DE1289700B

DE1289700B - Verschluss fuer Druckgefaesse

Info

Publication number: DE1289700B
Application number: DESCH37515A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul; Schmidt
Original assignee: Quanten Ges F Zerstaeubun GmbH
Current assignee: Quanten Ges F Zerstaeubun GmbH
Priority date: 1965-08-07
Filing date: 1965-08-07
Publication date: 1969-02-20
Also published as: US3406864A; NL6610994A; FR1514973A; BE685146A; GB1121047A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Verschluß, geringerer Herstellungsgenauigkeit und mit weniger für Druckgefäße oder Verbindungen von Druckge- Werkstoffaufwand eine gleichmäßige Werkstoffbeanfäßen bzw. Rohren, insbesondere für hohe Drücke, spruchung erreicht.

wobei die beiden miteinander korrespondierenden Die Kosten des kraftübertragenden Stoffes sind

Teile zwischen sich einen Ringraum bilden, der auf 5 überdies sehr niedrig. Außerdem tritt im allgemeinen der dem Gefäß- oder Rohrinneren zugewandten Seite keine zusätzliche Dichtkraft auf. Besonders vorteildurch eine Abstufung eines dieser Teile zum großen haft ist es dabei, wenn der zwischen den sich über-Teil abgeschlossen ist, und der Ringraum Mittel zur deckenden Wandungen eingefügte Stoff dispers ist. Übertragung von axialen Kräften in radiale Anpreß- Hierdurch wird eine gleichmäßige Füllung des Ringkräfte aufnimmt. io raumes ermöglicht.

Die konstruktive Gestaltung von Hochdruckge- Ebenso kann es sich als günstig erweisen, bei Ver-

fäßen bereitet besondere Schwierigkeiten, wenn ein wendung eines Verschlußdeckels in Form eines zylinlösbarer Verschluß vorgesehen werden soll. Im ein- drischen Stufenkolbens das zum Inneren des Gefäßes zelnen muß hierbei das Problem der Übertragung von weisende Ende dieses Kolbens mit einem umlaufen-Verschlußkräften zwischen Deckel und Gefäß sowie 15 den Bund zu versehen. Es kann ebenso zweckmäßig das Problem der Abdichtung zwischen Deckel und sein, statt des zuvor beschriebenen Bundes eine zum Gefäß gelöst werden. Inneren des Gefäßes gerichtete konische Erweiterung

Bekannt ist, das Gefäß mit einem Flansch zu ver- des Verschlußdeckels vorzusehen. Im übrigen empsehen und daran einen Deckel zu befestigen. Diesem fiehlt es sich, die Wandungen, an denen der kraft-Bekannten haftet aber der Nachteil großer Werk- 20 übertragende Stoff anliegt, anzurauhen. Hohle Verstoffanhäufungen im Bereich des Verschlusses an, da schlußdeckel sollten nach Möglichkeit einen gewölbes nur schwer gelingt, eine gleichmäßige Werkstoff- ten Boden aufweisen.

beanspruchung zu verwirklichen. Dazu kommt ein Die Erfindung wird an Hand der beigefügten

hoher Arbeitsaufwand für die Herstellung des Ver- Zeichnung, die eine Reihe von Ausführungsbeispielen Schlusses. Dasselbe Problem besteht beim Verbinden 25 zeigt, näher erläutert. Es zeigt von Teilen eines unter Druck stehenden Gefäßes Fig. 1 den Verschluß eines Druckgefäßes mit

oder Rohres. Auch das Verschrauben zweier solcher einem zylindrischen bzw. kolbenförmigen Verschluß-Teile unmittelbar oder über eine Muffe ist bekannt; deckel,

es eignet sich aber nur für sehr kleine Abmes- Fig. 2 den Verschluß eines Druckgefäßes mit

sungen. 3° einem zylindrischen Verschlußdeckel, der als

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung sieht vor, daß Stufenkolben ausgebildet ist,

zwischen den korrespondierenden Teilen ein Ring- F i g. 3 den Verschluß eines Druckgefäßes mit vol-

raum gebildet wird, der auf der dem Gefäß- oder lern und hohlem zylindrischen Verschlußdeckel, ko-Rohrinneren zugewandten Seite durch eine Abstu- nischer Erweiterung sowie mit einem Verstärkungsfung eines dieser Teile zum großen Teil abgeschlos- 35 ring und einer sich zum Ende hin verjüngenden Wand sen ist, und der Ringraum Mittel zur Übertragung des Druckgefäßes,

von axialen Kräften in radiale Anpreßkräfte auf- Fig. 4 den Verschluß eines Druckgefäßes mit

nimmt. Membranschweißdichtungen und

Die üblichen Mittel zur Füllung des Ringraumes— Fig. 5 den Verschluß und/oder die Verbindung

seien es Packungen oder Dichtungen — eignen sich 40 von Druckgefäßen zylindrischer und/oder halbkugeljedoch im allgemeinen wenig zur Übertragung von förmiger Form.

axialen Kräften in radiale Anpreßkräfte, da eine Wie auf der linken Seite der Fig. 1 dargestellt,

wirksame Übertragung des Druckes auf den gesamten besteht der Verschluß aus einem zylindrischen bzw. Inhalt des Ringraumes meist nicht gegeben ist. kolbenförmigen Verschlußteils 2, das in die Öffnung

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, 45 des Druckgefäßes 1 eingesteckt ist. Das unter Druck die Nachteile der obenerwähnten Verschlüsse bzw. stehende Medium im Inneren des Druckgefäßes 1 Verbindungen zu vermeiden, wobei als Ausgang der wird durch den Verschluß daran gehindert, aus dem Überlegungen das Vorhandensein eines Ringraumes Druckraum zu entweichen. Von innen wird durch gemäß dem zuvor Gesagten angesetzt wird. die Dichtung 4 vermieden, daß das unter Druck ste-

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß 5° hende Medium den Stoff 3 berührt. Die Dichtung 4 dadurch, daß der Ringraum mit einem Stoff hoher wird an den Stoff 3 angepreßt, wobei dieser gleichinnerer Reibung gefüllt ist und an seiner äußeren, zeitig unter Druckspannung gesetzt wird. Von außen dem Gefäß- oder Rohrinneren abgewendeten Seite ein wird mittels der Spannelemente 5 über den Druckan sich bekannter Druckring vorgesehen ist, der mit- ring 6 auf den druckübertragenden Stoff 3 eine tels Spannelemente am Druckgefäß oder Rohr be- 55 Gegenkraft aufgebracht, so daß sich der zum Verfestigt ist. binden von Deckel und Gefäß nötige Spannungszu-

Die Übertragung der Verschlußkräfte zwischen den stand im Stoff 3 ausbilden kann. Zur Erhöhung der zu verbindenden Teilen erfolgt nicht wie bisher über Reibung zwischen dem Stoff 3 und den von ihm bestarr-elastisch kohäsive Werkstoffe, sondern im rührten Wandungen des Gefäßes 1 und des Deckels 2 wesentlichen durch kohäsionslose Stoffe mit hoher 60 ist es oft zweckmäßig, diese aufzurauhen. Dies kann innerer Reibung und Viskosität, sowohl in ihrem z.B. durch eine Riffelung, gegebenenfalls in Form Inneren, als auch gegenüber den begrenzenden Wan- eines Feingewindes erfolgen.

düngen. Die Übertragung der Verschlußkräfte erfolgt Die rechte Seite der F i g. 1 zeigt ein zylinder- bzw.

dabei überwiegend durch Schubspannungen und nur kolbenförmiges Verschlußteil 2, dessen Durchmesser zum geringen Teil durch Normalspannungen, wobei 65 etwa gleich dem Außendurchmesser des Druckgedie Art der Verbindung den Vorteil bietet, daß sich fäßes 1 ist. Durch das ringförmige Element 7 wird der kraftübertragende Stoff überall satt anlegt, so daß die Stoßstelle überdeckt, so daß mittels des Stoffes 3 keine Spannungsspitzen auftreten. Dadurch wird bei die Verschlußkräfte — wie bereits beschrieben —

vom Verschlußteil 2 auf das Gefäß 1 übertragen werden können.

Die von außen auf den Stoff 3 wirkende Druckspannung kann sowohl über einen Druckring 6, als auch über einen innen überstehenden festen Bund, wie ihn das Ringelement 7 unten aufweist, aufgebracht werden.

Ein solcher fester Bund ist auch am Ende des Druckgefäßes 1 denkbar.

Der Stoff 3 soll eine möglichst hohe innere Reibung aufweisen. Vorzugsweise wird also ein disperser Stoff, z. B. anorganischer Stoff (Quarz, Korund, SiIiciumkarbid usw.) oder ein Metallpulver verwendet. Auch organische Pulver sind anwendbar. Beim Einbringen solcher disperser Stoffe ist auf eine hohe Lagerungsdichte zu achten. Deshalb kann es zweckmäßig sein, an Stelle des dispersen Stoffes 3 ein entsprechendes Formteil aus vorverdichtetem oder kompaktem Stoff einzulegen, das unter Druckbelastung bei Inbetriebnahme zerstört und damit in dispersen Stoff überführt wird. Auch das Einbringen eines feuchten Haufwerkes oder einer Suspension — z. B. eines Betons — zwischen Deckel und Druckbehälter zeigt nach der Trocknung bzw. Aushärtung den gewünschten Effekt.

Für besondere Zwecke kann auch die Verwendung sehr zähflüssiger Stoffe — wie z. B. von Bitumen, Kunststoff, Glas bei höherer Temperatur, oder ein Metall — vorgesehen werden. In diesem Falle ist die Betriebszeit des Druckgefäßes jedoch begrenzt, da sich das Verschlußteil gegenüber dem Gefäß mit der Zeit verschiebt.

Zum Lösen des Verschlusses wird der meist vorhandene Druckring 6 entfernt und der disperse Stoff 3 mit einem Wasserstrahl ausgespült oder mit Druckluft ausgeblasen. Im Falle eines zähflüssigen Stoffes wird dieser durch Erwärmen ausgeschmolzen oder chemisch herausgelöst.

Das Verschlußteil 2 kann auch, wie die F i g. 2 zeigt, als Stufenkolben 8 mit einer Dichtung 9 oberhalb oder mit einer Dichtung 10 unterhalb des Bundes ausgebildet sein. Diese Ausführung unterscheidet sich von der nach F i g. 1 dadurch, daß die Druckvorspannung des Stoffes 3 an der Innenseite nicht nur durch die Höhe des Innendruckes, sondern zusätzlich auch durch das Verhältnis der Durchmesser am Stufenkolben 8 bestimmt wird.

Fig. 3 zeigt links ein Verschlußteil 11 mit einer konischen Erweiterung zum Inneren des Gefäßes hin und der Dichtung 12, die vorzugsweise ein geschlossener Metallring sein kann.

Um Werkstoff zu sparen, kann nach F i g. 3 rechts ein Verschlußteil 13 als zylindrisches Rohr mit gewölbtem, insbesondere kugelförmigem, Boden verwendet werden. Desgleichen kann das Druckgefäß, insbesondere bei der Verwendung eines Stufenkolbens im Bereich des Verschlusses einen Verstärkungs-Wulst oder -Ring 14 aufweisen. Am Ende des Druckgefäßes kann eine Abschrägung 15 vorgesehen werden.

Die Ausführung der Dichtungen kann nach Art der üblichen Nutringmanschetten, O-Ringe, Packungen oder Metalldichtungen erfolgen. Für sehr hohe Ansprüche an die Dichtigkeit empfiehlt sich nach F i g. 4 links eine Membranschweißdichtung 16 über den Spalt zwischen Deckel und Gefäß oder nach F i g. 4 rechts eine Membranschweißdichtung 17 über den gesamten Gefäßquerschnitt.

Auf eine Dichtung kann verzichtet werden, wenn der Stoff 3 zähplastisch, oder wenn er zwar dispers, doch sehr dicht gelagert und feinporig ist, oder wenn

ίο bei Verwendung disperser Stoffe kleine Leckverluste in Kauf genommen werden können.

F i g. 5 zeigt links die Verbindung von zwei zylindrischen Behältern oder Rohren 18 und 19 mittels eines festen Kragens 20. Auch hier ist die Verwendung einer Membranschweißdichtung 21 vorteilhaft. Die übrige Ausführung — eventuell als Stufenkolben oder mit konischer Erweiterung — kann nach den oben beschriebenen Möglichkeiten erfolgen. An Stelle der zwei zylindrischen Behälter können so nach Fig. 5 rechts auch zwei Halbkugelschalen 22 über ein ringförmiges Element 23 zu einem Kugelbehälter verbunden werden. Eine Umkehrung der Kombination der Gefäße 18 und 19 bzw. der Halbkugelschalen mit dem festen Kragen 20 bzw. dem ringförmigen Element 23 ist möglich.

Claims

Patentansprüche:

1. Verschluß für Druckgefäße oder Verbindüngen von Druckgefäßen bzw. von Rohren, insbesondere für hohe Drücke, wobei die beiden miteinander korrespondierenden Teile zwischen sich einen Ringraum bilden, der auf der dem Gefäß- oder Rohrinneren zugewandten Seite durch eine Abstufung eines dieser Teile zum großen Teil abgeschlossen ist, und der Ringraum Mittel zur Übertragung von axialen Kräften in radiale Anpreßkräfte aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum mit einem Stoff (3) hoher innerer Reibung gefüllt ist und an seiner äußeren, dem Gefäß- oder Rohrinneren abgewendeten Seite ein an sich bekannter Druckring (6) vorgesehen ist, der mittels Spannelemente (5) am Druckgefäß oder Rohr (1) befestigt ist.

2. Verschluß oder Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den sich überdeckenden Wandungen eingegefügte Stoff dispers ist.

3. Verschluß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an sich bekannte zylindrische Verschlußdeckel in Form eines Stufenkolbens an seinem zum Inneren des Gefäßes weisenden Ende mit einem umlaufenden Bund versehen ist.

4. Verschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel zum Inneren des Gefäßes hin mit einer konischen Erweiterung versehen ist.

5. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen, an denen der kraftübertragende Stoff anliegt, aufgerauht sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen