahme 16 angeordnet. Man erkennt in der Fig. 1, daß der Innenring-Profilabschnitt 15 dichtleistenseitig Dichtungsausbildungen 17 aus Dichtungsprofilierungen und/oder Dichtungsauflagen aufweist. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sind die Dichtungsringe 7, 8 als Spiraldichtungsringe ausgeführt. Darunter werden aus einem Stahlband und einem Weich dichtungsband gewickelte Dichtungsringe verstanden, die bekannt und bewährt sind. Zumeist sind die äußeren und inneren Lagen des metallischen Bandes unmittelbar gegeneinandergewickelt und mitein ander verschweißt. Das Stahlband und das aus Dichtungswerkstoff bestehende Band können profiliert sein. Man kann aber auch mit anderen Dichtungsringen 7, 8 und insbesondere auch mit Gummidich tungsringen arbeiten. Es ist darauf zu achten, daß die Dichtungs ringe 7, 8 bzw. die Dichtungsausbildungen 17 nach dem Verschrau ben die auftretenden Flanschverdrehungen ohne Beeinträchtigung der Dichtwirkung ertragen. Bewährt hat sich eine Ausführungsform, bei der die inneren Dichtungsringe 7 als Kammprofildichtungsringe oder sogenannte Konvexdichtungsringe ausgeführt sind, die äußeren Dichtungsringe 8 als Spiraldichtungsringe.In the sealing arrangement 4 , which is shown in Fig. 1, it is the embodiment in which the seal arrangement carrier 5 and the sealing rings 7 , 8 form a unitary component. From Fig. 1 it can be seen that the seal arrangement carrier 5 in radial section a disc-shaped profile section 14 and a thicker inner ring Profilab section 15 has. The disk-shaped profile section 14 is provided on both sides with a recessed sealing ring receptacle 16 for the two outer sealing rings 7 , 8 used therein. The inner ring profile section 15 is arranged, forming a control chamber, at a distance from the sealing ring receptacle 16 . It can be seen in FIG. 1 that the inner ring profile section 15 has sealing formations 17 made of sealing profiles and / or sealing supports on the sealing strip side. In the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, the sealing rings 7 , 8 are designed as spiral sealing rings. These are understood from a steel band and a soft sealing band wound sealing rings, which are known and proven. Most of the time, the outer and inner layers of the metallic strip are directly wound together and welded together. The steel band and the band consisting of sealing material can be profiled. But you can also work with other sealing rings 7 , 8 and in particular with rubber sealing rings. It must be ensured that the sealing rings 7 , 8 and the seal formations 17 after the screwing ben endure the occurring flange twist without affecting the sealing effect. An embodiment has proven itself in which the inner sealing rings 7 are designed as comb-shaped sealing rings or so-called convex sealing rings, the outer sealing rings 8 as spiral sealing rings.

Claims

1.Sealing arrangement for installation between flanges ( 1 ), in particular high-pressure sealing arrangement, with a metallic sealing arrangement carrier ( 5 ) and on both sides on the sealing arrangement carrier ( 5 ) in the region of the sealing strip ( 6 ) of the flanges ( 1 ) arranged sealing rings ( 7, 8 ) characterized by the combination of the following features:

a) the sealing rings ( 7, 8 ) are arranged at a radial distance from one another,
b) the radial distance forms a leakage control chamber ( 9 ) in the installed state of the sealing arrangement ( 4 ),
c) the seal arrangement carrier ( 5 ) has at least one leakage control channel system ( 10 ) which leads to the outer periphery of the seal arrangement carrier ( 5 ) and which opens into the two leakage control chambers ( 9 ),

at least one measuring device for leakage control measurements being connectable to the leakage control channel system ( 10 ).

2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the seal arrangement carrier ( 5 ) and the sealing rings ( 7, 8 ) belong to a component set.

3. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the seal arrangement carrier ( 5 ) and the sealing rings ( 7, 8 ) form a single component.

4. Sealing arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sealing arrangement carrier ( 5 ) in radial section has a disc-shaped profile section ( 14 ) and a thicker inner ring profile section ( 15 ),
the disc-shaped profile section ( 15 ) being provided on both sides with a recessed sealing ring receptacle ( 16 ) for the two outer sealing rings ( 8 ) to be inserted therein,
and wherein the inner ring profile section ( 15 ) is arranged forming a control chamber at a distance from the sealing ring receptacle ( 16 ) and has sealing formations ( 17 ) made of sealing profiles and / or sealing supports on the sealing strip side.

5. Sealing arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sealing rings ( 7, 8 ) are designed as spiral sealing rings.

6. Sealing arrangement according to claim 4, characterized in that the outer sealing rings ( 8 ) are designed as spiral sealing rings.

7. Sealing arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sealing rings ( 7, 8 ) are designed as rubber sealing rings.

8. Sealing arrangement according to claim 4, characterized in that the outer sealing rings ( 8 ) are designed as rubber sealing rings.