DE801604C

DE801604C - Selbstdichtender Konus

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Selbstdichtender einfach oder doppelt ausgebildeter Konus für Rohrverbindungen, Ventile, Deckel u. dgl. aus Metall für hohe Drucke und gegebenenfalls hohe Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus an der Aufsitzfläche mit einer selbstdichtenden Lippe (2) versehen ist, wobei vorteilhaft der Konuswinkel (a) etwas kleiner ist als der Rohrwinkel (ß).
2. Selbstdichtender Doppelkonus nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit Stützring (4) zur Aufnahme der radialen Kräfte versehen ist.
3. Selbstdichtender Konus nach Anspruch i für Weichdichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Dichtungsfläche einschließlich der Lippe bis etwa zur Hälfte mit einem korrosionssicheren Belag versehen ist.