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Druckbehälterdichtung für Druckbehälter größeren Ausmaßes Die Erfindung
betrifft eine Druckbehälterdichtung für Druckbehälter größeren Ausmaßes, insbesondere
für Zellwlosekoc'her, Härtekessel u. dgl., zum Abdichten der Radialfläche des Deckels
gegenüber der entsprechenden Radialfläche des Behälterflansches, wobei in dem Behälterflansch
in einer Ringnut ein in sich geschlossener Dichtungsring vorgesehen ist.
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Bei den bekannten Dichtungen der vorgenannten Art wird der Dichtungsring
auf irgendeine Weise gegen den Deckelflansch in seiner Schließstellung gedrückt.
Dies wird beispielsweise dadurch bewirkt, daß der V-förmig ausgebildete Dichtungsring
mit seinen beiden von dem Deckel wegweisenden Lippen auf einem keilförmigen Metallring
reitet, der unter der Wirkung einer vorgespannten Feder steht. Statt dessen oder
zusätzlich kann auch der Dichtungsring durch ein unter Druck stehendes Strömungsmittel
.gegen den Deckelflansch gedrückt werden, wobei dann zusätzlich dafür gesorgt werden
muß, daß das Hilfsströmungsmittel nicht längs der zylindrischen Außenwand der Ringnut
nach außen tritt.
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Sehr häufig werden auch zwei Dichtungsringe benutzt, indem der untere,
dem Hilfsströmungsmittel ausgesetzte Dichtungsring aus Gummi und der obere Hauptdichtungsring,
der sich gegen den Deckelflansch legt, aus Asbest hergestellt wird. Für das Strömungsmittel,
mit dessen Hilfe der Dichtungsring gegen ,den Deckelflansch gedrückt wird, wird
im allgemeinen das Strömungsmittel aus dem Be,hälterfnnern selbst genommen.
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-Während diese vorgenannten Diehtungen bei kleinen Druckbehältern
meist befriedigend arbeiten, lassen sie sich jedoch nicht für Druckbehälter reit
großem Durchmesser und !höheren Drücken mit Erfolg verwenden; denn im letztgenannten
Fall sind erhebliche Schwierigkeiten zu überwinden, die eine
derartige
Abdichtung zu einem Problem werden lassen. Beispielsweise bildete die Abdichtung
von Zellulosekochern, Härtekesseln u. dgl., die häufig einen Durchmesser von mehr
als 4 m haben, ein bis zum Anmeldetage noch nicht einwandfrei gelöstes Problem.
Wie schwierig es. ist, für solche großen Druckkessel eine einwandfreie Dichtung
zu schaffen, erhellt allein die Tatsache, daß bei weiterhin bekannten. Abdichtungen
zu einer Anhäufung von Mitteln Zuflucht genommen worden ist. So wurde für diese
erschwerten Bedingungen eine Dichtung vorgeschlagen, bei der ein von federnden Mitteln
belasteter Metallring über zwei winklig zueinander stehende Kegelflächen auf einen
Dichtungs.ring aus plastischer Masse wirkt, indem dieser sich mit den Seitenteilen
einer im Querschnitt sattelförmigen Ringaussparung auf zwei im Querschnitt einen
Keil bildende Kegelflächen. des Metallringes auflegt.
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Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Druckbehälterdichtung,
die neben einer sehr großen Betriebssicherheit einen äußerst einfachen Aufbau aufweist.
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Erfindungsgemäß wird daher eine Druckbehä.lterdii@chtung vorgeschlagen
zum Abdichten der Radialfläche des Deckels :gegenüber der entsprechenden Radialfläche-des
Behälterflansches mit einer im Behälterflansch vorgesehenen Ringnut, in die ein
in sich geschlossener Dichtungsring eingelegt ist, dessen dem Deckelflansch .abgekehrte
Seite sattelartig derart ausgebildet ist, daß .die Seiten lippenartig verlaufen
und sich unter dem Einflu.ß eines Druckmittels abdichtend gegen die Seitenwände
der Ringnut legen, wobei der Dichtungsring auf an sich bekannte Weise aus einem
Kern und einem diesen Kern. umgebenden Mantel, und zwar vorzugsweise der Kern aus
Gummi und der Mantel aus Asbest oder aber auch umgekehrt, besteht.
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Ganz allgemein haben sich als Werkstoffe für Dichtungsringe von Stopfbuchsen,
Packungen ad. dgl. und insbesondere für Diehtungaringe von Schnellverschlüssen für
Druckbehälter vorzugsweise Gummi und Asbest bewährt.- Die Elastizität des Gummis
ist hier von großem Vorteil. Als Nachteil wirkt sich jedoch häufig die Tatsache
aus, daß höhere Temperaturen den Gummi- verändern und sogar zerstören, was den Verwendungsbereich
des Gummis erheblich einschränkt, da die Drücke und Temperaturen des Strömungsmittels
im Innern des Druckbehälters immer höher gewählt werden. Der Asbest wiederum ist
häufig -hart und zuwenig elastisch. Im Zusammenhang damit neigt ein Asbestring zu
Verformungen, zum Reißen oder zum Schrumpfen. Als Folge dieser Eigenschaften erhöhen
sich die Schwierigkeiten des Einbaues derartiger Asbestringe und .damit die Schwierigkeiten
der Abdichtung, Es sind auch schon Dichtungsringe mit einem Kern und einem diesen
Kern um- ;, gebenden Mantel, wobei der Kern vorzugsweise aus Gummi und der Mantel
aus Asbest besteht, bekanntgeworden, doch wurden diese allein; zur Abdichtung von
einfachen Flüssigkeitsbehältern, wie beispielsweise auch Mannlöchern bei Dampfmaschinen-oder
bei Stopfbuchsen, verwendet, und es ist der Schut: allein auf die zuvor angegebenen
kombirniertet Merkmale gerichtet. Es hat sich gezeigt, daß durcl die erfindungsgemäße
Ausführung 4eines Dichtungsringes die bis'-her beim Abdichten von Druckbehältern
mit Schnellverschluß bestehenden Schwierigkeiten grundsätzlich behoben werden. Bei
einer meist vorteilhaften Ausführung des Kernes au: Gummi (und also des Mantels
aus Asbest) verleiht der Gummikern dem Dichtungsring eine in allen Belastungsfällen
ausreichende Elastizität, während der Asbestmantel den Fern vor schädlichen Einflüssen;
insbesondere Temperatureinflüssen, schützt und überdies den Kernwerkstoff richtig
in Form hält.
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In Fällen, in denen eiin vorzeitiger Verlust der Elastizität des.
Gummis. etwa durch zu hohe Temperaturen oder chemische Einflüsse od. dgl. nicht
zu besorgen ist, kann es durchaus vorteilhaft sein, die umgekehrte Anordnung zu
wählen, d. h. für den Kern Asbest und den Mantel Gummi, zu verwenden, um den Asbestkern
gegen Verformungen oder gegen Reißen. zu schützen. Dabei, ist wesentlich, daß Druckbehälter;
für welche der erfindungsgemäße Dichtungsring bestimmt ist, häufig zu öffnen und
erneut zu schließen sind, und zwar zwecks Entleerung und Wiederneufüllung, so daß
der Dichtungsring ungleich größeren Beanspruchungen als in allen jenen Fällen ausgesetzt
ist, in denen der Deckel eines Behälters oder Kessels nach einmaligem Zusammenbau
unverändert am Kessel oder Behälter verbleibt.
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Die erfindungsgemMeAusbildung des Dichtungsringes schließt keineswegs
die an sieh bekannte Möglichkeit aus, unter den Dichtungsring ein Druckmittel; z.
B. Gas oder Dampf, zu leiten, um den Andruck des Ringes an den Behälterdeckel oder
-boden und damit die Abdichtungswirkung zu begünstigen. Es kommt zwar hierfür eine
Ausführung wie bei. einer bekannten Sehlauchringdichtung nicht in Betracht, in deren
Hohlraum das Druckmittel eingeleitet wird; denn ein solcher Hohlraum steht mit dem
Erfindungsgrundgedanken in Widerspruch. Gleichwohl läßt sich erfindungsgemäß recht
einfach der Erfindungsgrundgedanke mit dem Bestreben der zusätzlichen Wirkung eines
Druckmittels in Einklang bringen, wenn der Ring auf seiner .der Didhtungsstirnfläche
gegenüberliegenden Stirnseite nach Art einer Nut gestaltet wird, die eine Kammer
für das Druckmittel bildet, das zweckmäßig dem Inneren des Behälters entnommen wird.
Handelt es sich bei dem Druckmittel um Dampf, so ist die Ausführung des. Mantels
aus Asbest angezeigt, um, wie erwähnt, den Gummikern gegen Überhitzung zu schützen.
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Besonders günstig erweist es sich, erfindungsgemäß in der Ringnut
des Behälterflansches ,in an sich bekannter Weise zwei Dichtungsringe übereinander
anzuordnen, wobei der obere Dichtungsring mit seiner dem Deckelflansch abgekehrten,
sattelartig ausgebildeten Seite auf der abgestumpft keilförmig ausgebildeten Stirnseite
des unteren Dichtungsringes aufliegt. Dabei 'kann auch der dem
Deckel
zugekehrte Einzelring auf der dem Deckel abgekehrten Stirnseite eine Nut zum Einleiten
eines. Strömungsmittels erhalten, das gegebenenfalls durch Bohrungen in den unter
ihm befindlichen Einzelring Zutritt erhält. ' Bei einer derartigen zweiteiligen
Ausführung ist es zweckmäßig, sowohl die Gummiart der Kerne beider Einzelringe als
auch die Asbestmäntel verschiedenartig zu wählen, indem z. B. für den am Deckel
anliegenden Einzelring Gummi und Asbest härter ausgeführt werden als beim anderen
Ring. Es ist auch möglich, die beiden Einzelringe in der Weise unterschiedlich zu
gestalten, daß der eine von .ihnen einen Gummikern mit Asbestmantel und der andere
einen Asbestkern mit Gummimantel erhält.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes,
und zwar Teigt Fig. i einen Querschnitt durch zwei für den Einbau in eine Ringnut
bestimmte, gemäß der Erfindung ausgebildete Dichtungsringe, Fig. 2 einen Teilschnitt
durch den Flansch eines Druckbehälters mit dem dazugehörigen Teil des Deckels mit
erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtungsringen.
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Gemäß Fig. i sind für den Einbau: in eine Ringnut eines Druckbehälterflanschos-
ein Hilfsdichtungsring i und ein Hauptdichtungsring 2 vorgesehen. Der Hilfsdichtungsring
weist einen Gummikern 3 von verhältnismäßig weichem hochelastischem Gummi mit einer
Asbestummantelung 4 auf, wobei der Asbest dieser Ummantelung ebenfalls verhältnismäßig
weich .ist.
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Der Hauptdi:cntungsring 2 weist einen Gummikern 5 von verhältnismäßig
hartem Gummi auf mit einer Asbestummantelung 6 aus ebenfalls verhältnismäßig hartem
Asbest.
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Der Hilfsdichtungsring i besitzt zwei Lippen 7 und B. In entsprechender
Weise besitzt der Hauptdichtungsring 2 zwei Lippen 9 und io, die auf einer entsprechend
keilförmig ausgebildeten Stirnfläche des Dichtungsringes i reiten.
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Die Fig.2 zeigt diese beiden Dichtungsringe nach: dem Einbau in :eine
Ringnut i i eines Behälterflansches 12, unter .dessen Knaggen 13 sich auf bekannte
Weise die Knaggen 14 eines Behälterdeckels 15 legen. Von unten her kann ein
unter Druck stehendes Strömungsmittel in den Raum unter den Hilfsdichtungsring i
geleitet werden. Dieses Strömungsmittel wird vorzugsweise auf nicht dargestellte
Art aus dem Innern des Behälters 16 genommen und kann über eine Bohrung 17 in dem
Hilfsdichtungsring i zu einem Raume 18 zwischen dem Hilfsdichtungsring i und dem
Hauptdichtungsring 2 geleitet werden. Durch das .unter Druck stehende Strömungsmittel
werden einerseits die Lippen 7, 8 des Hilfsdichtungsringes i und außerdem -die Lippen
9, io des HauptdiChtungisTinges 2 gegen die zylindrischen Wandungen der Ringnut
i i gedrückt. Außerdem wird die flache Stirnfläche des Hauptdichtungsringes 2 gegen
die entsprechende Dichtfläche des Flansches i9 des Deckels 15 gedrückt. Die
Lippen 7 und 8 :des Hilfsdi.dhtungsringes i liegen - wie sich aus der Fig. 2 ergibt
-auf demBoden derRingnut auf, so daß dieseLippen sich nicht von den axialen Ringnutwänden
abzuheben vermögen. Die Dichtheit längs dieser Wände ist also stets sichergestellt.
Die Elastizität des Ringes in der Axi.alrichtung reicht außerdem stets aus, um ein
einwandfreies Andrücken seiner Stirnfläche gegen den Deckelflansch und. damit auch
.dort eine einwandfreie Abdichtung zu erreichen.