DE9210548U1 - Sealing ring for pressure pipelines - Google Patents
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Description
PatentanwältePatent attorneys
Latty International S.A.Latty International S.A.
Dichtring für DruckrohrleitungenSealing ring for pressure pipelines
Die Erfindung betrifft einen Dichtring für Druckrohrleitungen mit einem Steg von allgemein flacher Form, der wenigstens eine Aussparung besitzt, die eine Dichtungseinlage aufnimmt und zwischen zwei einander gegenüberliegenden ebenen Flächen einer Rohrleitung eingesetzt werden soll.The invention relates to a sealing ring for pressure pipelines with a web of generally flat shape, which has at least one recess which receives a sealing insert and is to be inserted between two opposing flat surfaces of a pipeline.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Abdichtung von Rohrleitungen, die Druckfluide befördern, die im Fall eines Lecks eine Gefahr darstellen können, und zwar beispielsweise Primärwasserleitungen von Kernkraftwerken.The invention particularly relates to the sealing of pipelines conveying pressurized fluids which may present a danger in the event of a leak, for example primary water pipelines of nuclear power plants.
Als Stand der Technik sind bereits Dichtungen bekannt, welche lediglich bezüglich der einander gegenüberstehenden ebenen Flächen Dichtungsfunktion erfüllen (FR-PS 22 42 005, DE-GM 90 12 337.9, US-PS 3 2 79 805, DE-GM 89 14 198.9)Seals are already known as state of the art which only fulfil a sealing function with regard to the opposing flat surfaces (FR-PS 22 42 005, DE-GM 90 12 337.9, US-PS 3 2 79 805, DE-GM 89 14 198.9)
Ziel der Erfindung ist es demgegenüber, einen Dichtring zu schaffen, der sowohl bei der Montage als auch im Betrieb der Rohrleitung eine höhere Sicherheit gewährleistet. Zu diesem Zweck ist ein Dichtring der obengenannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Steg auf jeder Seite einen ringförmigen Vorsprung aufweist, zwischen welchen die ebenen Flächen außen begrenzende, ringförmige Flächen der Druckleitung eingespannt sind.The aim of the invention is to create a sealing ring that ensures greater safety both during assembly and during operation of the pipeline. For this purpose, a sealing ring of the type mentioned above is characterized according to the invention in that the web has an annular projection on each side, between which the flat surfaces of the pressure line that delimit the outside are clamped.
Die Erfindung weist folgende weitere Merkmale auf:The invention has the following further features:
- die ringförmigen Vorsprünge sind längs des Außenumfangs des Stegs vorgesehen und verleihen diesem einen T-förmigen Querschnitt; - the annular projections are provided along the outer circumference of the web and give it a T-shaped cross-section;
- die Aussparung ist radial nach außen durch einen aus Metall bestehenden Teil des Stegs und radial nach innen durch einen Teil von etwas kleinerer Dicke als der Steg abgegrenzt; der aus Metall bestehende Teil ist zusammen mit den Vorsprüngen einstückig ausgebildet;- the recess is delimited radially outwards by a metal part of the web and radially inwards by a part of slightly smaller thickness than the web; the metal part is formed in one piece with the projections;
die Aussparung durchquert den Steg vollständig, so daß dieser aus zwei getrennten Teilen besteht; das in radialer Richtung innen gelegene Teil besteht wenigstens an der Oberfläche aus einem anderen Werkstoff als das in radialer Richtung außen gelegene Teil, wobei dieser Werkstoff dem Angriff durch das von der Rohrleitung beförderte Fluid standhalten kann;the recess passes completely through the web so that the web consists of two separate parts; the part located radially inward is made, at least on the surface, of a different material from the part located radially outward, which material can withstand attack by the fluid conveyed by the pipeline;
die Einlage besteht aus expandiertem Graphit und ihre Form in Ruhestellung ist so gewählt, daß sie die Aussparung bei montiertem Dichtring annähernd exakt ausfüllt.The insert is made of expanded graphite and its shape in the resting position is selected so that it almost exactly fills the recess when the sealing ring is mounted.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Verbindung zwischen Rohrleitungselementen, bestehend aus zwei Rohrleitungselementen, die an ihrem Ende jeweils eine ebene Fläche aufweisen, die außen von einer ringförmigen, nicht ebenen, insbesondere zylindrischen Fläche umrandet ist, und einem Dichtring der oben beschriebenen Art, wobei der Steg des Dichtrings direkt mit den beiden ebenen Flächen in Kontakt ist und die Vorsprünge die ringförmigen Flächen mit einem leichten Spiel umgeben.The invention further relates to a connection between pipeline elements, consisting of two pipeline elements, which each have a flat surface at their end, which is surrounded on the outside by an annular, non-flat, in particular cylindrical surface, and a sealing ring of the type described above, wherein the web of the sealing ring is in direct contact with the two flat surfaces and the projections surround the annular surfaces with a slight clearance.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Steg mit den ebenen Flächen zwischen der Einlage und den Vorsprüngen in Kontakt.According to one embodiment, the web is in contact with the flat surfaces between the insert and the projections.
Im nachstehenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:In the following, embodiments of the invention are described with reference to the accompanying drawing. In this drawing:
Fig. 1 eine Seitensicht eines erfindungsgemäßen Dichtrings vor seiner Montage, wobei die linke Hälfte in einem Axialschnitt dargestellt ist,Fig. 1 is a side view of a sealing ring according to the invention before its assembly, the left half being shown in an axial section,
Fig. 2 einen axialen Schnitt durch diesen Dichtring in größerem Maßstab undFig. 2 an axial section through this sealing ring on a larger scale and
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Verbindung zwischen Rohrleitungselementen, in die eine solche Dichtung eingesetzt ist.Fig. 3 shows a longitudinal section through a connection between pipeline elements, into which such a seal is inserted.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Dichtring 1 in Ruhestellung, der aus einem aus zwei getrennten Teilen 3 und 4 bestehenden Steg 2 und einer Dichtungseinlage 5 besteht. Dieser Dichtring dient zur Abdichtung zwischen zwei Elementen 6 und 7 (Fig. 3) einer Rohrleitung 8, die ein Druckfluid befördert, das ggf. wegen seiner Temperatur und/oder seinen physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften gefährlich ist, und zwar beispielsweise das Primärwasser eines Druckwasserreaktors.Figures 1 and 2 show a sealing ring 1 in the rest position, which consists of a web 2 consisting of two separate parts 3 and 4 and a sealing insert 5. This sealing ring serves to seal between two elements 6 and 7 (Fig. 3) of a pipeline 8 which conveys a pressurized fluid which may be dangerous due to its temperature and/or its physical and/or chemical properties, for example the primary water of a pressurized water reactor.
Das in radialer Richtung innen gelegene Teil 3 des Stegs des Dichtrings besteht aus einem Ring, der von zwei ebenen Stirnflächen 9 und 10 und zwei zylindrischen Flächen 11 und 12 abgegrenzt ist. Die äußere zylindrische Fläche 11 weist in der Mitte eine kreisförmige Nut 13 auf, die im Querschnitt die Form eines sehr offenen V hat. Für den Ring 3 wird zumindest an der Oberfläche ein Werkstoff gewählt, der die Eigenschaft hat, dem physikalischen und/oder chemischen Angriff des in der Rohrleitung 8 beförderten Fluids standzuhalten. Insbesondere kann es sich um Polytetrafluorethylen (PTFE) handeln.The radially inner part 3 of the sealing ring web consists of a ring delimited by two flat end faces 9 and 10 and two cylindrical surfaces 11 and 12. The outer cylindrical surface 11 has a circular groove 13 in the middle, which has the shape of a very open V in cross-section. For the ring 3, at least on the surface, a material is selected which has the property of withstanding the physical and/or chemical attack of the fluid conveyed in the pipe 8. In particular, it can be polytetrafluoroethylene (PTFE).
Das in radialer Richtung außen gelegene Teil 4 des Stegs des Dichtsrings besteht aus Metall und hat im axialen Schnitt einen T-förmigen Querschnitt. Der Schaft 14 des T wird durch zwei ebene Stirnflächen 15 und 16 abgegrenzt, deren gegenseitiger Abstand etwas größer als der der oben beschriebenen Flächen 9 und 10 ist. Die zylindrische innere Fläche 17 des Schafts 14 weist in der Mitte analog zur Nut 13 eine kreisförmige Nut 18The radially outer part 4 of the sealing ring web is made of metal and has a T-shaped cross-section in axial section. The shaft 14 of the T is delimited by two flat end faces 15 and 16, the mutual distance between which is slightly greater than that of the surfaces 9 and 10 described above. The cylindrical inner surface 17 of the shaft 14 has a circular groove 18 in the middle, analogous to the groove 13.
in Form eines sehr offenen V auf. Jeder Schenkel 19, 20 des T bildet längs des Außenumfangs des Schafts 14 einen ringförmigen Vorsprung, der durch zwei zylindrische Flächen abgegrenzt ist, wobei die beiden Schenkel zusammen eine äußere zylindrische ümfangsflache 21 des Dichtrings bilden.in the shape of a very open V. Each leg 19, 20 of the T forms an annular projection along the outer circumference of the shaft 14, which is delimited by two cylindrical surfaces, the two legs together forming an outer cylindrical peripheral surface 21 of the sealing ring.
Die Einlage 5 ist ein Ring aus gegossenem expandierten Graphit, der aus einem spiralförmig gerollten Band aus expandiertem Graphit hergestellt wird, das von einer äußeren und einer inneren Ümfangsflache abgegrenzt wird, die einen die Formen der gegenüberstehenden Nuten 13 und 18 ergänzenden V-Querschnitt haben. Diese Ümfangsflachen sind durch ebene Stirnflächen 22 und 23 miteinander verbunden. Der Abstand dieser beiden Stirnflächen voneinander ist merklich größer als der der Flächen 15 und 16, und zwar in einem solchen Maße, daß die Querschnittsfläche der Einlage, die über die Flächen 9, 10, 15 und 16 hinaussteht, in einem axialen Schnitt im wesentlichen gleich der Summe der Querschnittsflächen der Leerräume dreieckiger Form ist, die zwischen den Flächen 11 und 17 einerseits und der Einlage andererseits bestehen.The insert 5 is a ring of cast expanded graphite, made from a spirally rolled strip of expanded graphite, which is delimited by an outer and an inner peripheral surface having a V-section complementary to the shapes of the opposing grooves 13 and 18. These peripheral surfaces are connected to one another by flat end surfaces 22 and 23. The distance between these two end surfaces is appreciably greater than that of the surfaces 15 and 16, to such an extent that the cross-sectional area of the insert which projects beyond the surfaces 9, 10, 15 and 16 is, in an axial section, substantially equal to the sum of the cross-sectional areas of the empty spaces of triangular shape which exist between the surfaces 11 and 17 on the one hand and the insert on the other.
Wie Fig. 3 zeigt, ist am Ende jedes Rohrleitungselements 6 und 7 eine ebene Stirnfläche 24, 25 vorgesehen, die außen von einer zylindrischen Fläche 26, 27 umrandet ist, deren Hohe größer als die der Vorsprünge 19 und 20 ist. Der Durchmesser der Flächen 26 und 27 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser dieser Vorsprünge.As shown in Fig. 3, at the end of each pipe element 6 and 7 there is a flat end face 24, 25 which is surrounded on the outside by a cylindrical surface 26, 27 whose height is greater than that of the projections 19 and 20. The diameter of the surfaces 26 and 27 is slightly smaller than the inner diameter of these projections.
Zur Abdichtung zwischen den Elementen 6 und 7 wird ein Dichtring 1 auf eine der Flächen 24, 25 aufgelegt, und die andere dieser Flächen wird herangeführt. Der Dichtring zentriert sich von selbst auf den beiden Rohrleitungselementen durch das Zusammenwirken der Vorsprünge 19 und 20 und der Flächen 26 und 27, und die Einlage 5 wird in einem vorbestimmten Maß durch den Metall/Metall-Kontakt zwischen den Flächen 24 und 25 einerseits und 15 und 16 andererseits zusammengequetscht. Die gegenseitigeTo seal between the elements 6 and 7, a sealing ring 1 is placed on one of the surfaces 24, 25 and the other of these surfaces is brought closer. The sealing ring centers itself on the two pipe elements by the interaction of the projections 19 and 20 and the surfaces 26 and 27, and the insert 5 is compressed to a predetermined extent by the metal-to-metal contact between the surfaces 24 and 25 on the one hand and 15 and 16 on the other. The mutual
Befestigung wird mit Hilfe von zwei Stirnflanschen 28 der Elemente 6 und 7 und Spannbolzen 29 erreicht. Das Graphit der Einlage füllt nun genau den zwischen den Flächen 11, 17, 24 und 25 abgegrenzten Raum und fließt nicht auf die Achse der Verbindung zu oder in die entgegengesetzte Richtung.Fastening is achieved by means of two end flanges 28 of elements 6 and 7 and clamping bolts 29. The graphite of the insert now exactly fills the space defined between the surfaces 11, 17, 24 and 25 and does not flow towards the axis of the connection or in the opposite direction.
In Betrieb wird die Abdichtung durch das Zusammenwirken der Einlage 5 mit den Flächen 24 und 25 gewährleistet. Die erwähnten Metall/Metall-Kontakte begrenzen genau das Zusammenquetschen dieser Einlage, und der innere Teil 3 des Dichtrings dient dazu, das Fließen der Einlage zu verhindern, trägt jedoch nicht zur Dichtung bei.In operation, sealing is ensured by the interaction of the insert 5 with the surfaces 24 and 25. The metal-to-metal contacts mentioned precisely limit the crushing of this insert and the inner part 3 of the sealing ring serves to prevent the insert from flowing but does not contribute to the seal.
Sollte die Einlage 5 schadhaft werden, so stößt der aus dem Dichtring austretende Druckfluidstrahl an den Vorsprüngen 19 und 20 an, die ihn zerstreuen und dadurch die Umgebung (Menschen und Material) schützen.If the insert 5 becomes damaged, the jet of pressure fluid emerging from the sealing ring hits the projections 19 and 20, which disperse it and thus protect the environment (people and material).
Gemäß einer Abwandlung kann der Steg 2 einstückig sein und auf jeder Seite eine ringförmige Nut besitzen, wobei jede dieser Nuten eine Dichtungseinlage aufnimmt, die beispielsweise aus übereinander gelegten Blättern aus expandiertem Graphit besteht .According to a variant, the web 2 can be in one piece and have an annular groove on each side, each of these grooves receiving a sealing insert consisting, for example, of superimposed sheets of expanded graphite .
Der Dichtring kann auch mehrere konzentrische Dichtungseinlagen aufweisen.The sealing ring can also have several concentric sealing inserts.
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8000 München 40 - Elisabethstr 3-" 8000 Munich 40 - Elisabethstr 3-"
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Diol-Ing.K.Schieschke
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