DE1089601B

DE1089601B - Arrangement serving to seal a joint in a high-pressure container

Info

Publication number: DE1089601B
Application number: DEM40859A
Authority: DE
Inventors: Lewis Manley Burrows
Original assignee: Manning Maxwell and Moore Inc
Current assignee: Manning Maxwell and Moore Inc
Priority date: 1958-10-22
Filing date: 1959-03-18
Publication date: 1960-09-22

Description

DEUTSCHESGERMAN

BIBLIOTHEKLIBRARY DES DEUTSCHENOF THE GERMAN PAT&fiTAMTESPAT & fiTAMTES

Die Erfindung betrifft eine zum Abdichten einer Fuge zwischen zwei gegenseitig beweglichen Teilen eines Hochdruckbehälters dienende Anordnung mit einem metallischen hohlen, federnden Dichtungsring, dessen Wände zum Teil von ringförmigen, aus 'einem Stück mit dem Dichtungsring bestehenden Lippen gebildet werden, die durch den abzudichtenden Flüssigkeitsdruck auseinandergespreizt und mit ihren Außenflächen an Sitzflächen der Behälter teile angedrückt werden.The invention relates to one for sealing a joint between two mutually movable parts A high-pressure container serving arrangement with a metallic hollow, resilient sealing ring, the walls of which are formed in part by annular lips which are made in one piece with the sealing ring are spread apart by the liquid pressure to be sealed and with their outer surfaces parts are pressed against the seat surfaces of the container.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art ist der Dichtungsring U-förmig profiliert, und seine Schenkel, die sich mit ihren Kanten gegenüberstehen und einen Spalt für den Eintritt der Flüssigkeit in den Hohlraum des Dichtungsringes begrenzen, sind innen und außen geradlinig profiliert und liegen in Flächenberührung an den Teilen des Hochdruckbehälters an. Dieser Flächenberührung zufolge, ergibt sich eine verhältnismäßig geringe Pressung zwischen den Lippen des Dichtungsringes und den Teilen des Hochdruckbehälters. In a known arrangement of this type, the sealing ring is profiled in a U-shape, and its legs, which face each other with their edges and a gap for the entry of the liquid into the cavity of the sealing ring, are profiled in a straight line inside and outside and are in surface contact on the parts of the high pressure vessel. According to this surface contact, there is a proportionate low pressure between the lips of the sealing ring and the parts of the high pressure container.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Flächenpressung zu vergrößern, so daß sie den Flüssigkeitsdruck überschreitet.The invention is based on the object of increasing this surface pressure so that it increases the pressure of the liquid exceeds.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer radialen Ouerschnittsebene der Hohlraum des Dichtungsringes ungefähr kreisförmig profiliert ist und die Profile der sich mit ihren freien Kanten gegenüberstehenden und einen Eintrittsspalt für die Druckflüssigkeit begrenzenden Lippen innen konkav und außen gewölbt sind und sich nach den freien Kanten hin verjüngen und daß die Lippen mit ihren gewölbten Außenflächen an den Sitzflächen der Hochdruckbehälterteile in tangentialer Linienberührung anliegen und beim Aufspreizen auf die Sitzflächen eine den Flüssigkeitsdruck überschreitende Pressung ausüben. According to the invention, this object is achieved in that the cavity is in a radial cross-sectional plane of the sealing ring is profiled approximately circular and the profiles of the free edges opposing lips and an entry gap for the pressure fluid delimiting the inside concave and are arched on the outside and taper towards the free edges and that the lips with their curved outer surfaces on the seat surfaces of the high pressure tank parts in tangential line contact and exert a pressure exceeding the fluid pressure when spreading on the seat surfaces.

Vorzugsweise erhält der Dichtungsring eine lotrecht zur Ringachse verlaufende ebene Außenfläche, die dem Ringspalt gegenüberliegt, und es wird eine den Hochbehälterteilen gegenüber verstellbare und auf die ebene Außenfläche des Dichtungsringes einen Druck ausübende Klemmvorrichtung vorgesehen, unter deren Wirkung die Lippen des Dichtungsringes an den STtzflächen mit einer Pressung anliegen, die auch bei einem zum Aufspreizen der Lippen unzureichenden Flüssigkeitsdruck einen dichten Abschluß gewährleisten.The sealing ring preferably has a flat outer surface perpendicular to the ring axis, which is opposite the annular gap, and it becomes an adjustable and open to the elevated container parts the flat outer surface of the sealing ring is provided with a pressure-exerting clamping device, under which Effect the lips of the sealing ring on the support surfaces with a pressure that is maintained even with insufficient fluid pressure to spread the lips ensure a tight seal.

Mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. In dieser zeigtSeveral preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. In this shows

Fig. 1 einen Hochdruckbehälter in Gestalt eines Ventilgehäuses mit einer durch die Anordnung nach der Erfindung abgedichteten Fuge,Fig. 1 shows a high pressure container in the form of a valve housing with a through the arrangement according to joint sealed according to the invention,

Fig. 2 einen Teil der Fig. 1 in größerem Maßstab, Zum Abdichten einer FugeFIG. 2 shows a part of FIG. 1 on a larger scale, for sealing a joint

eines Hochdruckbehälters dienendea high pressure container serving

Anordnungarrangement

Anmelder:Applicant:

Manning, Maxwell &. Moore, Incorporated, Stratford, Conn. (V. St. A.)Manning, Maxwell &. Moore, Incorporated, Stratford, Conn. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. M. Licht, München 2, Sendlinger Str. 55,
^X5 und Dr. R. Schmidt, Oppenau (Renchtal), PatentanwälteDipl.-Ing. M. Licht, Munich 2, Sendlinger Str. 55,
^X 5 and Dr. R. Schmidt, Oppenau (Renchtal), patent attorneys

Beanspruchte Priorität:
V. St. v, Amerika vom 22. Oktober 1958Claimed priority:
V. St. v, America October 22, 1958

Lewis Manley Burrows, North Quiincy, Mass.Lewis Manley Burrows, North Quiincy, Mass.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden(V. St. A.),
has been named as the inventor

Fig. 3 einen radialen Teilschnitt durch den Dichtungsring der Fig. 1 und 2,3 shows a radial partial section through the sealing ring of FIGS. 1 and 2,

Fig. 4, 5 und 6 verschiedene Stadien des Dichtungsringes bei seiner Fertigung,4, 5 and 6 different stages of the sealing ring during its manufacture,

Fig. 7 ein Gesenk zum Herstellen des Dichtungsringes, 7 shows a die for producing the sealing ring,

Fig. 8 einen Querschnitt durch den eingebauten Ring undFig. 8 shows a cross section through the built-in ring and

Fig. 9, 10 und 11 Dichtungsringe verschiedener Gestalt für verschieden hohe Drücke.9, 10 and 11 sealing rings of various shapes for different pressures.

Das Gehäuse des Ventils 1 besteht aus zwei mit Gewinde 4 ineinandergeschraubten Teilen 2 und 3, die mit eine Fuge 5 bildenden zylindrischen Paßflächen ineinandergesteckt sind. Zum Abdichten dieser Fuge gegen den im Innenraum 15 des Gehäuses herrschenden hohen Druck dient ein metallischer hohler federnder Dichtungsring 6, dessen Wände von ringförmigen, aus einem Stück mit ihm bestehenden Lippen 10a und 11 α gebildet werden, die 'Sich mit ihren freien Kanten gegenüberstehen und einen Eintrittsspalt 13 für die Druckflüssigkeit begrenzen, die durch das Gewinde 4 und die Fuge 5 Zugang zum Dichtungsring findet. Durch die Druckflüssigkeit werden die beiden Lippen auseinandergespreizt und mit ihren Außenflächen 10 und 11 an kegelige Sitzflächen 16 und 17 der Gehäuseteile 3 und 2 angedrückt.The housing of the valve 1 consists of two parts 2 and 3 which are screwed into one another with a thread 4 and which are plugged into one another with cylindrical mating surfaces forming a joint 5. To seal this joint against the high pressure prevailing in the interior 15 of the housing, a metallic hollow resilient sealing ring 6 is used, the walls of which are formed by annular, one-piece lips 10a and 11 α , which 'face each other with their free edges and limit an entry gap 13 for the pressure fluid, which finds access to the sealing ring through the thread 4 and the joint 5. The two lips are spread apart by the pressure fluid and their outer surfaces 10 and 11 are pressed against conical seat surfaces 16 and 17 of the housing parts 3 and 2.

009 608/187009 608/187

In einer radialen Ouerschnittsebene, wie sie in den Fig. 1, 2 und 8 bis 11 gezeigt ist, ist der Hohlraum 12 des Dichtungsringes ungefähr kreisförmig profiliert, und die Profile der Lippen 10 a und 11a sind innen konkav und außen konvex gewölbt und verjüngen sich nach den freien Kanten hin. Infolgedessen liegen die Lippen mit ihren gewölbten Außenflächen 10 und 11 an den Sitzflächen 16 und 17 der Gehäuseteile 2 und 3 in tangentialer Linienberührung bei 10c und lic an und üben beim Aufspreizen auf die"Sitzflächen 16 und 17 daher eine den Flüssigkeitsdruck überschreitende Pressung aus.The cavity 12 is in a radial cross-sectional plane, as is shown in FIGS. 1, 2 and 8 to 11 of the sealing ring profiled approximately circular, and the profiles of the lips 10 a and 11 a are inside concave and convex on the outside and taper towards the free edges. As a result, the Lips with their curved outer surfaces 10 and 11 on the seat surfaces 16 and 17 of the housing parts 2 and 3 in tangential line contact at 10c and lic and practice when spreading on the "seat surfaces 16 and 17 therefore exerts a pressure exceeding the fluid pressure.

Am besten erhält der Dichtungsring 6 eine lotrecht zur Ringachse verlaufende ebene Außenfläche 7, die dem Ringspalt 13 gegenüberliegt. Das Hochdruckgehäuse wird vorzugsweise mit einer Klemmvorrichtung in Gestalt eines Ringes 18 versehen, der auf dem Gehäuseteil 2 in Achsenrichtung verschiebbar geführt und mit dem Gehäuseteil 3 durch Klemmschrauben 19 verbunden ist. Dieser Ring drückt auf die ebene Außenfläche 7 des Dichtungsringes und übt auf diesen daher einen Druck aus, der parallel zur Achse des Ringes verläuft. Unter der Wirkung dieses Druckes liegen die Lippen 10a und lla des Dichtungsringes 6 an den Sitzflächen 16 und 17 mit einer Pressung an, die auch dann einen dichten Abschluß der Fuge 5 gewährleistet, wenn der Flüssigkeitsdruck zu gering ist, um die Lippen 10 α und 11 α wirksam aufzuspreizen.The sealing ring 6 is best provided with a flat outer surface 7 which runs perpendicular to the ring axis and which the annular gap 13 is opposite. The high pressure housing is preferably provided with a clamping device provided in the form of a ring 18 which is guided on the housing part 2 in the axial direction and is connected to the housing part 3 by clamping screws 19. This ring presses on the plane Outer surface 7 of the sealing ring and therefore exerts a pressure on this which is parallel to the axis of the Ring runs. The lips 10a and 11a of the sealing ring 6 are under the action of this pressure on the seat surfaces 16 and 17 with a pressure, which then also ensures a tight seal of the joint 5, if the liquid pressure is too low to spread the lips 10 α and 11 α effectively.

Zweckmäßig ist das Profil des Dichtungsringes in jeder radialen Ouerschnittsebene symmetrisch ausgestaltet. Daher spreizt der auf die Lippeninnenflächen 14 wirkende Flüssigkeitsdruck beide Lippen 10a und lla um gleiche Beträge auf.The profile of the sealing ring is expediently designed symmetrically in each radial cross-sectional plane. Therefore, the liquid pressure acting on the inner lip surfaces 14 spreads both lips 10a and 10a lla by equal amounts.

Auch erhalten zweckmäßig die kegelförmigen Sitzflächen 16 und 17 eine gleich große Neigung zu einer geometrischen Zylinderfläche, die gleichachsig zum Dichtungsring durch die Mitte des Spaltes 13 zwischen den Lippen verläuft.The conical seat surfaces 16 and 17 also expediently have an equal inclination to a geometric cylindrical surface coaxial with the sealing ring through the center of the gap 13 between runs down the lips.

Die Fig. 4 bis 7 veranschaulichen die Herstellung des Ringes. Man fertigt zunächst einen Rohling 20 mit der in den Fig. 4 bis 6 veranschaulichten Gestalt an. Dieser hat gleichachsige zylindrische Flanken 23 und 24 und eine in seiner unteren Seite 21 angeordnete Ausdrehung 25 mit geneigten Flanken 26 und 27. Die auf diese Weise geschaffenen Schenkel 26a und 27 a werden dann beim Pressen des Rohlings in einem Gesenk 28, 30 einwärts umgebogen, wenn sie in eine halbkreisförmig profilierte ringförmige Aussparung 31 der Gesenkhälfte 30 hineingepreßt werden.FIGS. 4 to 7 illustrate the manufacture of the ring. A blank 20 is first produced with the shape illustrated in FIGS. 4 to 6. This has coaxial cylindrical flanks 23 and 24 and a recess 25 arranged in its lower side 21 with inclined flanks 26 and 27. The legs 26 a and 27 a created in this way are then in the pressing of the blank in a die 28, 30 bent inward when it is in a semicircular profiled annular recess 31 of the die half 30 are pressed into it.

Die Fig. 9 bis 10 zeigen Ringe, die für verschiedene Flüssigkeitsdrücke bestimmt sind und sich durch die Stärke ihrer Lippen 10a und lla unterscheiden. So eignet sich der Ring der Fig. 9 für einen Druck von 150 atü, der Ring nach Fig 10 für einen Druck von 20atü und der Ring der Fig. 11 für einen Druck von 350 atü. Die Pfeile Rl und R2 zeigen dabei die Richtung der auf die Lippen wirkenden Flüssigkeitsdrücke an, ebenso wie die Pfeile der Fig. 8.9 to 10 show rings which are intended for different fluid pressures and differ in the thickness of their lips 10a and 11a. The ring in FIG. 9 is suitable for a pressure of 150 atmospheres, the ring according to FIG. 10 for a pressure of 20 atmospheres and the ring in FIG. 11 for a pressure of 350 atmospheres. The arrows R1 and R2 indicate the direction of the liquid pressures acting on the lips, as do the arrows in FIG. 8.

Der Druck, der sehr gleichmäßig auf die verhältnismäßig große innere Oberfläche 14 des Ringhohlraumes 12 wirkt, erzeugt eine sehr hohe Flächenpressung an der Stelle der Linienberührung zwischen den Lippen 10a und lla und den Sitzflächen 16 und 17, wodurch eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet ist.The pressure that is very evenly applied to the relatively large inner surface 14 of the annular cavity 12 acts, creates a very high surface pressure at the point of line contact between the Lips 10a and 11a and the seat surfaces 16 and 17, which ensures a reliable seal is.

Am besten besteht der Dichtungsring aus Stahl.The sealing ring is best made of steel.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Hinsicht abgeändert werden. So besteht die Möglichkeit, die Klemmvorrichtung 18 starr an einem der Gehäuseteil« anzuordnen.The exemplary embodiment described can be modified in many ways. So there is the possibility of rigidly arranging the clamping device 18 on one of the housing parts «.

Claims

Claims.

1. To seal a joint between two mutually movable parts of a high-pressure container serving arrangement with a metallic hollow resilient sealing ring, whose Walls, in part, of annular lips, which are made in one piece with the sealing ring are formed, which are spread apart by the liquid pressure to be sealed and with their outer surfaces are pressed against the seat surfaces of the container parts, characterized in that, that in a radial cross-sectional plane the cavity (12) of the sealing ring is approximately circular is profiled and the profiles of the opposite with their free edges and an entry gap are concave on the inside and arched on the outside for the lips delimiting the hydraulic fluid and taper towards the free edges and that the lips with their curved outer surfaces (10, 11) on the seat surfaces (16, 17) of the high-pressure container parts in tangential line contact and when spreading on the seat surfaces a pressure exceeding the fluid pressure Apply pressure.

2. Arrangement according to claim 1, characterized by a perpendicular to the ring axis flat outer surface, which is opposite the annular gap, and through one of the high-pressure container parts opposite adjustable and on the flat outer surface (7) of the sealing ring one parallel to Axis of the ring acting pressure-exerting clamping device (18), under whose action the Lips (10a, lla) of the sealing ring rest against the seat surfaces (16, 17) with a pressure, which seal a tight seal even if the liquid pressure is insufficient to spread the lips apart Degree guaranteed.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the profile of the sealing ring is symmetrical in each radial cross-sectional plane is and therefore the liquid pressure acting on the inner lip surfaces (14) both lips (10a, lla) spreads by equal amounts.

4. Arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the seat surfaces (16, 17) the high pressure container parts are conical and at the same angle to a geometric one Cylinder surface are inclined, coaxial with the sealing ring through the center of the gap (13) runs between the lips.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,641,381;
British Patent Nos. 264 524, 493 575.

1 sheet of drawings