DE9113953U1 - Sealing arrangement for a flange seal on a pipeline - Google Patents

Sealing arrangement for a flange seal on a pipeline

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Description

Andrejewski, Hocike & Partner, P?tentnnwri>te in EssenAndrejewski, Hocike & Partner, patent attorneys in Essen

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine Flanschdichtung bei einer Rohrleitung, insbesondere bei einer ein empfindliches Medium führenden Rohrleitung, mit einem ringförmigen Flachdichtungskörper, dessen Querschnitt aufeinandergewickelte, hochkantstehende, in Längsrichtung einfach oder mehrfach eingesickte Windungen aus Stahlband aufweist, wobei zwischen den Windungen ein Weichdichtungswerkstoff angeordnet ist. - Solche Dichtungsanordnungen zeichnen sich durch ihr Federungsverhalten, den vorgebbaren Federweg und ihr Dichtungsverhalten aus, und zwar auch bei hohen Temperaturen.The invention relates to a sealing arrangement for a flange seal in a pipeline, in particular in a pipeline carrying a sensitive medium, with an annular flat sealing body, the cross section of which has coils of steel strip wound on one another, standing on edge, single or multiple longitudinal grooves, with a soft sealing material arranged between the coils. - Such sealing arrangements are characterized by their spring behavior, the predeterminable spring travel and their sealing behavior, even at high temperatures.

Bei der bekannten Dichtungsanordnung, von der die Erfindung ausgeht (Lueger "Lexikon der Technik", Band 1 (1960) S. 532), ist als Weichdichtungswerkstoff Asbest eingesetzt. Dieser Weichdichtungswerkstoff bildet eine einheitliche, bandförmige Zwischenlage, die oberseitig und unterseitig mit dem Stahlband abschließt. Das hat sich im Sinne der obigen Ausführungen bewährt, soweit der Weichdichtungswerkstoff Asbest zulässig ist. Insbesondere zeichnet sich die bekannte Ausführungsform dadurch aus, daß die Dichtung in hohem Maße temperaturbeständig ist, und zwar selbst bei Temperaturen von 5000C und mehr. Darüber hinaus ist der Weichdichtungswerkstoff Asbest sehr medienfreundlich, d. h. mit den meisten Medien der chemischen Verfahrenstechnik verträglich. Im Ergebnis genügt die bekannte Dichtungsanordnung in dichtungstechnischer Hinsicht allen Anforderungen.In the known sealing arrangement on which the invention is based (Lueger "Lexikon der Technik", Volume 1 (1960) p. 532), asbestos is used as the soft sealing material. This soft sealing material forms a uniform, band-shaped intermediate layer that is flush with the steel band on the top and bottom. This has proven to be successful in the sense of the above statements, as long as the soft sealing material asbestos is permissible. In particular, the known embodiment is characterized by the fact that the seal is highly temperature-resistant, even at temperatures of 500 0 C and more. In addition, the soft sealing material asbestos is very media-friendly, i.e. compatible with most media used in chemical process engineering. As a result, the known sealing arrangement meets all requirements in terms of sealing technology.

Andrejewski, Hortke 1 Partner, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Hortke 1 Partner, patent attorneys in Essen

In der Praxis kennt man weitere Weichdichtungswerkstoffe, so Dichtungsgraphit, auch in Form von Blähgraphit, Polytetrafluorethylen und andere.In practice, other soft sealing materials are known, such as sealing graphite, also in the form of expanded graphite, polytetrafluoroethylene and others.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung des eingangs angegebenen Aufbaus zu schaffen, die wie die beschriebene Dichtungsanordnung mit Zwischenlage aus dem Weichdichtungswerkstoff Asbest allen Anforderungen in dichtungstechnischer Hinsicht genügt, jedoch asbestfrei ausgeführt ist.The invention is based on the object of creating a sealing arrangement of the structure specified at the beginning, which, like the described sealing arrangement with an intermediate layer made of the soft sealing material asbestos, meets all requirements in terms of sealing technology, but is designed free of asbestos.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung eine Dichtungsanordnung für eine Flanschdichtung bei einer Rohrleitung, insbesondere bei einer ein empfindliches Medium führenden Rohrleitung, mit einem ringförmigen Flachdichtungskörper, dessen Querschnitt aufeinandergewickelte, hochkantstehende, in Längsrichtung einfach oder mehrfach eingesickte Windungen eines Stahlbandes aufweist, wobei zwischen den Windungen des Stahlbandes zumindest im Bereich der mittleren Lagen eine Zwischenlage aus Dichtungsgraphit und innenseitig eine Zwischenlage aus Polytetrafluor- ethylen angeordnet sind und wobei die Zwischenlagen die Breite des Stahlbandes oberseitig und unterseitig überragen. Es ist ausreichend, daß dieses Überragen nur den Bruchteil eines Millimeters oder einen Millimeter ausmacht. Das Überragen kann jedoch auch größer sein.To solve this problem, the invention teaches a sealing arrangement for a flange seal in a pipeline, in particular in a pipeline carrying a sensitive medium, with an annular flat sealing body, the cross section of which has windings of a steel strip wound on top of one another, standing on edge, with single or multiple longitudinal grooves, whereby an intermediate layer of sealing graphite and an intermediate layer of polytetrafluoroethylene are arranged between the windings of the steel strip at least in the area of the middle layers, and whereby the intermediate layers project beyond the width of the steel strip on the top and bottom. It is sufficient that this projection is only a fraction of a millimeter or one millimeter. However, the projection can also be greater.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einer Dichtungsanordnung des eingangs beschriebenen Aufbaus der Weichdichtungswerkstoff Asbest nicht ohne weiteres durch Dichtungs-The invention is based on the knowledge that in a sealing arrangement of the design described above, the soft sealing material asbestos cannot be easily replaced by sealing

Andrejewski, Honke SL Partnsr, Pf tentonwnite in EssenAndrejewski, Honke SL Partner, Pf tentonwnite in Essen

graphit ersetzt werden kann, weil Dichtungsgraphit zwar temperaturbeständig ist, mit vielen Medien der chemischen Verfahrenstechnik jedoch nicht oder nur wenig verträglich ist. Die Erfindung beruht auf der weiteren Erkenntnis, daß Polytetrafluorethylen zwar mit vielen Medien der Verfahrenstechnik verträglich und insoweit medienfreundlich ist, den Weichdichtungswerkstoff Asbest jedoch dann nicht ersetzen kann, wenn es auf Temperaturbeständigkeit bei hohen Temperaturen bis beispielsweise 5000C und mehr ankommt. Demgegenüber verwirklicht die Erfindung die Kombination der beschriebenen Maßnahmen, wobei überraschenderweise die Dichtungsanordnung einerseits in hohem Maße medienfreundlich und andererseits so wie überraschenderweise auch Temperaturen bis 5000C und mehr verträgt, wenn die Temperatureinwirkung, beispielsweise infolge eines Brandfalles, von außen erfolgt. Überraschenderweise werden diese Funktionen durch das Federungsverhalten und selbst große temperaturbedingte Federwege nicht beeinträchtigt.graphite can be replaced because although sealing graphite is temperature-resistant, it is not or only slightly compatible with many media used in chemical process engineering. The invention is based on the further finding that although polytetrafluoroethylene is compatible with many media used in chemical process engineering and is therefore media-friendly, it cannot replace the soft sealing material asbestos when temperature resistance at high temperatures of up to, for example, 500 0 C and more is important. In contrast, the invention implements the combination of the measures described, whereby surprisingly the sealing arrangement is on the one hand highly media-friendly and on the other hand surprisingly also withstands temperatures of up to 500 0 C and more if the temperature influence comes from outside, for example as a result of a fire. Surprisingly, these functions are not impaired by the suspension behavior and even large temperature-related spring travel.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage aus Dichtungsgraphit sich etwa über die halbe Radialbreite des Flachdichtungskörpers erstreckt und die Zwischenlage aus Polytetrafluorethylen sich anschließt. Dabei empfiehlt es sich, einige in bezug auf das zugeordnete Rohr außenseitige und/oder innenseitige Windungen des Stahlbandes zwischenlagefrei anzuordnen und miteinander durch Punktschweißung zu verbinden. Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung folgen die Zwischenlagen der Geometrie desIn detail, there are several possibilities for further development and design within the scope of the invention. A preferred embodiment of the invention is characterized in that the intermediate layer of sealing graphite extends approximately over half the radial width of the flat sealing body and the intermediate layer of polytetrafluoroethylene follows. It is recommended that some of the external and/or internal turns of the steel strip be arranged without an intermediate layer in relation to the associated pipe and that they be connected to one another by spot welding. In the sealing arrangement according to the invention, the intermediate layers follow the geometry of the

Andrejewski, Honke 5. Partner, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honke 5th Partner, Patent Attorneys in Essen

Stahlbandes. Dabei kann die Formgebung der Zwischenlagen beim Wickeln des Stahlbandes zu dem spiralförmig aufgewickelten Dichtungskörper selbst erfolgen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Zwischenlage nach Maßgabe der Sickung des Stahlbandes im Sinne einer Vorformung zu sicken. Im Rahmen der Erfindung liegt es, in bezug auf das zugeordnete Rohr außenseitig einen metallischen Zentrierring und innenseitig einen metallischen Schutzring anzuordnen, die zumindest vor dem Einbau der Dichtungsanordnung weniger dick sind als der Flachdichtungskörper.
10Steel strip. The intermediate layers can be shaped when the steel strip is wound into the spirally wound sealing body itself. However, it is also possible to preform the intermediate layer according to the beading of the steel strip. It is within the scope of the invention to arrange a metallic centering ring on the outside and a metallic protective ring on the inside in relation to the associated pipe, which are less thick than the flat sealing body, at least before the sealing arrangement is installed.
10

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungThe invention is explained in more detail below using a drawing that merely represents an exemplary embodiment. It shows a schematic representation

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Rohrleitung mit Flanschdichtung und erfindungsgemäßer Dichtungsanordnung zwischen zwei Flanschen im Längsschnitt,Fig. 1 shows a section of a pipeline with flange seal and sealing arrangement according to the invention between two flanges in longitudinal section,

Fig. 2 im gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab die Dichtungsanordnung aus dem Gegenstand der Fig. 1 im Ausschnitt A, unverformt bei entfernten Flanschen.Fig. 2 shows, on a scale significantly enlarged compared to Fig. 1, the sealing arrangement from the subject of Fig. 1 in section A, undeformed with the flanges removed.

Die in den Figuren dargestellte Dichtungsanordnung 1 ist für eine Flanschdichtung bei einer Rohrleitung 2 bestimmt. Es mag sich um eine Rohrleitung 2 handeln, die ein empfindliches Medium führt. Zur Dichtungsanordnung 1 gehört ein ringförmiger Flachdichtungskörper 3, dessen Querschnitt aufeinandergewickelte, hochkantstehende, in Längsrichtung einfach eingesickte Windungen eines Stahlbandes 4 aufweist. Die Flansche wurden mit 5 bezeichnet.The sealing arrangement 1 shown in the figures is intended for a flange seal on a pipeline 2. It may be a pipeline 2 that carries a sensitive medium. The sealing arrangement 1 includes an annular flat sealing body 3, the cross section of which has windings of a steel strip 4 that are wound on top of one another, standing on edge and simply beaded in the longitudinal direction. The flanges are designated 5.

Andrejewski, Honke SL Partner, Pctentanwäite in EssenAndrejewski, Honke SL Partner, PC lawyer in Essen

Zwischen den Windungen des Stahlbandes 4, in bezug auf die zugeordnete Rohrleitung 2 außenseitig, befindet sich eine Zwischenlage 6 aus Dichtungsgraphit. Innenseitig befindet sich eine Zwischenlage 7 aus Polytetrafluorethylen. Die Zwischenlagen 6, 7 überragen die Breite des Stahlbandes 4 oberseitig und unterseitig, - wie in der Fig. 2 übertrieben dargestellt worden ist.Between the turns of the steel strip 4, on the outside in relation to the associated pipeline 2, there is an intermediate layer 6 made of sealing graphite. On the inside there is an intermediate layer 7 made of polytetrafluoroethylene. The intermediate layers 6, 7 extend beyond the width of the steel strip 4 on the top and bottom sides - as shown exaggeratedly in Fig. 2.

Man entnimmt aus der Fig. 2, daß die Zwischenlage 6 aus Dichtungsgraphit sich etwa über die halbe Radialbreite des Flachdichtungskörpers 3 erstreckt. Die Zwischenlage 7 aus Polytetrafluorethylen schließt sich an. Man erkennt in der Fig. 2 außerdem, daß einige in bezug auf das zugeordnete Rohr innenseitige Windungen 8 des Stahlbandes 4 zwischenlagefrei angeordnet und miteinander an den Punkten 9 verschweißt sind. Die Zwischenlagen 6, 7 sind nach Maßgabe der Sickung 10 des Stahlbandes 4 gesickt. Entsprechend könnten noch einige außenseitige Windungen des Stahlbandes 4 zwischenlagefrei angeordnet und miteinander verschweißt sein.It can be seen from Fig. 2 that the intermediate layer 6 made of sealing graphite extends approximately over half the radial width of the flat sealing body 3. The intermediate layer 7 made of polytetrafluoroethylene is adjacent to this. It can also be seen in Fig. 2 that some of the inner turns 8 of the steel strip 4 are arranged without an intermediate layer in relation to the associated pipe and are welded together at points 9. The intermediate layers 6, 7 are beaded in accordance with the beading 10 of the steel strip 4. Accordingly, some of the outer turns of the steel strip 4 could also be arranged without an intermediate layer and welded together.

Im Ausführungsbeispiel ist in bezug auf das zugeordnete Rohr außenseitig ein metallischer Zentrierring 11, innenseitig ein Schutzring 12 angeschlossen. Diese sind zumindest beim Einbau der Dichtungsanordnung 1 weniger dick als der Flachdichtungskörper 3. Das Stahlband hat eine Dicke von zum Beispiel 0,15 bis 0,25 Millimetern. Seine Breite beträgt zum Beispiel 3 bis 7 Millimeter. Die Zwischenlagen 6 und 7 sind zum Beispiel 0,3 bzw. 1 Millimeter dick.In the exemplary embodiment, a metal centering ring 11 is connected to the outside of the associated pipe and a protective ring 12 is connected to the inside. These are less thick than the flat sealing body 3, at least when the sealing arrangement 1 is installed. The steel strip has a thickness of, for example, 0.15 to 0.25 millimeters. Its width is, for example, 3 to 7 millimeters. The intermediate layers 6 and 7 are, for example, 0.3 and 1 millimeter thick, respectively.

Claims (5)

Andrejewski, Hortke S. Partner, Pctentanwäite in Essen SchutzansprücheAndrejewski, Hortke S. Partner, PCtentanwäite in Essen Protection claims 1. Dichtungsanordnung (1) für eine Flanschdichtung bei einer Rohrleitung (2), insbesondere bei einer ein empfindliches Medium führenden Rohrleitung (2), mit einem ringförmigen Flachdichtungskörper (3), dessen Querschnitt aufeinandergewickelte, hochkantstehende, in Längsrichtung einfach oder mehrfach eingesickte Windungen eines Stahlbandes (4) aufweist,1. Sealing arrangement (1) for a flange seal in a pipeline (2), in particular in a pipeline (2) carrying a sensitive medium, with an annular flat sealing body (3), the cross section of which has windings of a steel strip (4) wound on one another, standing on edge, and beaded once or multiple times in the longitudinal direction, wobei zwischen Windungen des Stahlbandes (4) zumindest im Bereich der mittleren Lagen eine Zwischenlage (6) aus Dichtungsgraphit und innenseitig eine Zwischenlage (7) aus Polytetrafluorethylen angeordnet sind undwherein an intermediate layer (6) made of sealing graphite and an intermediate layer (7) made of polytetrafluoroethylene are arranged between turns of the steel strip (4) at least in the region of the middle layers and wobei die Zwischenlagen (6, 7) die Breite des Stahlbandes (4) oberseitig und unterseitig überragen.
15wherein the intermediate layers (6, 7) extend beyond the width of the steel strip (4) on the upper and lower sides.
15 2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Zwischenlage2. Sealing arrangement according to claim 1, wherein the intermediate layer (6) aus Dichtungsgraphit sich etwa über die halbe Radialbreite des Flachdichtungskörpers (3) erstreckt und die Zwischenlage(6) made of sealing graphite extends approximately over half the radial width of the flat gasket body (3) and the intermediate layer (7) aus Polytetrafluorethylen sich anschließt.
20(7) made of polytetrafluoroethylene.
20 3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei einige in bezug auf das zugeordnete Rohr (2) außenseitige und/oder innenseitige Windungen (8) des Stahlbandes (4) zwischenlagefrei angeordnet und miteinander punktverschweißt sind.3. Sealing arrangement according to one of claims 1 or 2, wherein some of the outer and/or inner turns (8) of the steel strip (4) with respect to the associated pipe (2) are arranged without interlayers and are spot-welded to one another. Andrejewski, Hortke i Partner, Pctentanwälte in EssenAndrejewski, Hortke i Partner, PCtentanwälte in Essen 4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zwischenlagen (6, 7) nach Maßgabe der Sickung (10) des Stahlbandes (4) gesickt sind.4. Sealing arrangement according to one of claims 1 to 3, wherein the intermediate layers (6, 7) are beaded in accordance with the beading (10) of the steel strip (4). 5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in bezug auf das zugeordnete Rohr (2) außenseitig ein metallischer Zentrierring (11) und innenseitig ein metallischer Schutzring (12) angeordnet sind, die zumindest vor dem Einbau der Dichtungsanordnung (1) weniger dick sind als der Flachdichtungskörper (3).5. Sealing arrangement according to one of claims 1 to 4, wherein in relation to the associated pipe (2) a metallic centering ring (11) is arranged on the outside and a metallic protective ring (12) is arranged on the inside, which are less thick than the flat sealing body (3) at least before the installation of the sealing arrangement (1).
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