DE801604C

DE801604C - Self-sealing cone

Info

Publication number: DE801604C
Application number: DEP3119A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Mayer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-01-15

Description

Selbstdichtender Konus Beim Arbeiten iiiit Gasen, Dämpfen oder Flüssigkeiten unter hohen Drucken macht, insbesondere bei hohen Temperaturen, die betriebssichere Abdichtung von Rohrverbindungen, Ventilen, Deckeln u. dgl. noch immer große Schwierigkeiten, vor allem dann, wenn plötzliche Temperaturschwankungen zwischen Dichtungselement und unmittelbarer Umgebung auftreten, z, B. verursacht durch periodisches Inberührungkommen mit kalten und heißen Gasen, Auch kleinere Temperaturunterschiede bei heißen Leitungen und Behältern zwischen Schrauben, Flanschen, Rohren und Dichtungen bewirken oft Undichtheiten in den Ventilen, besonders auch dann, wenn die Schrauben beim Anziehen über die Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht werden, da hierdurch keine elastische Dehnungsreserve der Schrauben zur Überbrückung der auftretenden Kräfte, hervorgerufen durch die verschiedenen Längenausdehnungen der einzelnen Verbindungsteile, übrigbleibt. Auch bei Hochdruckdichtungen mit weichem Korrosionsschutz, z. B. aus Blei, treten derartige Erscheinungen auf. Hier zeigt sich noch der besondere Nachteil, daß beim Anziehen der Schrauben die Weichdichtungen zerquetscht bzw. deformiert werden, wodurch die Dichtungsfläche zerstört wird. Verschiedene Versuche, diese Mängel zu beheben, führten noch nicht zu dem gewünschten Erfolg.Self-sealing cone When working with gases, vapors or liquids under high pressures, especially at high temperatures, makes the operationally reliable Sealing of pipe connections, valves, covers and the like still great difficulties, especially if there are sudden temperature fluctuations between the sealing element and the immediate vicinity, e.g. caused by periodic contact with cold and hot gases, also smaller temperature differences with hot lines and containers between screws, flanges, pipes and seals often effect Leaks in the valves, especially if the screws are tightened Be stressed beyond the elastic limit, since this is no elastic Expansion reserve of the screws to bridge the forces that occur due to the different length expansions of the individual connecting parts, remains. Even with high pressure seals with soft corrosion protection, e.g. B. lead, step such phenomena. This shows the particular disadvantage that the Tightening the screws crushes or deforms the soft seals, whereby the sealing surface is destroyed. Various attempts to remedy these shortcomings did not yet lead to the desired success.

So versieht man z. B. bei Dichtungen aus metallischen Werkstoffen das Dichtungselement innen mit einer Wärmeisolierung, um die plötzlichen Temperaturschwankungen zwischen Dichtung und L'mgeliung herabzumindern, damit eine Schrumpfung der Dichtung vermieden wird. Doch auch diese iNlaßriahme befriedigt nicht vollauf, zumal auch dabei der lichte Querschnitt des Dichtungskonus stark verengt wird. Verwendung von Balglinsen, Stulpen u. dgl. haben ebenfalls nicht den gewünschten Erfolg gebracht.So one provides z. B. in seals made of metallic materials the sealing element inside with a thermal insulation to the sudden temperature changes between the seal and the liner to reduce the shrinkage of the seal is avoided. But this too indulgence is not entirely satisfactory, especially since the clear cross-section of the sealing cone is also greatly narrowed. use of bellows lenses, gauntlets and the like have also not brought the desired success.

Bei Weichdichtungen versuchte man beispielsweise den Korrosionsschutz bis etwa nur zur Hälfte der Dichtungsfläche aufzulegen, die andere Hälfte dagegen frei zu lassen, zur Aufnahme der axialen Schraubenkräfte. Dies hat jedoch den Nachteil, daß der weichere Stoff infolge seiner Plastizität nicht genügend fest an die Dichtungsfläche angepreßt wird, wodurch eine sichere Abdichtung nicht mehr gewährleistet ist.In the case of soft seals, for example, attempts were made to protect against corrosion up to only about half of the sealing surface, the other half against it to be left free to absorb the axial screw forces. However, this has the disadvantage that the softer material due to its plasticity is not sufficiently tight to the sealing surface is pressed, whereby a secure seal is no longer guaranteed.

Es wurde nun gefunden, daß bei Rohrverbindungen, Ventilen, Deckeln u. dgl. eine Abdichtung erzielt wird, die die beschriebenen Nachteile nicht besitzt, wenn man den Konus so ausführt, daß an der Aufsitzfläche eine selbstdichtende Lippe entsteht, die so"vohl durch den Innendruck als auch mechanisch durch Yorspannung an die Dichtungsfläche angepreßt wird. Ein derartiger Konus macht beim Anziehen der Schrauben nicht nur eine radiale Bewegung, sondern es tritt auch noch zusätzlich eine Biegung der Lippe auf. Letzteres wird besonders gefördert, wenn der Konuswinkel etwas spitzer als der Gegenwinkel am Hochdruckkörper, -r..13. am Rohr (sog. Rohrwinkel) ist. Hierdurch tritt schon beim Einbau der Dichtung eine mechanische Vorpressung der Dichtungslippe an die Konusfläche ein, und auch der niedrige Anfangsdruck kommt schon als Dichtungsdruck zusätzlich zur Wirkung. Im Betriebszustand kann sich diese Dichtung bei plötzlich eintretender Temperaturabnahme ohne weiteres zusammenziehen, da der Innendruck dafür sorgt, daß die Dichtungslippe dauernd an ihrer Gegendichtungsfläche fest angepreßt wird. Da nun der Konus, besonders bei Rohrleitungen, im Durchmesser keine allzu starken Abmessungen erhalten darf wegen der damit verbundenen lichten Querschnittverengung, wird vorteilhaft zur Aufnahme der Radialkräfte, hervorgerufen durch die axialen Schraubenkräfte, außen am Konus ein Stützring angebracht. Dieser verhindert sowohl eine übermäßige Zusammendrückung des Konus als auch ein Aufweiten des Rohres an dessen Enden. Bei Anordnung des eben beschriebenen Konus an Deckeln von Hochdruckgefäßen oder -leitungen ist dieser Stützring nicht erforderlich.It has now been found that pipe connections, valves, lids and the like a seal is achieved that does not have the disadvantages described, if you make the cone so that a self-sealing lip on the seating surface arises, which is caused by the internal pressure as well as mechanically by pre-tensioning is pressed against the sealing surface. Such a cone makes when tightening the screw not only moves radially, it also occurs in addition a bend on the lip. The latter is particularly encouraged when the cone angle slightly more acute than the opposite angle on the high pressure body, -r..13. on the pipe (so-called pipe angle) is. As a result, mechanical pre-compression occurs when the seal is installed the sealing lip on the conical surface, and the low initial pressure also comes even as a seal print in addition to the effect. In the operating state this can If the temperature suddenly drops, pull the seal together without further ado, since the internal pressure ensures that the sealing lip is permanently on its counter-sealing surface is firmly pressed. Now the cone, especially with pipelines, has a diameter It is not allowed to have too strong dimensions because of the clearances associated with it Narrowing of the cross-section is advantageously brought about to absorb the radial forces Due to the axial screw forces, a support ring is attached to the outside of the cone. This prevents both excessive compression and expansion of the cone of the pipe at its ends. When arranging the cone just described on covers This support ring is not required for high pressure vessels or lines.

Durch diesen Konus gemäß der Erfindung wird verhütet, daß beim Schrumpfen des Dichtungselementes durch plötzliche Temperaturunterschiede eine Undichtheit auftritt; auch wirken sich die verschiedenen Längenausdehnungen der sich berührenden Metallteile durch die Temperaturunterschiede nicht nachteilig auf die Dichtung aus. Außerdem wird durch die Neuerung vermieden, daß bei sog. Weichdichtungen eine unerwünscht stark plastische Verformung des Korrosionsschutzmittels beim Anziehen der Schrauben eintritt.This cone according to the invention prevents shrinkage of the sealing element due to sudden temperature differences occurs; the different linear expansions of the touching ones also have an effect Metal parts do not have a detrimental effect on the seal due to the temperature differences. In addition, the innovation avoids that an undesirable with so-called soft seals strong plastic deformation of the anti-corrosion agent when tightening the screws entry.

Abb. i und 2 zeigen zwei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Darin bedeuten i den Einfachkonus (s. Abb. i) bzw. den Doppelkonus (s. Abb. 2), 2 die selbstdichtende Lippe, 3 die Flächen zur Aufnahme der Schraubenkräfte, 4 den Stützring (Abb.2), a den Konuswinkel, fl den Rohrwinkel.Figs. I and 2 show two embodiments of the present invention. I mean the single cone (see Fig. I) or the double cone (see Fig. 2), 2 the self-sealing lip, 3 the surfaces for absorbing the screw forces, 4 the Support ring (Fig.2), a the cone angle, fl the pipe angle.

Bei sog. Weichdichtungen führt man einen Dichtkonus mit einer selbstdichtenden Lippe und einem Stützring wie beschrieben aus. Dann überzieht man die konischen Dichtungsflächen einschließlich der Lippe bis etwa zur Hälfte mit dem korrosionssicheren Belag, z. B. aus Blei, derart, daß der verbleibende Rest der Dichtungsflächen imstande ist, den Anpreßdruck der Schrauben ohne weiteres aufzunehmen. Auch hier wird vorteilhaft der Konuswinkel etwas kleiner gewählt als der Rohrwinkel. Die selbstdichtende Wirkung des Konus im Betrieb vollzieht sich hier genau so wie oben beschrieben. Ebenfalls bleiben auch hier die Temperaturschwankungen ohne Einfluß auf die Dichtfähigkeit des Konus.In the case of so-called soft seals, a sealing cone is used with a self-sealing one Lip and a support ring as described. Then you cover the conical ones Sealing surfaces including the lip up to about halfway with the corrosion-proof Covering, e.g. B. of lead, such that the remainder of the sealing surfaces are capable is to easily absorb the contact pressure of the screws. Again it will be beneficial the cone angle chosen to be somewhat smaller than the pipe angle. The self-sealing effect of the cone in operation takes place here exactly as described above. Likewise Here, too, the temperature fluctuations have no effect on the sealability of the cone.

Abb. 3 und 4 zeigen hierfür zwei Ausführungsbeispiele. Darin bedeuten i den Einfachkonus (s. Abb. 3) bzw. den Doppelkonus (s. Abb. 4), 2 die selbstdichtende Lippe, 3 die Flächen zur Aufnahme der Schraubenkräfte, 4 den Stützring (s. Abb. 4), 5 den Korrosionsschutz, a den Konuswinkel und ß den Rohrwinkel.Fig. 3 and 4 show two embodiments for this. In it mean i the single cone (see Fig. 3) or the double cone (see Fig. 4), 2 the self-sealing Lip, 3 the surfaces for absorbing the screw forces, 4 the support ring (see Fig. 4), 5 the corrosion protection, a the cone angle and ß the pipe angle.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Self-sealing single or double cone for pipe connections, valves, covers and the like made of metal for high pressures and possibly high temperatures, characterized in that the cone is provided with a self-sealing lip (2) on the seating surface, whereby the cone angle (2) is advantageous. a) is slightly smaller than the pipe angle (ß).

2. Self-sealing double cone according to Claim i, characterized in that it has a support ring (4) for receiving the radial forces is provided.

3. Self-sealing cone according to claim i for soft seals, characterized in that the conical sealing surface including the lip is provided with a corrosion-resistant coating up to about halfway.