DE6913914U

DE6913914U - SEAL RING

Info

Publication number: DE6913914U
Application number: DE19696913914
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-04-05
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1969-05-06

Description

Bei Anlagen und Armaturen ι die hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt sind, werden an die Abdichtungen der einzelnen, lösbar miteinander verbundenen Bauteile sehr hohe Anforderungen gestellt. Das gilt insbesondere für Kernreaktoren, bei denen die Gefahr eines Austritts radioaktiver Stoffe besteht. Bin weiteres Problem stellt die Wiederverwendbarkeit von Dichtungen nach dem öffnen einzelner Anlagenteile dar, vor allem,wenn der öffnungs- und Schließvorgang vollautomatisiert ist, etwa beim Wechseln von Brennelementen oder öffnen von Ktihlkanalverschlüesen. Dabei können nämlich beim Ausbau der Dichtungen duroh Verschmutzungen des Kreislaufmediums oder anderer Verunreinigungen Kratzer oder Bindrücke in den Dichtungen auftreten, so daß beim Wiedereinbau eine sichere Abdichtung nicht immer gewährleistet ist.In systems and fittings ι the high pressures and temperatures are exposed, very high demands are placed on the seals of the individual components that are detachably connected to one another placed. This applies in particular to nuclear reactors where there is a risk of radioactive substances escaping. Am Another problem is the reusability of seals after opening individual system parts, especially when the opening and closing process is fully automated, for example when changing fuel assemblies or opening Ktihlkanalverschlüesen. In doing so, when the seals are removed, contamination of the circulating medium or other impurities can occur Scratches or binding marks occur in the seals, so that a secure seal is not achieved when they are reinstalled is always guaranteed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungsring zu schaffen, der einerseits eine siohere Abdichtung gewährleistet und andererseits so ausgebildet ist, daß auch bei wiederholtem Einsetzen ein Ausgleich etwaiger Beschädigungen herbeigeführt wird und eine hohe Dichtheit gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object of a sealing ring to create, which on the one hand ensures a reliable seal and on the other hand is designed so that also Repeated use will compensate for any damage and ensure a high level of tightness.

Der Dichtungsring besteht dabei aus einem kriechbeständigen Werkstoff"\tndiet erfindungsgemäß auf seiner abdichtenden Oberfläche mit mind>s4cens einer umlaufenden, von vorspringenden Stegen begrenzten Vertiefung versehen, die mit einem bei Betriebebedingung kriechenden oder fließenden, auf dem Dichtringwerke toff festhaltenden Metall gefüllt ist. The sealing ring consists of a creep-resistant material according to the invention on its sealing surface with at least one circumferential protruding surface Provided webs limited recess, which is filled with a creeping or flowing under operating conditions, on the sealing ring works toff holding metal.

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- 2 - PIA 69/1047- 2 - PIA 69/1047

Nach dem Einbau dieses Dichtungsringes wird durch den hohen Setriebsdruck das weiche Metall in der Vertiefung zum Fließen gebracht, so daß es diese Vertiefung voll ausfüllt und evtl. Kratzer oder Sindrücke wieder verschwinden. Diese Vertiefung wirkt dabei als sog. Fließbett.After installing this sealing ring, the high operating pressure causes the soft metal in the recess to flow brought so that it completely fills this recess and any scratches or sine marks disappear again. This depression acts as a so-called fluid bed.

Dabei ist es vorteilhaft, daß die die als Fließbett wirkende Vertiefung begrenzenden Stege eine im Verhältnis zur Fließbettbreite derartig geringe Kopfbreite aufweisen, daß der Anpreßdruck der Dichtung im wesentlichen vom Dichtmetall im Fließbett aufgenommen wird. Zur Erhöhung der Festigkeit dieser Stege sind dieselben mit geneigten Flanken versehen.It is advantageous that the webs delimiting the depression acting as a fluidized bed have a width in relation to the fluidized bed have such a small head width that the contact pressure of the seal is essentially from the sealing metal in the fluidized bed is recorded. To increase the strength of these webs, they are provided with inclined flanks.

Vorteilhaft ist es, wenn der Dichtungsring aus Stahl oder einer Stahllegierung mit einer hohen Kriechfestigkeit und das Dichtmetall im Fließbett aus Gold oder Silber besteht.It is advantageous if the sealing ring is made of steel or a steel alloy with a high creep resistance and the sealing metal consists of gold or silver in the fluidized bed.

Eine besonders vorteilhafte Form des Dichtungsringes ergibt sich für viele Anwendungsfälle, wenn die Außenfläche des Dichtungsringeβ angenähert zylindrisch und die Innenfläche konisch ausgebildet ist.A particularly advantageous shape of the sealing ring results for many applications when the outer surface of the Sealing ringsβ approximately cylindrical and the inner surface is conical.

TJm ferner eine gleichmäßige Verteilung des Dichtungsmetalles zu erreichen, kann der Ring zumindest im Bereich der Dichtkante einen angenähert gleichmäßigen überzug aus dem Dichtmetall von einer derartigen Stärke aufweisen, daß sich das Fließbett erst infolge der aufgebrachten Dichtkraft vollständig füllt.TJm also a uniform distribution of the sealing metal to achieve, the ring can have an approximately uniform coating of the sealing metal at least in the area of the sealing edge have such a strength that the fluidized bed is only completely filled as a result of the sealing force applied.

Eine besondere vorteilhafte Ausbildung eines derartigen Dichtuittgsrineee besteht darin, daß drei dicht nebeneinander verlaufende Vertiefungen vorgesehen sind und daß die Stege zwischen den Vertiefungen einen etwa der doppelten Silberschichtdicke entsprechenden größeren Außendurehmesser als den des zylindrischen Teils des Dichtungsringes aufweisen. Ferner kann die sich nach unten konisch erweiternde Innenseite des DichtungsringesA particularly advantageous design of such a sealing line consists in that three wells running close together are provided and that the webs between the depressions about twice the thickness of the silver layer corresponding larger outer diameter than that of the cylindrical Have part of the sealing ring. Furthermore, the inner side of the sealing ring that widens conically downwards

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PUL 69/1047PUL 69/1047

_in_Höne _der als Fließbett wirkenden mittleren Vertiefung miic einer flachen Erhebung in Form eines Flaehepießkantes versehen Bein. Dadurch wird bei einem hohen Innendruck in der abzudichtenden Anlage das Fließbett und die Stege zusätzlich gegen die äußere Diohtkanalwandung gepreßt._in_Höne _the middle depression, which acts as a fluidized bed provided with a flat elevation in the form of a flat pike edge Leg. As a result, when there is a high internal pressure in the system to be sealed, the fluidized bed and the webs are also counteracted the outer Diohtkanalwandung pressed.

Um Verschmutzungen des Fließbettee weitgehend zu vermeiden, kann ein zusätzlicher 8teg als Schmutzfang oberhalb dea eigentlichen Fließbettee angeordnet sein.In order to largely avoid contamination of the fluidized bed, An additional 8-web can be arranged as a dirt trap above the actual fluidized bed.

Ferner ist es möglich, daß mindestens zwei Fließbetten hintereinander angeordnet sind, zwischen denen eine Ringnut zur Leokabsaugung vorgesehen ist.It is also possible that at least two fluidized beds one behind the other are arranged, between which an annular groove for Leok suction is provided.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung naher erläutert. Dabei zeigentA schematic drawing shows the structure and mode of operation of embodiments according to the invention explained in more detail. Show

Fig. 1 shows the principle diagram of such a fluid bed, 2 shows a sealing ring with radial sealing surfaces, Fig. 3 shows a sealing ring with a cylindrical outer sealing

f lache sowie
Fig. 4 einen speziellen Dichtungsring des Prinzips nach fig. 3f pool as well
Fig. 4 shows a special sealing ring of the principle according to fig. 3

vor dem Einbau undbefore installation and

Fig. 5 denselben Dichtungering nach dem Einbau in die abzudichtende Anlag··5 shows the same sealing ring after installation in the one to be sealed Plant

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt au· einem Dichtungering nach dea Einbau im Bereich des Fließbett« gezeigt. Babei ist der Dichtungering 1 mit einer k*ilfÖraieen Vertiefung 2 versehen, in die vor dem Einbau beispielsweise ein Silberring 3 als Dichtmaterial eingelegt ist. Haeh dem Einbau wird dieser Silberring gegen die Außenwandung 4 gepreßt, so daß er die Vertiefung 2 ganz ausfallt und seitlich über dl« äiase Vertiefung begrenzenden Stege 5 und 6 herausquillt. Die Vertiefung 2 wirkt dabei1 shows a section of a sealing ring according to dea Installation in the area of the fluidized bed «shown. Here is the seal ring 1 provided with a k * ilfÖraieen recess 2, in which, for example, a silver ring 3 is inserted as sealing material before installation. Haeh the installation will be this silver ring pressed against the outer wall 4, so that it the recess 2 falls out completely and delimits laterally over the indentation Web 5 and 6 oozes out. The recess 2 acts here

FWL 69/1047FWL 69/1047

ale Fließbett, dm eich. da* Dichtnetall 3 in TJafeagsrichtung innerhalb des Fließbettes find, ausdehnen kam mid überall dient gegen die Außenwandung 4 gepreßt wird. Venn aaea elm— aaebea dieser Dichtungsring wieder eingebaut wird, so wertem aerob die Dichtkraft und des fließen de« Diohtaetalles etwa rriTfaeinUns Kratzer oder Vertiefungen, wieder ausgefüllt werden. Be let dabei vorteilhaft, wenn die Stege 5 und 6 1« Verhältnis eur Flieflbettbreite nur eine gerinne Kopfetlrln aofwelsem· so AeJl die Dichtkraft im wesentlichen von Dichteetall la Plieibett aufgebracht wird, ferner let ee rorteiUieft, wen» der JeyresV druck nach dem linsen dee Dichtungsringes so grot let. deB eich die Stege 5 und 6 es Kopf leicht verformen. Deren den honen AnpreBdruck wird ferner erreicht, deJ de« Dicnteetmll nicht in axialer Hichtang abflieSea kaan.ale fluidized bed, dme. Since there is sealing metal 3 in TJafeagsrichtung within the fluidized bed, expansion came and is pressed against the outer wall 4 everywhere. If aaea elm - aaebea this sealing ring is reinstalled, then aerobically the sealing force and the flowing of the diaphragm metal, roughly fine to our scratches or depressions, are filled again. It is advantageous if the webs 5 and 6 1 'ratio to the fluidized bed width are only a flute head portion aofwelsem · so that the sealing force is essentially applied by dense metal on the plied bed, furthermore let us know if the Jeyres pressure after the lens of the sealing ring so grot let. calibrate the bars 5 and 6 to slightly deform the head. Their high contact pressure is also achieved so that the dense substance does not flow off axially.

In Fig. 2 ist ein Flachdichtring 7 dargestellt, d«r Veleeleleweise eine radiale Abdichtung swieehen einer herisontalen oberen und unteren Flache gewährleistet · Dabei sind la entsprechenden Vertiefungen 8 ebenfalls fließfähige Dichtemterialiem eingelegt» die ein sicheres Abdichten gewährleisten. Sie 8tege 9 verhindern ein radiales Abflieflen de« Dichtmetalle. Bei dieser Aueführungefora ist ee möglich, deJ lediglich ein Fließbett pro Eing verwendet wird. Bei Anordnung von mehreren FlIeB-betten nebeneinander kann der daewischen befindliche 8^aIt sur Iieckabsaugung vex-endet werden*In Fig. 2 a flat sealing ring 7 is shown, the Veleeleleweise a radial seal is guaranteed for a herisontal upper and lower surface Wells 8 also flowable density materials inserted »which ensure a secure seal. They 8tege 9 prevent the sealing metals from flowing off radially. at This configuration is possible by using only one fluidized bed per inlet. When arranging several tiles next to one another the Daewish 8 ^ aIt with triangular suction vex-ends *

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tin Querschnitt 3ür, Bereich der weitt eine leicht lcoaisohe Außenfläche 12, eic* aaefc des !anspannen zylindrisch verformt, und.eine sich nach u»t*n stta*k konisoh erweiternd« Innenfläche 13 auf. Der Dichtungsring 11 liegt dabei nach dem Binbau außen an dem Gehauee 4 an und wird von obtn beispielsweise duroh eint Spannmutter 15 niedergehalten. Der eigentliche Spanndruck Wird von dem Stopfen 16 auf &vr Inneneeite des Dichtungsringes und dem Druck im Druckraum 17 im Innern det Reaktorgehäuses erzeugt.The cross-section of the door, the area that widens a slightly coarse outer surface 12, is cylindrically deformed by tension, and an inner surface 13 that widens conically towards the bottom. After installation, the sealing ring 11 rests against the outside of the housing 4 and is held down by obtn, for example duroh, a clamping nut 15. The actual clamping pressure is adjusted to & vr Inneneeite of the sealing ring and the pressure in the pressure chamber 17 det of the stopper 16 in the interior of the reactor housing produced.

Nach Fig. 4 ist der Dichtungsring 11 auf seiner gesamten Ober«· fläche mit tlntr gltichmaßlgen Silberschicht 18 versehen. Im unteren Bereich der zylindrischen Außenmantelfläche 12 sind drei Vertiefungen 19, 20 und 21 vorgesehen, wobei die Stegt 22 und 23 zwischen den einzelnen Vertiefungen einen etwa der doppelten Silberschichtdicke entsprechenden größeren Außendurchmeseer als den des zylindrischen Teiles 12 des Dichtungsringes 11 aufweiten. Die Inneneeite tee Dichtungeringee 11 weist in Höhe der mittleren Vertiefung 20 eine flache Erhebung 24 in Form eines Plachspießkantes auf.According to Fig. 4, the sealing ring 11 is on its entire upper «· Surface provided with a uniform layer of silver 18 inside. in the In the lower region of the cylindrical outer jacket surface 12, three depressions 19, 20 and 21 are provided, with the webs 22 and 23 between the individual depressions has an outer diameter that is approximately twice the thickness of the silver layer expand that of the cylindrical part 12 of the sealing ring 11. The inner side tee sealing ring 11 has in the amount of middle recess 20 has a flat elevation 24 in the form of a plach skewer.

Nach Einbau des Dichtungeringee 11 wird, wie aue Fig. 5 zu ersehen ist, duroh mechanieehe Spannkräfte und den auf den inneren Stopfen 16 wirkenden Betriebsdruck der Dichtungsring 11 an die Innenwandung 4 dee abzudichtenden Kanals gepreßt. Dabei fließt dae Silber auf den hervorspringenden Stegen 22 und 23 teils in die mittlere Vertiefung 20 und bewirkt hier unter Zunahme der Schichtdicke die Autbildung eines FBeSbettes 25. Teilweise fließt dae Silber aber in die darunter und die darüber befindliche Vertiefung 21 und 19, die zur Aufnahme des überschüssigen Silbers vorgesehen sind und Wächtenbildungen vermeiden sollen. In der mit Silber vollständig ausgefüllten mittleren Vertiefung 20 steht dae Silber nun duroh den hohen Anpreßdruck bedingt unter starkem Oberdruck. Hierbei bewirkt die Ausführung derAfter installation of the sealing ring 11, as shown in FIG. 5 can be seen is, duroh mechanical tension forces and on the inner Plug 16 acting operating pressure of the sealing ring 11 to the Inner wall 4 of the channel to be sealed is pressed. The silver partially flows on the protruding webs 22 and 23 into the middle recess 20 and here causes the formation of an FBe bed 25 with an increase in the layer thickness But the silver flows into the one below and the one above Wells 21 and 19, which are intended to accommodate the excess silver and should avoid the formation of waxes. In the middle recess 20, which is completely filled with silver, the silver is now due to the high contact pressure under strong overpressure. The execution of the

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'leitung der Spreizkräfte In den Ring Ή¹ und eine der Anpreßkräf te i# Flleetiettbereloh. Da das Silber im bett 25 durch die vorspringenden Stege 22 und S3 am AbfHeften in axialer Hichtung gehindert wird, neigt es besondere zum Auβfließen in Umfangsriohtung und füllt dabei vorhandene Kratzer in der Diohtfläohe d#e Kanals oder am der Oberfläche de» Fllö3-bettes 25 des Binges 11 mit Silber aus* Je naoh Anzahl und Tiefe der auftretenden Kratzer kann der Dichtungsring 11 verschieden oft wieder verwendet werden.'Conducting the expansion forces in the ring Ή ¹ and one of the contact forces i # Flleetiettbereloh. Since the silver in the bed 25 is prevented from being stapled in the axial direction by the protruding webs 22 and S3, it has a particular tendency to flow out in the circumferential direction and fills existing scratches in the surface of the channel or on the surface of the bed 25 of the bing 11 with silver made of * Depending on the number and depth of the scratches that occur, the sealing ring 11 can be reused different times.

tach beeondetpe (Jeetaltung der Auflenmantelflache oberhalb Fließbettes kaum dabei die Ablagerung der kratzerverureachenden Kreielaufverunreinigungen oder sonstige Tereohmutzungen dadurch vermindert werden, daß der Spalt zwischen Manteldichtfläche und Ring auf ein Minimum beschränkt wird.tach beeondetpe (development of the outer surface above The fluidized bed hardly does the deposition of the scratch-causing ones Circular run contamination or other Tereohmutzungen thereby be reduced so that the gap between the jacket sealing surface and the ring is reduced to a minimum.

Ferner ist es möglich, den Ring auch mit einem anderen Materialüberzug zu versehen oder das Fließbett 25 durch Einlöten eines Drahtes, der beim Spannen des Dichtungsringes auseinanderläuft, hergestellt wird. Auch die Verwendung von Kunststoffen ist möglich.It is also possible to provide the ring with a different material coating or the fluidized bed 25 by soldering one Wire, which diverges when the sealing ring is tensioned, is produced. Also the use of plastics is possible.

Mit der beschriebenen Ausbildung des Dichtungsringes ist es also möglich, diesen selbst bei zahlreichen Kratzern durch körnige Verunreinigungen mehrmals wieder zu verwenden. Dabei ist die Anwendung dieses Dichtungringes nicht allein auf die nur beispielhaft erwähnten Kühlkanalverschlüsse an Kernreaktoren möglich, sondern vielmehr bei allen Flüselgkeits- und Gaskreisläufen mit einer hohen Kreislaufverschmutzung, die einen Korrosionsabtrag und damit evtl. auftretende Beschädigungen an Dichtungsring und Dichtsitz während des Ein- und Ausbaues des Ringes bewirken können.With the design of the sealing ring described, it is therefore possible to remove it even with numerous scratches due to grainy Reuse impurities several times. The application of this sealing ring is not only exemplary mentioned cooling duct closures on nuclear reactors possible, but rather in all fluid and gas circuits with a high level of circuit pollution that causes corrosion and thus any damage to the sealing ring and sealing seat during installation and removal of the ring can cause.

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