DE4407728C1 - Flanschverbindung mit Schweißlippendichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flanschverbindung mit Schweißlippen­ dichtung gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Schweißlippendichtungen dienen dazu, bei Flanschverbindungen und dergl. unter dauerhafter hermetischer Abdichtung vor allem häu­ figere radiale Relativbewegungen der beiden miteinander verbun­ denen Endbereiche zu ermöglichen, wie sie infolge unterschied­ licher Wärmedehnungen z. B. beim An- und Abfahren von Reaktions­ behältern in der chemischen Industrie entstehen.

Eine Flanschverbindung der im Gattungsbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art mit einer derartigen Schweißlippendichtung ist aus der DE-PS 39 12 478 bei einer metallischen Auskleidung eines Betondruckbehälters in der Form bekannt, daß die Schweißlippen­ dichtung aus einer gänzlich innenliegenden, hängend angeordne­ ten, (wegen ihrer Profilform) sogenannten OMEGA-Dichtung be­ steht. Infolge ihrer Lage erfordert diese Schweißlippendichtung für ihre Verschweißung wie auch eventuelle Auftrennung einen Zu­ tritt zum Behälterinneren und dort im besonderen zu ihrem An­ bringungsort.

Andererseits sind, etwa aus der DE-PS 28 28 973, auch bereits außen, in einer Aussparung zwischen den betreffenden Flanschen angeordnete Schweißlippendichtungen bekannt, die dementsprechend von außen verschweißbar wie auftrennbar sind. Sofern solche Schweißlippendichtungen jedoch zur Aufnahme größerer Relativbe­ wegungen in der Bewegungsfuge eine entsprechende Größe haben müssen, erfordern sie einen festigkeitsmäßig unerwünscht großen Abstand der Flanschverbindungsmittel - zumeist Schrauben - von der Behälterwand.

Hier nun soll die Erfindung Abhilfe schaffen. Ihr liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Flanschverbindung gemäß Gat­ tungsbegriff derart auszubilden, daß die abschließende Ver­ schweißung wie auch Auftrennung der Schweißlippendichtung von außerhalb des Behälters erfolgen kann, ohne daß dazu, selbst unter Berücksichtigung großer Relativbewegungen, die Flanschver­ bindungsmittel weiter nach außen verlegt werden müßten.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben darüber hinausgehend vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der betreffenden Flanschverbindung an.

Die behälterinnenseitige Anordnung des Membranrohres erlaubt es, die Flanschverbindungsmittel dicht an der Behälterwand anzuord­ nen und dementsprechend die Flansche schmal zu machen, während es der durch die Trennfuge (Bewegungsfuge) hindurch nach außen hervortretende Rand des Membranrohres ermöglicht, ihn von außen her zu verschweißen.

Eine Art Flanschverbindung mit Schweißlippendichtung, bei der die letztere ein Membranrohr mit - in diesem Fall - zwei in der Trennfuge liegenden ebenen Rändern aufweist, zeigt zwar bereits die DE-PS 27 10 859, doch handelt es sich hier um ein außenlie­ gendes Membranrohr, dessen ebene Ränder zudem lediglich in die Trennfuge hineinragen, ohne durch sie hindurchzutreten. Im Falle etwa einer Schraubverbindung der Flansche (die hier freilich fehlt, nachdem der betreffende Behälter wiederum nur eine Aus­ kleidung eines Betondruckbehälters bildet) müßten die Schrauben auch hier wieder weit genug außerhalb der Behälterwand angeord­ net werden, um für das Membranrohr Raum zu lassen.

Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der beanspruchten Flanschverbindung anhand der Figuren genauer be­ schrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Detailquerschnitt durch die betreffende Flanschver­ bindung in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen ebensolchen Detailquerschnitt durch die Flanschver­ bindung in einer zweiten Ausführungsform und

Fig. 3 einen ebensolchen Detailquerschnitt durch die Flanschver­ bindung in einer dritten Ausführungsform.

Die in Fig. 1 gezeigte Flanschverbindung 2 dient zur Verbindung zweier aufeinanderfolgender, im wesentlichen zylindrischer Be­ hälterabschnitte 4 und 6. Sie weist zwei Flansche 8 bzw. 10 auf, die über konisch verstärkte Wandabschnitte 12 bzw. 14 an die je­ weilige zylindrische Behälterwand 16 bzw. 18 anschließen. Zwi­ schen den beiden Flanschen 8 und 10 besteht eine ringsherumlau­ fende Aussparung 20, die zum Behälterinneren hin durch kurze, verhältnismäßig dickwandige Wandabschnitte 22 und 24 begrenzt ist.

In den Flanschen 8 und 10 sind, wie ersichtlich, leicht konische Schraublöcher 26 bzw. 28 für einen Kranz von Schraubbolzen 30 mit beiderseitigen Muttern 32 ausgebildet, mit denen die beiden Behälterabschnitte 4 und 6 zusammengehalten sind. Die Konizität der Schraubenlöcher 26 und 28 ermöglicht es den Flanschen 8 und 10, unter dem Einfluß unterschiedlicher radialer Dehnungen ra­ diale Relativbewegungen zu vollführen, ohne daß die Schraubbol­ zen 30 hierdurch geschert werden.

Die betreffende Schweißlippendichtung, 34, wird in diesem Bei­ spiel von einem längsseitig offenen, innerhalb des Behälters liegenden und im wesentlichen halbkreisförmig profilierten Mem­ branrohr 36 gebildet, das mit einem Rand, 38, innenseitig an der Behälterwand 18 angeschweißt ist, während sein zweiter Rand, 40, der sich tangential von dem Halbkreisprofil des Membranrohres 36 hinweg erstreckt, eben ist und durch die zwischen den beiden Wandabschnitten 22 und 24 verlaufende Trennfuge 42 hindurch nach außen, in die Aussparung 20 hinein, hervortritt.

An seinem in der Figur unteren Ende ist an dem Wandabschnitt 22 eine parallel zu dem Rand 40 des Membranrohres 36 nach außen, in die Aussparung 20 hineinragende Lippe 44 ausgebildet, die auf gleichem Radius in bezug auf die Behälterachse endet und über eine stirnseitige Schweißnaht 46 mit dem Rand 40 des Membranroh­ res 36 verschweißt ist.

Auf diese Weise ist das Behälterinnere im Bereich der Trennfuge 42 nach außen hin hermetisch abgedichtet. Indessen sind unter entsprechender Verformung des verhältnismäßig dünnwandigen Mem­ branrohres 36 radiale Relativverschiebungen entlang der Trenn­ fuge 42 möglich, wie sie vor allen Dingen durch Temperaturunter­ schiede zwischen den beiden Behälterabschnitten 4 und 6 entste­ hen und bei großen Behältern etwa in der chemischen Industrie eine Größenordnung von - bezogen auf den Radius - 10 mm errei­ chen können. Dabei vermag der Rand 40 des Membranrohres 36 unter entsprechender Verformung desselben entlang der Stirnwand 48 des Wandabschnitts 24 zu gleiten.

Um die Schweißnaht 46 maschinell herstellen wie bedarfsweise auch auftrennen zu können, sind an dem Flansch 10 im gezeigten Beispiel Führungsmittel in Gestalt einer Ringnut 50 und einer ringförmigen Rippe 52 ausgebildet, auf denen eine Schweißvor­ richtung wie auch eine Trennvorrichtung um den Behälterumfang herum entlanggeführt werden kann.

In Fig. 2 ist eine Flanschverbindung 60 zwischen einer Platte 62, wie z. B. einem Rohrboden oder einem Blinddeckel, einerseits und einem Tellerboden oder -deckel 64 andererseits gezeigt. In diesem Beispiel ist ein Membranrohr 66 eines im wesentlichen kreisrunden, jedoch geringer als halbkreisförmigen Profils mit seinem einen Rand, 68, derart an den Tellerboden 64 ange­ schweißt, daß seine Mittelachse 70 um eine Strecke B radial in­ nerhalb der von dem Membranrohr 66 überdeckten zylindrischen Be­ hälterinnenwandfläche 72 verläuft. Der wiederum plane zweite Rand 74 des Membranrohres 66 tritt durch die Trennfuge 76 der Flanschverbindung 60 hindurch in eine Aussparung 78 zwischen den beiden Flanschen 80 und 82 nach außen hervor.

In diesem Beispiel ist eine Lippe 84, mit welcher der Rand 74 stirnseitig verschweißt ist, an einem separaten ringförmigen Teil 86 ausgebildet, das auf die Platte 62 aufgeschweißt ist.

Die Funktion der betreffenden Schweißlippendichtung 88 ist die gleiche wie diejenige der Schweißlippendichtung 34 im vorausge­ hend beschriebenen Beispiel. Auch könnte wiederum zumindest einer der Flansche, 80 oder 82, mit Führungsmitteln für eine Schweiß- und/oder Trennvorrichtung versehen sein, was hier al­ lerdings nicht gezeigt ist. Indessen sind in diesem Beispiel in der Trennfuge 76 einerseits, nämlich auf der Seite des Flansches 80, ein Gleitwerkstoffbelag 90 zur Erleichterung und Schleißmin­ derung der Gleitbewegung und andererseits in dem Teil 86 eine mit einem zweckentsprechenden Dichtungsmaterial 92 ausgefüllte Ringnut 94 zu erkennen. Durch diese konventionelle Abdichtung wird erreicht, daß ein Probelauf des betreffenden Behälters unter Druck noch ohne Herstellung der Schweißnaht 96 zwischen dem Rand 74 und der Lippe 84 erfolgen kann.

Nach Fig. 3 sind durch eine Flanschverbindung 100 mit Schweiß­ lippendichtung 102 eine Platte 104, wie z. B. ein Rohrboden, mit einem Behälterabschnitt 106 zusammengeschlossen. Der betreffende Teil mit dem Flansch 108 entspricht weitgehend demjenigen mit dem Flansch 10 bei der Ausführungsform nach Fig. 1, während der­ jenige mit dem Flansch 110 an der Platte 104 weitgehend demjeni­ gen mit dem Flansch 82 an der Platte 62 nach Fig. 2 gleicht, mit dem Unterschied allerdings, daß ein ringförmiger Teil 112 mit einer Lippe 114 in diesem Beispiel einstückig mit der Platte 104 ausgebildet ist.

Die Schweißlippendichtung 102 unterscheidet sich von derjenigen der vorausgehend beschriebenen Beispiele dadurch, daß das be­ treffende Membranrohr 116 ein im wesentlichen rechteckiges Pro­ fil aufweist, wobei ein Schenkel, 118, unmittelbar auch den durch die Trennfuge 120 der Flanschverbindung 100 hindurchrei­ chenden ebenen Rand des Membranrohres 116 bildet. - Diese Aus­ führung nimmt zum Behälterinneren hin weniger Raum in Anspruch als die vorausgehend beschriebenen, ist dafür allerdings nur für geringere Drücke und Relativbewegungen zwischen den beiden Flan­ schen geeignet.-

Generell versteht sich, daß sich die Größe des Membranrohrquer­ schnitts wie zum Teil auch dessen Profilierung nach der in der Trennfuge der Flanschverbindung zu erwartenden Relativbewegung richtet.

Claims (11)

1. Flanschverbindung (2; 60; 100) mit Schweißlippendichtung (34; 88; 102) an einem Druckbehälter oder dergl., wobei die Schweißlippendichtung ein im Inneren des Behälters entlang der Trennfuge (42; 76; 120) der Flanschverbindung verlaufen­ des, längsseitig aufgetrenntes Membranrohr (36; 66; 116) aufweist, dessen beide so gebildeten Ränder (38, 40; 68, 70) - zumindest einer hiervon durch eine Schweißverbindung - ab­ dichtend mit den beiden durch die Flanschverbindung mitein­ ander verbundenen Behälterteilen verbunden sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein eben ausgebildeter Rand (40; 74; 118) des Membranrohres (36; 66; 116) durch die Trennfuge (42; 76; 120) hindurch nach außen hervortritt und dort mit dem be­ treffenden zweiten Behälterteil verschweißt ist.

2. Flanschverbindung (2; 60; 100) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der nach außer hervortretende Rand (40; 74; 118) des Membranrohres (36; 66; 116) dort stirnseitig an eine dazu parallellaufende Lippe (44; 84; 114) an dem be­ treffenden zweiten Behälterteil angeschweißt ist.

3. Flanschverbindung (2; 60; 100) nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die betreffende außenliegende Schweißnaht (46; 96) in einer ringförmigen Aussparung (20; 78) zwischen den beiden Flanschen (8, 10; 80, 82; 108, 110) radial innerhalb eines Kranzes von Flanschverbindungsschrau­ ben (30) liegt.

4. Flanschverbindung (2; 60; 100) nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Flanschverbindungsschrauben (30) auf­ nehmende Löcher (26, 28) der Flansche (8, 10; 80, 82; 108, 110) gegenüber den Flanschverbindungsschrauben Raum lassen für die zu erwartende radiale Relativbewegung innerhalb der Flanschverbindung.

5. Flanschverbindung (60) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (84) an einem mit dem zweiten Behälterteil selbst wiederum schweißverbun­ denen separaten ringförmigen Teil (86) ausgebildet ist.

6. Flanschverbindung (60) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennfuge (76) auf Seiten der innenseitigen Wand des Membranrohres (66) ein Gleitwerkstoffbelag (90) angeordnet ist.

7. Flanschverbindung (60) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennfuge (76) auf Seiten der außenseitigen Wand des Membranrohres (66) ein Dichtungsorgan (92, 94) angeordnet ist.

8. Flanschverbindung (60) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dichtungsorgan aus einem in einer Ringnut (94) der betreffenden Trennfugenwand liegenden Dichtungsmaterial (92) besteht.

9. Flanschverbindung (2; 60), dadurch gekennzeichnet, daß das Membranrohr (36; 66) ein bis auf den ebenen Rand (40; 74) etwa kreissektorförmiges Profil aufweist, an das sich der ebene Rand tangential anschließt.

10. Flanschverbindung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranrohr (116) ein im we­ sentlichen rechteckiges Profil aufweist, dessen einer Schen­ kel (118) unmittelbar den durch die Trennfuge (120) nach außen hervortretenden Rand bildet.

11. Flanschverbindung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer (10) der Flansche (8, 10) Führungsmittel in Gestalt einer Ringnut (50) und/oder einer ringförmigen Rippe (52) für eine Schweiß- und/oder Trennvorrichtung zur Herstellung bzw. Auf­ trennung der außenliegenden Schweißnaht (46; 96) aufweist.