DE883689C

DE883689C - Vorrichtung zum Abdichten der Deckel von Druckbehaeltern

Info

Publication number: DE883689C
Application number: DESCH7811A
Authority: DE
Inventors: Guenter Scholz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-10-24
Filing date: 1951-10-24
Publication date: 1953-07-20

Description

Vorrichtung zum Abdichten der Deckel von Druckbehältern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten der Deckel von Druckbehältern mit einer in dem Flansch des Druckbehälters vorgesehenen Ringnut, in die ein Dichtungsring eingelegt ist, gegen dessen Außenfläche sich der Deckel bei geschlossenem Verschluß legt.
Derartige Druckbehälter werden in großem Umfang beispielsweise in Kalksandsteinwerken, als Vulkanisierkessel für Kautschuk, als Cellulosekocher benutzt. Der Behälter selbst hat im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt, wobei er auch als Kugelbehälter insbesondere zum Cellulosekochen ausgebildet sein kann. Die Erfindung bezieht sich auf Druckbehälter dieser Art in ganz allgemeinem Sinn, wobei auch Unterdruckbehälter gemeint sind.
Für das Abdichten und Verschließen der Deckel derartiger Druckbehälter werden vorzugsweise sogenannte Schnellverschlüsse benutzt, und auch die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung zum Abdichten derartiger Schnellverschlüsse. Bei diesen Schnellverschlüssen ist am Deckelflansch eine Reihe von im Abstand voneinander angeordneten Knaggen vorgesehen, während an dem Behälterflansch eine Reihe entsprechender Knaggen vorgesehen ist. In verschlossenem Zustand legen sich die Knaggen des Deckelflansches unter die Knaggen des Behälterflansches, wobei die Dichtfläche des Behälterflansches gegen die äußere Planfläche des Dichtungsringes gedrückt wird. Zwecks Öffnens des Verschlusses muß der Deckel um seine Achse um eine Strecke gedreht werden, die etwa gleich der Umfangslänge eines Knaggens ist. Die Knaggen gehen dann voneinander frei, so daß der Deckel in axialer Richtung herausbewegt oder auch geschwenkt werden kann.
Bei den bekannten Dichtungsvorrichtungen wurde Wert darauf gelegt, den in die Ringnut des Behälterflansches eingelegten Dichtungsring nicht nur nach seiner äußeren Planfläche hin, sondern auch nach seinen beiden Ringflächen abdichten zu lassen. Man hat zu diesem Zweck zahlreiche Konstruktionen vorgesehen, wobei der Dichtungsring insbesondere aus Asbest oder Gummi hergestellt ist. Sehr häufig wird dem Asbest etwas Gummi beigemischt, das als Bindemittel dient und die Aufgabe hat, den Asbest im Innern in seinem Gefüge dicht zu machen. Sehr häufig werden bei diesen Dichtungsringen Lippen als spitzwinklige Vorsprünge benutzt.
Es hat sich herausgestellt, daß derartige Dichtungsvorrichtungen zwar bei mäßigen Drücken und Temperaturen einwandfrei abzudichten vermögen. Mit wachsenden Drücken undTemperaturen aber stellten sich Mängel ein, die insbesondere darin begründet sind, daß die Lippen nicht mehr genügend elastisch blieben, um sich schnell unter dem Einfluß des auf sie ausgeübten Druckes auf die Dichtfläche zu legen und danach abzudichten. Die Zugänglichkeit der bekannten Dichtungsvorrichtungen läßt auch zu wünschen übrig, so daß es häufig schwierig, wenn nicht unmöglich war, sich mit betriebseigenen Mitteln schnell im Fall eines Versagens der Dichtungsvorrichtung zu helfen: Erfindungsgemäß werden diese Mängel dadurch beseitigt, daß der Dichtungsring einerseits mit einer Ringfläche durch radial wirkende mechanische Druckmittel gegen die entsprechende Ringfläche der Nut und andererseits mit seiner nach außen weisenden Planfläche durch axial wirkende mechanische Druckmittel gegen die Dichtfläche des Deckels gedrückt wird. ,Auf diese Weise ergibt sich eine Dichtung, die einwandfrei auch bei hohen Drücken und Temperaturen abzudichten vermag. Ihre Abdichtungseigenschaften leiden nicht durch irgendwelche Maßungenauigkeiten bei der Herstellung, was angesichts der Tatsache ein besonderer Vorteil ist, daß die Druckbehälter, deren Deckel diese Dichtungsvorrichtungen abdichten sollen, Durchmesser bis zu etwa 4 m haben, während die Ringnut beispielsweise nur eine radiale Breite von 14 mm und eine axiale Tiefe von 24 mm besitzt. Der Erfindungsgegenstand ist aber auch gegen irgendwelche Schrumpfungen des Dichtungsringes während der Betriebsdauer in weitem Maß unabhängig. Selbst wenn die Schrumpfung ein derartiges Maß überstiegen haben sollte, daß die mechanischen .Druckmittel nicht mehr genügend Anpressungsdruck ausüben, kann der Dichtungsring immer noch durch einen Ersatz oder ein Nachstellen der mechanischen Druckmittel benutzt werden. Die Gefahr aber, daß besonders starke Schrumpfungen auftreten, ist bei dem Erfindungsgegenstand besonders gering, da er über keine spitzwinkligen Zungen od. dgl. verfügt, die sich abdichtend gegen seine Fläche unter Ausnutzung der Federkraft des Dichtungsringes legen müssen. Dadurch, daß die Federungskraft des Dichtungsringes der Erfindung nur sehr wenig benutzt wird, ist der Dichtungsring auch einwandfrei, selbst bei höheren Temperaturen arbeitsfähig.
Schließlich läßt sich der Dichtungsring des Erfindungsgegenstandes im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen leicht aus der Ringnut entfernen ohne daß er hierbei beschädigt oder gar zerstört wird.
Der erfindungsgemäße Dichtungsring ist selbst dann noch funktionsfähig, wenn er seine Elastizität völlig verloren hat. Im Gegensatz hierzu müssen die bekannten mit irgendwelchen Lippen versehenen Dichtungsringe dieser Art etwas elastisch bleiben, urn noch abdichtend wirken zu können.
Grundsätzlich kann derDichtungsring beliebigen, beispielsweise auch runden ,Querschnitt haben, wenn es sich auch im allgemeinen empfiehlt, dem Dichtungsring einen rechteckigen Querschnitt zu geben.
Erfindungsgemäß sind außerdem Mittel vorgesehen, um das unter Druck stehende Strömungsmittel des Behälterinnern zu den Räumen treten zu lassen, von dem aus das mechanische Druckmittel den Druck auf den Dichtungsring ausübt. Während so die mechanischen Druckmittel dafür sorgen, daß überhaupt ein Druckunterschied zwischen dem Behälterinnern und dem Raum außerhalb des Behälters entstehen kann, übt dann der Druck des im Innern _ des Behälters befindlichen Strömungsmittels einen zusätzlichen Druck aus. Unter Umständen können zu diesem Zweck besondere Leitungen zwischen dem Grund der Ringnut des Behälterflansches und dem Behälterinnern vorgesehen werden. Sehr häufig werden aber die Undichtigkeiten ausreichen, die sowieso zwischen den mechanischen Druckmitteln vorhanden sind, um das Strömungsmittel aus dem Innern des Behälters zu diesen Räumen der Ringnut strömen zu lassen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stützen sich die mechanischen Druckmittel einerseits gegen den Dichtungsring und andererseits gegen eine Fläche der Ringnut des Behälterflansches ab.
Häufig wird es sich empfehlen, die mechanischen Druckmittel federnd auszubilden. Um eine gleichmäßige Einwirkung der axial wirkenden Druckmittel auf den Dichtungsring sicherzustellen, ist vorzugsweise zwischen dem Dichtungsring und dem axial wirkenden mechanischen Druckmittel ein Zwischenring angeordnet, dessen Breite unter Beachtung eines für seine Axiälverschiebbarkeit notwendigen Spiels gleich der radialen Breite der Ringnut ist.
Als radial wirkendes Druckmittel kann insbesondere eine Wurmfeder- verwendet werden, die in einen Spalt eingelegt wird, der zwischen einer Ringwand des Dichtungsringes und einer Ringwand der Ringnut vorgesehen ist. Es wird also in diesem Fall nicht die Federkraft der Ringnut in ihrer Axialrichtung, sondern quer zu ihrer Achse ausgenutzt.

Bei einer anderen Ausführungsform ist das radial wirkende mechanische Druckmittel als ein ringförmiger Keil oder als ringsegmentförmige Keilstücke ausgebildet, die ebenfalls in den Spalt eingelegt werden, der zwischen der Ringwand eines Dichtungsringes und einer Ringwand der Ringnut vorgesehen ist.

Hier besteht der Vorteil vor allein darin, daß

man jederzeit irgendeine geringe Schrumpfung des

Dichtungsringes durch tieferes Hineintreiben der

Keilstücke ausbleichen kann. Mit gleicher Wirkung

l;t@iliitc auch eine Ringfläche, beispielsweise der

Ringnut, mit geringerem Anzug ausgeführt sein. In

dieseln Fall könnte dann beispielsweise auch die

Wurmfeder zum Nachstellen benutzt werden.

Als radial wirkendes mechanisches Druckmittel

kann auch eine Asbestschnur benutzt «-erden, wobei

insbesondere dein Asbest kein Gummi beigemischt

wird. damit er durchlässig bleibt.

Unter Zugrundelegung der Abbildung, die die

Erfindung an Hand mehrerer schematischer Dar-

stellungen verdeutlicht, sind weitere Verbesserun-

gen und zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfin-

dtingsgegenstandes beschrieben. Es zeigt

Fig. i einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß

ausgebildete Vorrichtung,

Fig.2 einen Schnitt durch eine andere Aus-

führungsforin einer erfindungsgemäß ausgebildeten

Dichtungsvorrichtung,

Fig 3 einen Schnitt durch eine dritte Aus-

führungsform der Erfindung.

I n allen Figuren ist init i ein Druckbehälter be-

zeichnet, dessen Behälterflansch 2 mit einer rings-

herum laufenden Nut 3 und einer Reihe von

Knaggen 4. versehen ist. Der Behälter selbst hat

kreisförmigen Oberschnitt, wobei seine Mitte so

@z-cit eiitferiit ist, daß sie nicht mehr in der Zeich-

nung dargestellt werden kann. Der Behälterdeckel 5

ist mit einem Flansch 6 versehen, an dessen Außen-

rand eine Reihe von Knaggen 7 vorgesehen ist,

deren Anzahl mit derjenigen der Knaggen d. über-

einstimmt und die sich in geschlossenem Zustand

unter diese Knaggen .i legen.

lei der Ausführungsform nach der Fig. i ist in

die Ringnut 3 ein Hilfsring 8 eingelegt, der aus

ii-@:ndeinein Material, beispielsweise auch aus

,Metall, hergestellt sein kann. Der Dichtring 8 ist

durch eine Reihe von Federn 9 belastet, die im

.@usfiilirungsbeispiel als gewellte Blattfeder ausge-

bildet ist.

Der Ring 8 ist axial verschiebbar in der Ring-

e, 11

3 vorgesehen, indem er zu diesem Zweck gegen-

über den lUngwänden io und ii dieser Ringnut ein

gewisses Spiel aufweist. Oberhalb des Hilfs-

ringes 8 ist ein Dichtungsring 12 vorgesehen, der

im Ausführungsbeispiel rechteckigen Querschnitt

besitzt und aus Asbest mit einem gewissen Gummi-

zusatz versehen ist. Zwischen die Ringfläche i i der

Rin -gut 3 und die Ringfläche 13 des Dichtungs -

ringes 12 ist eine Wurmfeder oder eine Reihe von

Wurmfedern 1 4 eingelegt, deren Windungen sich

einerseits gegen die Ringfläche i i und andererseits

gegen die Ringfläche 13 des Dichtungsringes ab-

stützen, so daß der Dichtungsring 12 gegen die

äul:lere Ringt äche io der Ringnut gedrückt wird.

_iuläerdein aber wird die obere Planfläche dieses

Dichtungsringes 1-2 durch die Wirkung der Federn g

gegen die Dichtfläche 15 des Deckels 5 gedrückt.

Di- j :'irkung der mechanischen Druckmittel i.#

und () ist durch kleine Kraftpfeile in der Fig. z

dargestellt. Das Strömungsmittel selbst, das sich im Innern des Behälters befindet, strömt über den Ringspalt 16 zwischen den Ringflächen ii und 13 an der Wurmfeder 14 vorbei durch das Spiel neben dem Hilfsring 8 zu dem Raum unterhalb des Ringes, so daß dieses unter Druck stehende Strömungsmittel die Wirkung der beiden mechanisch wirkenden Druckmittel unterstützt.

Die Ausführungsform nach Fig. :2 stimmt in vielen Punkten mit der Ausführungsform der Fig. i überein. Einander gleiche oder entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden.
Als Hilfsring dient jetzt ein Ring 17, der mit einer Reihe von Bohrungen versehen ist, in die Schraubenfedern 18 eingelegt sind, die den Dichtungsring 12 in axialer Richtung belasten. Als radial wirkendes Druckmittel dient ein Keilring oder keilförmige Ringsegmente i9, die in die Spalt 16 eingelegt sind. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie bei der Ausführungsform nach Fig. i. Um sicherzustellen, daß das Strömungsmittel sowohl zu der Ringspalte 16 als auch zu dem Raum unterhalb des Dichtungsringes 12 gelangt, sind mehrere Bohrungen 20 vorgesehen.
Bei der Ausführungsform nach Fig.3 hat der Dichtungsring 21 nicht reckteckigen, sondern runden Querschnitt. Als radial wirkendes mechanisches Druckmittel dient ein kleiner Ring 2-2 aus Metall oder auch aus Asbest, der unter Umständen wiederum mit einem kleineren Anzug versehen sein kann. Der Hilfsring 8 ist durch zwei Reihen von @_#'urmfedern 23, 24. belastet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Abdichten der Deckel von Druckbehältern mit einer in dem Flansch des Druckbehälters vorgesehenen Ringnut, in die ein Dichtungsring eingelegt ist, gegen dessen Außenfläche sich der Deckel bei verschlossenem Verschluß legt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (12, 21) einerseits mit einer Ringfläche durch radial wirkende mechanische Druckmittel (1.1, 19, 22) gegen die entsprechende Ringfläche (i o) der Nut (3) und andererseits mit seiner nach außen weisenden Planfläche durch axial wirkende mechanische Druckmittel (9, 18, 23, 2.1) gegen die Dichtfläche (15) des Deckels (5) gedrückt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (1-2) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (2o) vorgesehen sind, um das unter Druck stehende Strömungsmittel des Behälterinnern zu den Räumen treten zu lassen, von dein aus das mechanische Druckmittel (9, 1.I, 18, 19, -22, 23, 24) den Druck auf den Dichtungsring (12, -21) ausübt. d. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die mechanischen Druckmittel (9, 1_l, 18, rc), 22, -23, 2d.1 einerseits gegen den Dichtungsring (r2; 2r) und andererseits gegen eine Fläche ,(r i) der Ringnut (3) des Behälterflansches abstützen. 5. Vorrichtung nach Anspruch i bis q:, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Druckmittel derart ausgebildet sind, daß sie durchlässig für das in dem Behälterinnern befindliche Strömungsmittel sind. 6. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Druckmittel (g, 1q., 18, 23, 2q.) federnd ausgebildet sind. 7. Vorrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dichtungsring (12, a1) und dem axial wirkenden mechanischen Druckmittel (g, 18, 23, 2q,) ein Zwischenring (8, 17) angeordnet ist, dessen Breite unter Beachtung eines für seine axiale Verschiebbarkeit notwendigen Spiels gleich der radialen Breite der Ringnut (3) ist: B. Vorrichtung nach Anspruch i bis 6; dadurch gekennzeichnet, daß das radial wirkende mechanische Druckmittel als Wurmfeder (1d.) ausgebildet ist, die in einen Spalt (z6) eingelegt wird, der zwischen einer Ringwand (13) des Dichtungsringes (12) und einer Ringwand. (i i) der Ringnut (3) vorgesehen ist. g. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das radial wirkende mechanische Druckmittel als -ein ringförmiger Keil (ig) oder als ringsegmentförmige Keilstücke ausgebildet ist. io. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das radial wirkende Druckmittel als Asbestschnur ausgebildet ist. ii. Vorrichtung nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Ringwand der Behälterflanschnut, gegen die sich das radial wirkende mechanische Druckmittel abstützt, mit leichtem Anzug derart ausgebildet ist, daß die Behälterflanschnut nach außen hin etwas breiter ist als auf ihrem Grund.