DE653275C

DE653275C - Sealing device for vessel closures under high pressure

Info

Publication number: DE653275C
Application number: DEM128526D
Authority: DE
Original assignee: Maschb Scholz & Co
Current assignee: Maschb Scholz & Co
Priority date: 1934-09-09
Filing date: 1934-09-09
Publication date: 1937-11-19

Description

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Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für unter hohem Druck stehende Gefäßverschlüsse. The invention relates to a sealing device for vessel closures under high pressure.

Es ist bei derartigen Dichtungsvorrichtungen bereits bekannt, daß in einer Nut des Gefäßflansches ein unter Federdruck stehender Metallring über eine keglige Druckfläche einen Dichtungsring aus plastischer Masse gegen den Deckel und eine Nu'twand preßt.It is already known in such sealing devices that in a groove of the vessel flange a metal ring under spring pressure over a conical pressure surface a sealing ring made of plastic mass presses against the lid and a groove wall.

ίο In der Regel sind die hier in Betracht gezogenen Gefäße derart gelagert, daß ihre Längsachse waagerecht liegt, so daß die Dichtungsringe aus plastischer Masse in 'einer senkrechten Ebene liegen. Um eine genügende Abdichtung zu erhalten, müssen einerseits die Dichtungsringe mit einem bestimmten Mindestdruck gegen den Flansch des Gefäßdeckels und die eine Wand der Ringnut gepreßt werden. Andererseits dür-ίο Usually those are considered here Vessels stored in such a way that their longitudinal axis is horizontal, so that the sealing rings of plastic mass in 'a vertical plane. To a sufficient one To obtain a seal, the sealing rings must on the one hand with a certain Minimum pressure to be pressed against the flange of the vessel lid and one wall of the annular groove. On the other hand,

ao fen die Dichtungsringe nur um ein möglichst geringes Maß über den Gefäßflansch hinausragen, damit sie nicht zum Herausfallen neigen und damit der Deckel möglichst leicht ein- und ausgebracht werden kann.ao fen the sealing rings protrude only as small as possible over the vessel flange, so that they do not tend to fall out and so that the cover can be inserted and removed as easily as possible.

Diese Forderungen können bei den bekannten Vorrichtungen nur schwer miteinander in Einklang gebracht werden. Um genügend Anpreßkraft zu erhalten, müssen die Federn, die den Metallring belasten, um einen verhältnismäßig großen Weg zusammengepreßt werden. Dadurch nimmt aber bei abgehobenem Deckel der federbelastete Metallring einen großen Teil der Tiefe der Ringnut in Anspruch, so daß der Dichtungsring verhältnismäßig weit über die Fläche des Gefäßflansches hinausragt und zum Herausfallen neigt. Besonders schwierig gestaltet sich das Einlegen des Dichtungsringes aus plastischer Masse in die Ringnut, da der Metallring, der häufig mit Rücksicht auf Herstellungsschwierigkeiten. aus mehreren Teilen besteht, entgegen der Wirkung seiner Federn nur schwer einigermaßen gleichmäßig niedergedrückt werden kann. Die Schwierigkeiten werden dadurch erhöht, daß die Abmessungen derartiger Gefäße recht beträchtlich zu sein pflegen und ihr Durchmesser z. B. bis zu 4 m betragen kann. Der Weg, diese Mängel dadurch zu beseitigen, daß man verhältnismäßig starke Federn verwendet, die zur Erreichung einer bestimmten Anpreßkraft nur um einen entsprechend geringen Betrag zusammengepreßt zu werden brauchen, kann nicht beschritten werden, da der Dichtungsring aus plastischer Masse durch Abnutzung oder die Einwirkung von Druck oder Temperatur zusammenschrumpft.In the known devices, these requirements can only be combined with one another with difficulty Be brought into line. In order to obtain sufficient contact pressure, the springs, which stress the metal ring to be compressed by a relatively large distance. As a result, however, when the cover is lifted, the spring-loaded metal ring takes up a large part of the depth of the ring groove, so that the sealing ring relatively far over the surface of the vessel flange protrudes and tends to fall out. Inserting is particularly difficult of the sealing ring made of plastic material in the ring groove, as the metal ring, which is often with Consideration for manufacturing difficulties. consists of several parts, contrary to the The effect of its feathers can only be depressed fairly evenly with difficulty. The difficulties become because of this increases that the dimensions of such vessels tend to be quite considerable and you Diameter z. B. can be up to 4 m. The way to eliminate these shortcomings by that one uses relatively strong springs to achieve a certain Contact pressure only need to be pressed together by a correspondingly small amount, cannot be used because the plastic sealing ring shrinks due to wear or the effects of pressure or temperature.

Diese Zusammenschrumpfung würde aber bei einer starken Feder, die zur Erreichung der gewünschten Federkraft nur um einen geringen Betrag zusammengedrückt zu werden braucht, eine zu starke Einbuße an zur Verfügung stehender Federkraft verursachen.This shrinkage would, however, be achieved with a strong spring the desired spring force to be compressed only by a small amount needs to cause an excessive loss of available spring force.

Man hat diese Schwierigkeiten dadurch zu vermeiden gesucht, daß man nach dem Einbringen des federbelasteten Metallringes in die Ringnut des Gefäßflansches besondere Haltevorrichtungen anbrachte, durch die ein Herausspringen der Metallringe aus ihrerAttempts have been made to avoid these difficulties by following the introduction of the spring-loaded metal ring in the annular groove of the vessel flange attached special holding devices through which a The metal rings pop out of theirs

Nut verhindert wurde. Die Haltevorrichtungen waren jedoch umständlich zu bedienen, so daß tatsächlich das Einbringen des Metall- und des Dichtungsringes nicht vereinfacht würde. Außerdem machten diese Haltevör^,, richtungen besondere Vorkehrungen an dein Gefäße selbst notwendig, was, abgesehen von' der dadurch bedingten Erhöhung der Her Stellungskosten, an und für sich unerwünscht ίο ist.Groove was prevented. However, the holding devices were awkward to use, so that actually does not simplify the introduction of the metal ring and the sealing ring would. In addition, these stops made special precautions are necessary for your vessel itself, which, apart from ' the resulting increase in production costs, undesirable in and of itself ίο is.

Ein weiterer Mangel der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß sie nur gegenüber Überdruck von innen abdichten können, wodurch ihr Verwendungsbereich beträchtlich eingeschränkt wird.Another shortcoming of the known devices is that they are only opposite Ability to seal overpressure from the inside, increasing their range of use considerably is restricted.

Es ist bereits bekanntgeworden, einen Dichtungsring aus plastischer Masse unter Zwischenschaltung eines sattelförmig ausgebildeten Gummiringes gegen den Deckelflansch und die beiden Ringwände der Nut in dem Gefäßflansch zu pressen. Der hierbei durch ein gasförmiges oder flüssiges Druckmittel belastete Gummiring vermag jedoch nicht völlig dicht gegen die Ringwände der Nut abzudichten, so daß das gasförmige oder flüssige Druckmittel zu dem Dichtungsring aus plastischer Masse gelangen kann, wodurch der Gummiring in dem Druckmittel zu / schwimmen beginnt und eine Abdichtung unmöglich wird. Dieser Nachteil wird in entscheidender Weise noch dadurch verstärkt, daß der sattelförmige Gummiring infolge der Einwirkung des gasförmigen oder flüssigen Druckmittels und der meist erhöhten Temperatur der Behälterwand schon nach kurzer Betriebszeit verhärtet und seine beiden Sattelteile sich nach innen krümmen.It is already known, a sealing ring made of plastic mass with the interposition a saddle-shaped rubber ring against the cover flange and the two ring walls of the groove in the To press the vessel flange. The here by a gaseous or liquid pressure medium loaded rubber ring is not able, however, to be completely tight against the ring walls of the groove to seal, so that the gaseous or liquid pressure medium to the sealing ring can get out of plastic mass, whereby the rubber ring in the pressure medium to / begins to swim and a seal becomes impossible. This disadvantage becomes more crucial Way even more so that the saddle-shaped rubber ring as a result of Effect of the gaseous or liquid pressure medium and the mostly increased temperature the container wall hardens after a short period of operation and its two saddle parts curve inward.

Es ist auch bekannt, Stopfbuchsenpackungen und Kolbenabdichtungeri mit Hilfe eines keilförmigen Metallringes zu belasten, der unter Einwirkung der abzudichtenden Flüssigkeit steht. Die bei der Ausbildung von Stopfbuchsenpackungen und Kolbenabdichtungen gewonnenen Erkenntnisse können jedoch nur in beschränktem Maße auf die Abdichtung des Deckels von unter hohem Druck stehenden Gefäßen übertragen werden. Während es sich bei Stopfbuchsenpackungen und . Kolbenabdichtungen darum handelt, einen parallel zur Richtung des Anpressungsdruckes verlaufenden Spalt abzudichten, liegen bei Gefäßverschlüssen die abzudichtenden Flächen senkrecht zur Anpressungskraft. Die Anwendung eines derartigen keilförmigen Metallringes, der allein durch ein gasförmiges oder flüssiges Druckmittel belastet wird, würde bei den Gefäßverschlüssen, deren Deckelabdichtung zu verbessern die Erfindung bezweckt, nicht zu dem gewünschten Erfolge ßo führen: das gasförmige oder flüssige Druckmittel würde nicht den keilförmigen Metallring gegen den Dichtungsring aus plastischer Masse pressen, sondern an den Seiten des Metallringes herumströmen und zu den Keil- - flächen treten, so daß der Metallring in dem i Druckmittel schwämme und keinerlei Abdichtung bewirkt würde.It is also known to provide gland packings and piston seals with the help of a To load the wedge-shaped metal ring, under the action of the liquid to be sealed stands. Those involved in the formation of gland packings and piston seals The knowledge gained can only apply to a limited extent to the sealing the lid of vessels under high pressure. While gland packings and. Piston seals is about a To seal the gap running parallel to the direction of the contact pressure are included Vessel closures the surfaces to be sealed perpendicular to the contact pressure. The application such a wedge-shaped metal ring, which is solely by a gaseous or liquid pressure medium is loaded, would with the vessel closures, their lid seal The aim of the invention is to improve, not to the desired extent ßo lead: the gaseous or liquid pressure medium would not press the wedge-shaped metal ring against the sealing ring made of plastic mass, but on the sides of the Metal ring and flow around to the wedge - surfaces, so that the metal ring in the i sponged pressure fluid and no seal would be created.

^v ' Erfindungsgemäß werden die beschriebenen Mängel dadurch beseitigt, daß das federnde Mittel zur Belastung des Metallringes vorgespannt ist und daß der Metallring über zwei winklig zueinander stehende Kegelflächen auf den Dichtungsring aus plastischer Masse wirkt, indem dieser sich mit den Seitenteilen einer im Querschnitt sattelförmigen Ringaussparung, auf zwei im Querschnitt einen Keil bildende Kegelflächen des Metallringes auflegt. ^v 'According to the invention overcomes the deficiencies described above in that the resilient means is biased to the loading of the metal ring and that the metal ring has two angularly mutually stationary conical surfaces acting on the sealing ring of plastic mass by this itself, with the side parts of a saddle-shaped in cross-section annular recess placed on two conical surfaces of the metal ring which form a wedge in cross section.

Infolge der Vorspannung kann sich das federnde Mittel nur um wenige Millimeter ausdehnen, so daß der Dichtungsring aus plastischer Masse nach dem Abnehmen des Deckels auch nur um wenige Millimeter über die Fläche des Gefäßflansches hinausragt. Trotzdem wird ein genügender, die Abdichtung sicherstellender Anpreßdruck erreicht. Eine Abnutzung oder Zusammenschrumpf ung des Dichtungsringes aus plastischer Masse wirkt sich nur zu einem Bruchteil auf die zur Verfügung stehende Federkraft aus. Infolge der vor dem Einbau des Metallringes vorgenommenen Vorspannung des federnden Mittels können sowohl der Dichtungsring aus plastischer Masse als auch der federbelastete Metallring ohne besondere Haltevorrichtungen in die Ringnut eingebracht werden.As a result of the bias, the resilient means can only move a few millimeters expand so that the sealing ring made of plastic mass after removing the cover only by a few millimeters the surface of the vessel flange protrudes. Nevertheless, the waterproofing is sufficient ensuring contact pressure reached. Wear or shrinkage of the plastic seal ring only has a fraction of the effect on the available spring force. As a result the pre-tensioning of the resilient means carried out before the installation of the metal ring Both the sealing ring made of plastic mass and the spring-loaded one can be used Metal ring can be introduced into the ring groove without special holding devices.

Der Erfindungsgegenstand dichtet nicht nur gegen Überdruck von innen, sondern auch gegen Überdruck von außen ab, wodurch den Dichtungsvorrichtungen der gekennzeichneten Art weitere Anwendungsgebiete erschlossen werden. Als zusätzlicher Vorteil kommt hinzu, daß Fremdkörper wesentlich schwerer als bisher in den Innenraum der Vorrichtung, wo die Federn angeordnet sind, eindringen können, da der Dichtungsring aus plastischer Masse sowohl gegen die innere als auch gegen die äußere Ringwand der Nut gepreßt wird. Es hat sich gezeigt, daß Blattfedern für den Erfindungsgegenstand mit besonderem Vor- no teil zu verwenden sind. Während beispielsweise für Wendelfedern besondere Bohrungen in dem Metallring vorgesehen werden müssen, um die Tiefe der Ringnut und damit den Platzbedarf der ganzen Vorrichtung möglichst zu beschränken, können die Blattfedern, ohne den Platzbedarf unnötig zu erhöhen, zwischen der Bodenfläche der Nut und dem Metallring angeordnet werden.The subject of the invention not only seals against overpressure from the inside, but also against overpressure from the outside, making the sealing devices of the marked Kind of further areas of application are opened up. As an additional benefit, that foreign bodies are much heavier than before in the interior of the device, where the springs are arranged, can penetrate, since the sealing ring is made of plastic Mass is pressed against both the inner and the outer ring wall of the groove. It has been shown that leaf springs for the subject matter of the invention with a special advance no part are to be used. While, for example, there are special bores for helical springs must be provided in the metal ring to the depth of the ring groove and thus To limit the space requirement of the entire device as much as possible, the leaf springs, without unnecessarily increasing the space required, can be arranged between the bottom surface of the groove and the metal ring.

Eine besonders zweckmäßige und einfache Ausbildung des Erfindungsgegenstandes ergibt sich, wenn das federnde Mittel zur Be-A particularly expedient and simple design of the subject matter of the invention results when the resilient means of loading

lastung des Metallringes als in sich geschlossenes federndes Metallband ausgebildet ist. Die Vorspannung wird hierbei zweckmäßigerweise dadurch bewirkt, daß die Enden des Metallbandes zusammengezogen und auf irgendeine Art miteinander befestigt werden. Dadurch, daß das federnde Mittel zur Belastung des Metallringes aus einem einzigen Teil hergestellt wird, wird die Dichtungsvorrichtung beträchtlich vereinfacht und ihre Herstellungskosten herabgesetzt.load of the metal ring is designed as a self-contained resilient metal band. The bias is expediently effected in that the ends of the Metal band pulled together and fastened together in some way. Characterized in that the resilient means for loading the metal ring from a single Part is made, the sealing device is considerably simplified and their Manufacturing costs reduced.

Um die Dichtung in schwierigen Fällen besonders wirksam zu machen, kann der Keilring aus Metall außer durch die Federn durch ein gasförmiges oder flüssiges Druckmittel belastet werden.To make the seal particularly effective in difficult cases, the wedge ring Made of metal, except for the springs, loaded by a gaseous or liquid pressure medium will.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungs-• form der Erfindung dargestellt, und zwar zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing, namely demonstrate

Fig. ι einen Schnitt durch die Dichtungsvorrichtung und einen Teil des abzudichtenden Gefäßes,Fig. Ι a section through the sealing device and part of the to be sealed Vessel,

Fig. 2 eine Ansicht auf den in der Ringnut des Gefäßflansches liegenden Federring in verkleinertem Maßstab.FIG. 2 shows a view of the spring ring located in the annular groove of the vessel flange in FIG reduced scale.

Der Metallring 1 mit den beiden keilförmig gegeneinander stehenden Kegelflächen ist in eine Ringnut 2 des Behälters 3 eingelegt. Mit 4 ist das unter Vorspannung stehende in sich geschlossene federnde Metallband bezeichnet. " Seine Enden sind im Ausführungsbeispiel fest miteinander verbunden. Die geringe Längung des federnden Metallbandes, die sich bei der mit dem Einbau des Deckels verbundenen Belastung ergibt, wird hierbei dadurch ermöglicht, daß das Metallband in der Ringnut 2 etwas nach außen ausweichen kann. Mit 5 ist der aus plastischer Masse bestehende Dichtungsring bezeichnet, dessen Seitenteile 5^a und 5'' sich auf den Keil des Metallringes legen. Der Deckel 6 des Gehäuses ist nach der bekannten Art der Schnellverschlüsse mit Knaggen versehen, die sich in der geschlossenen Stellung unter an dem Gefäßflansch vorgesehene entsprechende Knaggen legen. Auf nicht näher dargestellte Weise kann zur Unterstützung der Wirkung der vorgespannten Feder 4 ein gasförmiges oder flüssiges Druckmittel in den Raum zwischen dem Metallring und dem Boden der Ringnut eingeführt werden, in dem die vorgespannte Feder angeordnet ist.The metal ring 1 with the two conical surfaces standing against each other in a wedge shape is inserted into an annular groove 2 of the container 3. With the pre-tensioned self-contained resilient metal band is designated with 4. "Its ends are firmly connected to one another in the exemplary embodiment. The slight elongation of the resilient metal band, which results from the loading associated with the installation of the cover, is made possible here by the fact that the metal band in the annular groove 2 can move outwards somewhat denotes the sealing ring made of plastic material, the side parts 5 ^a and 5 "of which lie on the wedge of the metal ring. The cover 6 of the housing is provided with lugs in the closed position under the In a manner not shown in more detail, a gaseous or liquid pressure medium can be introduced into the space between the metal ring and the bottom of the annular groove in which the prestressed spring is arranged to support the action of the prestressed spring 4.

Claims

Patent claims:

1. Sealing device for high pressure vessel closures, in which in an annular groove of the vessel flange a spring-loaded metal ring over a conical pressure surface presses a sealing ring made of plastic material against the cover and a groove wall, characterized in that the resilient means (4) for Load on the metal ring (1) is pretensioned, and that the metal ring acts on the sealing ring (5) made of plastic material via two conical surfaces at an angle to one another, in that the sealing ring (5) with the side parts (S ^a > 5 ^b ) of a cross-section saddle-shaped ring recess on two Placed conical surfaces of the metal ring forming a wedge in cross section.

2. Sealing device according to claim i, characterized in that the resilient means is designed as leaf spring (s) (4).

3. Sealing device according to claim 2, characterized in that the Leaf spring forms a self-contained resilient metal band (4).

4. Sealing device according to claim ι to 3, characterized in that the pressing of the wedge ring (1) against the side parts (5 ^a , 5 ⁶ ) of the sealing ring (5). plastic mass takes place except through the resilient means (4) by a gaseous or liquid pressure medium.

For this purpose ι sheet of drawings