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Flanschverbindung
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Die Erfindung betrifft eine Flanschverbindung in beheizten oder gekühlten
Rohrleitungen. Die Flanschverbindung kann zwischen Rohrleitun Jsabschnitten, zwischen
Rohren und Armaturen oder Rohrformstücken, wie Abgänge, T-Stücke, Krümmer od. dgl.
vorgesehen sein.
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An Flanschverbindungen für beheizte oder gekühlte Rohrleitungen werden
eine Reihe von Anforderungen gestellt. Hierzu gehört, daß die Flanschverbindung
preiswert herstellbar und einfach zu montieren sein muß, Sie soll eine gute Isolierung
gewährleisten, wenig Raum in Anspruch nehmen und den Transport von Medium sowie
Heiz- oder Kühlmittel möglichst energieverlustfrei gestatten. Diese Forderungen
werden von bekannten Flanschverbindungen nicht in der gewünschten Weise erfüllt.
Die große Gruppe der mit Umführungen für das Heiz- oder Kühlmittel um die Flanschverbindung
herum ausgestatteten Flanschverbindungen erfüllt keine der vorgenannten Forderungen.
Einige der Forderungen werden von bekannten Flanschverbindungen erfüllt, bei denen
das Heiz- oder Kühlmittel durch Axialbohrungen in den Flanschen von einem in den
folgenden Rohrleitungsabschnitt strömen kann. Beispiele solcher
Flanschverbindungen
mit direktem Durchgang des Heiz- oder Kühlmittels durch Axialbohrungen in den Flanschen
zeigen die DT-PS 853 229, die US-PS 1 349 663, die DT-PS 1 160 247 und die DT-OS
1 525 925. Was bei diesen bekannten Flanschverbindungen nicht bzw. nicht in zufriedenstellender
Weise gelöst ist, ist das Problem einer geeigneten Abdichtung, die auch sicherstellen
muß, daß bei Zerstörung einer Dichtung verhindert wird, daß sich das das Innenrohr
durchströmende Medium mit dem Heiz-oder Kühlmi ttel, das den Rohrleitungsmantel
durchströmt, mischt. Es tritt dabei nicht nur das Problem der Verschmutzung des
Mediums auf sondern der Bruch einer Dichtung wird möglicherweise erst am Ende der
Rohrleitung erkannt, wenn man die Verunreinigung des Mediums feststellt. Die Suche
nach der undichten Stelle bereitet dazu große Schwierigkeiten.
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Es ist daher bei einigen Flanschverbindungen, z, B. gemäß DT-OS 1
525 925 schon bekannt geworden, die jeweiligen Durchgänge im Flanschbereich durch
getrennte Dichtungen abzudichten und zwischen den Dichtungsflächen ins Freie führende
Entlüftungskanäle als Sicherheitsmaßnahme vorzusehen.
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Diesen bekannten Flanschverbindungen haftet wie allen, die mit mehreren
Dichtungen versehen sind, der Nachteil an, daß die Montage große Schwierigkeiten
bereitet, weil das Hantieren mit mehreren Dichtungen die in genau vorbestimmte Lage
zwischen die Flansche gebracht werden müssen, erfahrungsgemäß im praktischen Betrieb
problematisch ist, Es kommt leicht dazu, daß die Dichtungen verrutschen und die
Verbindung von vornherein undicht ist. Hinzukommt, daß die Durchgänge, durch die
Heiz- oder Kühlmittel aus einem in den anderen Rohrleitungsabschnitt durch die Flansche
hindurchtreten aus konstruktiven Gründen sehr klein bemessen sind, so daß es zu
größeren Druckverlusten und Kondensation, die zu Energieverlust führen, kommt. Darüber
hinaus sind die Sicherheitskanäle so eng bemessen, daß bei einem Bruch einer Dichtung
zwar
erkennbar wird, an welcher Flanschverbindung dies der Fall
ist, jedoch aufgrund der großen Stauwirkung eine Zerstörung sämtlicher Dichtungen
an der betreffenden Flanschverbindung eintreten und eine Durchmischung von Medium
mit Heiz- oder Kühlmittel erfolgen wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Flanschverbindung,
die von einem Medium sowie einem Heiz- oder Kühlmittel in getrennten koaxialen Räumen
axial durchströmt wird, in wirksamer Weise abzudichten, Dabei muß die Flanschverbindung
nicht nur nach außen hin dicht sein, sondern es darf auch keine Verbindung zwischen
dem Innenrohr und dem koaxialen Ringraum entstehen. Um letzteres sicherzustellen,
soll die erfindungsgemäße Flanschverbindung mit einer Sicherheitseinrichtung versehen
sein, die den Übertritt von Heiz- oder Kühlmittel aus dem Ringraum in das Innenrohr
und umgekehrt von Medium aus dem Innenrohr in den koaxialen Ringraum in einfacher
und sicherer Weise verhindert, Dabei soll die erfindungsgemäße Flanschverbindung
einfach und preiswert herstellbar, leicht montierbar sein und außerdem die eingangs
erwähnten Forderungen erfüllen.
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Zur Lösung der vorerwähnten Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine
Flanschverbindung in beheizten oder gekühlten Rohrleitungen mit Fest-oder Losflanschen,
bestehend aus mit axialen Durchbrechungen in Form von Löchern oder Schlitzen versehenen
Ringscheiben, von denen sich ein im Durchmesser dem des Innenrohrs entsprechender
innerer und ein im Durchmesser dem des Außenrohrs entsprechender äußerer zu dem
ersteren konzentrischer Ringabschnitt in dieselbe Richtung axial erstreckt und einer
zwischen jeweils zwei Ringscheiben an der Verbindungsstelle eingelegten Packung,
die mit denen in den Ringscheiben vorgesehenen fluchtende Durchbrechungen aufweist,
vorgeschlagen, die dadurch gekenn zeichnet ist, daß die Flansche im wesentlichen
ebene Dichtflächen
besitzen und daß die Abdichtung benachbarter
Flansche durch eine Packung erfolgt, die einen zwischen Hohlraum des Innenrohrs
und Durchbrechungen liegenden Ring besitzt, mit dem der Lage, Form und Anzahl der
Durchbrechungen in den Flanschen entsprechende Dichtungsringe über einen Steg, der
schmaler als die Packung ist, einstückig verbunden sind.
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Eine solche Flanschverbindung ist nicht nur preiswert in der Herstellung,
weil die Dichtflächen der Flansche praktisch plan sein können, da die Sicherheitseinrichtung
zum Austritt von Medium oder Heiz- oder Kühlmittel bei Bruch einer Dichtung ins
Freie praktisch in die Dichtung gelegt worden ist, sondern die Montage ist auch
erleichtert, weil nurmehr eine einzige Dichtung gehandhabt werden muß.
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Darüber hinaus sind auch die eingangs genannten Forderungen erfüllt,
die an eine beheizte oder gekühlte Flanschverbindung gestellt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung soll bei der erfindungsgemäßen
Flanschverbindung die Dichtfläche der Ringscheibe zur radialen Festlegung der Packung
durch einen inneren und/oder äußeren Ringabsatz begrenzt sein. Auf die Weise kann
die Packung in ihrer Lage fixiert werden.
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Die Packung kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgesaltung der
Erfindung aus einer beidseitig mit Dichtungsmaterial beschichteten Metallplatte
bestehen, wobei deren Oberfläche mit Rillen versehen sein kann, um eine bessere
Verankerung des Beschichtungsmaterials zu gewährleisten und allgemein die Dichtwirkung
zu erhöhen. Eine derartig ausgebildete Packung ist ausreichend steif und dichtfähig
sowie gut handhabbar. Um die Packung auf möglichst einf ache Weise lagegerecht zwischen
zwei miteinander zu verbindende Flansche einzulegen und das Hantieren mit der Packung
auf Rohrleitungsbrücken zu erleichtern,
wird gemäß einer weil el
,1n vorteilhaften Ausführung der Erfindung vorgeschlagen, daß an diametral gegenüberliegenden
Außenseiten der Packung mindestens zwei in ihr verankerte, um etwas mehr als 900
gegenüber der Dichtungsebene in dieselbe Richtung abgebogene metallische Klipps,
den Flansch klammerartig umfassend, angeordnet sind.
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Dabei können die Klipps mit der Metallplatte in der Packung vorzugsweise
einstückig sein, Die Klipps sollen weiterhin in Rillen in der Außenumfangsfläche
des Flanschs federnd nachgiebig einrastend ausgebildet sein, wobei zusätzlich die
Festlegung der Packung in Umfangsrichtung durch mindestens eine Ausklinkung im Randbereich
des Flanschs durch die sich ein Klipp hindurcherstreckt erfolgen kann.
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Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Packung lagegenau in
die Rohrflanschverbindung eingesetzt werden kann, was sonst wegen der engen Abstände
der Flansche nicht einfach ist, Hinzukommt. daß die Packung so lange in der ausgerichteten
Lage festgehalten werden kann, bis die Rohrflanschverbindung soweit angezogen ist,
daß die Packung zwischen den Flanschen durch Pressung gehalten wird.
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Weiterhin ist es gemäß der Erfindung von Vorteil, daß der Außenrand
der Flansche aus zwei oder mehreren Teilstücken besteht, damit man von außen ein
Werkzeug, z. B. ein Brecheisen, radial ansetzen kann, um die Flansche bei Demontage
auseinanderdrücken zu können, In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Flanschverbindung
soll im gleichen Radialabstand wie der Steg der Packung eine Radialnut in die Dichtfläche
der Flansche eingearbeitet sein. Hierdurch wird eine zusätzliche Entlastung beim
Bruch einer Dichtung erreicht, denn das Medium bzw, das Heiz- oder Kühlmittel kann
durch diese Nut ins Freie strömen, Um eine möglichst druck- und temperaturverlustfreie
Durchströmung des Mantelringraums der Rohrleitung durch das Heiz- oder Kühlmittel
zu gewährleisten, sollen die Durchbrechungen in dem Flanschstutzen langlochförmig
sein. Vier solcher langlochförmigen Durchbrechungen haben sich als vorteilhaft erwiesen.
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Die Erfindung wird am Beispiel einer zwischen Rohrleitungsstücken
angeordneten Flanschverbindung erläutert.
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Fig, 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine in erfindungsgemäßer Weise
ausgestaltete Flanschverbindung längs der Linie C-D aus Fig. 2, Fig. 2 einen Querschnitt
längs der Linie A-B aus Fig. 1, Fig. 3 ist eine Draufsicht einer in der erfindungsgemäßen
Flansch verbindung einzusetzenden Packung, und Fig. 4 zeigt die Packung im Querschnitt
längs der Linie E-F aus Fig. 3.
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Die Flanschverbindung besteht aus den Flanschstutzen 1, die im Mittelabschnitt
in axialer Richtung vorzugsweise langlochförmige Durchbrechungen 2 besitzen. Jeder
Flanschstutzen 1 ist weiterhin mit einem inneren und einem äußeren Ringabschnitt
3 bzw. 4 versehen, wobei an den ersteren das Innenrohr 5 und an den letzteren das
Außenrohr 6 der Doppelmantel-Rohrleitung anschweißbar ist. Über die Flanschstutzen
1 ist ein Flanschring 7 gesetzt. Dieser kann an den Flanschstutzen auch angeschweißt
oder mit diesem einstückig sein. Die Verbindung der Flansche erfolgt lösbar über
Befestigungsschrauben 21.
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Ein innerer und/oder äußerer Ringabsatz 16 bzw. 16' am Innen- bzw.
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Außenumfang der Flanschstutzen 1 sorgt für einen sicheren Sitz der
Packung 8 in radialer Richtung und erleichtert das zentrische Einsetzen der Packung
8. Zwischen den Flanschstutzen 1 ist die Packung 8 eingesetzt, die mit den axialen
Durchbrechungen 2 der Flanschstutzen 1 fluchtende Durchbrechungen 9 aufweist.
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Die Packung 8 besteht aus einem Ring 8a, an dem ohrenförmig der Anzahl,
Form und Lage der Durchbrechungen 2 im Flanschstutzen 1 entsprechende Dichtungsringe
8b angesetzt sind. Die Verbindung der
Dichtungsringe 8b mit dem
Ring 8a erfolgt über Stege 8c, die schmaler sind als die Dichtungsringe 8b und der
gleich starke Ring 8a. Die Stege 8c können durch die Metallplatte 17 gebildet werden,
die im Bereich der Dichtungsringe 8b und des Ringabschnitts 8a mit Dichtungsmaterial
18 beidseitig belegt ist, wie am deutlichsten Fig. 4 zeigt. Es entstehen dadurch
auf beiden Dichtungsflächen der Packung 8 Nuten oder Rillen bzw. Kanäle, durch die
das Medium bzw. das Heiz- oder Kühlmittel hindurchströmen und dann radial nach außen
ins Freie gelangen kann.
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Eine Vermischung des Mediums mit dem Heiz- oder Kühlmittel ist damit
praktisch ausgeschlossen. Werden im gleichen Radialabstand wie der Steg 8c der Packung
8 eine Radialnut 10 in die Dichtungsflächen der Flanschstutzen 1 eingearbeitet,
so wird das Volumen des Ausströmungskanals für das Medium aus dem leck gewordenen
Innen- oder RingraumRergrößert. Es ist damit sichergestellt, daß sowohl wenn der
Ring 8a, der das Innenrohr 5 nach außen abdichtet, als auch einer der Dichtungsringe
8b defekt wird, nicht automatisch die übrigen Dichtstellen mit betroffen sind.
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Um eine bessere Haftung für das Dichtungsmaterial 18 beim Beschichten
der Metallplatte zu erreichen, kann die Metallplatte 17 mit Rillen 14 versehen werden.
Die Herstellung der Metallplatte 17 kann durch Ausstanzen und Einprägen der Rillen
14 erfolgen. Durch die Rillung 14 wird eine erhöhte Dichtwirkung gerade in den Bereichen,
die voneinander getrennt werden, erreicht. Es ist dies die Öffnung des Ringabschnitts
3 und die von Heiz- und Kühlmittel durchströmten Durchbrechungen 2. Der Preßdruck
läßt sich erheblich steigern, weil die Preßkraft nur über die Rillenberge, also
eine verhältnismäßig kleine Fläche, übertragen wird. Hierdurch ergibt sich wiederum
eine Verbesserung der Dichtwirkung.
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Die erfindungsgemäße Flanschverbindung vereinigt eine Vielzahl von
Vorteilen, wozu im einzelnen gehören: Zwei voneinander getrennt wirkende Dichtungssysteme,
dadurch bedingt, keine gegenseitige Beeinflussung, d,h, Zerstörung einer Dichtung
wirkt sich nicht auf die übrigen Dichtungsteile aus.
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Vermischung von Medium mit Heiz- oder Kühlmittel ist ausgeschlossen,
weil bei Bruch eines Dichtungsteils das Medium oder das Heiz- oder Kühlmittel die
Möglichkeit hat, ins Freie zu entweichen, Durch die Anordnung von Langlöchern anstelle
von Bohrungen in den Flanschen ist der Durchgang für das Heiz- oder Kühlmittel durch
die Flanschverbindung druck- und temperaturverlustfrei ermöglicht.
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Es können Normflanschverbindungen eingesetzt werden, die Dichtungsfläche
am Flansch ist einfach herzustellen, Die in die Flansch-Dichtfläche eingedrehte
Entlastungsnut verbessert die Entwichungsmöglichkeit beim Bruch eines Dichtungsteils
nach außen.
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Die Herstellung der erfindungsgemäßen Packung ist preisgünstig.
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Die Anbringung der Packung ist einfach und lagegenau durchführbar.
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Die spezifische Pressung der Dichtung bei gleicher Schraubenkraft
ist höher als bei bekannten.
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Es besteht die Möglichkeit, die Flansche mittels eines geeigneten
Werkzeugs für Demontagezwecke auseinanderzudrücken.
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- Durch die Federklammerung an der Packung ist deren genaue Fixierung
möglich und unbeabsichtigtes Herabfallen bei der Montage ausgeschlossen.
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- Die Flanschverbindung ist einfach und preiswert herzustellen.
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Damit sind alle wesentlichen Aspekte durch die erfindungsgemäße Flanschverbindung
berücksichtigt. Die erfindungsgemäße Flanschverbindung vereinigt mehr Vorteile als
alle bisher bekanntgewordenen und bringt daher einen technischen F ortschritt.