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Gasdruckbehälter mit Trockendichtung Die Erfindung betrifft einen
zur Speicherung von Gasen oder anderen Stoffen bestimmten Behälter mit beweglichem
Kolben und trockener Dichtung, insbesondere einen Gasbehälter mit zylindrischem
Gthäuse, dessen Gasraum oben durch einen in senkrechter Richtung beweglichen Kolben
abgeschlossen wird, und mit einer Dichtung für den Zwischenraum zwischen der Gehäusewand
und dem Kolben, die aus gedichtetem, imprägniertem Gewebe od. dgl. besteht und die
Form einer biegsamen, Manschette hat, die zwischen, der Gehäusewand und dem Kolben
verläuft und an diesen Teilen derart befestigt ist, daß der Kolben sich nach oben
und unten bewegen kann, sowie mit Anschlagteilen oder Anlegeflächen für die Man7
schette, die so angeordnet sind, daß die Manschette sich je nach der Stellung
des Kolbens gegen diese Flächen abstützt, die dadurch den Gasdruck auf die Manschette
ausgeübten Druck aufnehmen. Im allgemeinen dient hierbei derjenige Teil der Gehäuseinnenwand,
der über dem Befestigungspunkt der Man,-schette, liegt, als »äußere« Anlegefläche
für den äußeren Rand der Manschette, wobei diese Fläche, den bei hochstehendem Kolben
auf die Manschette ausgeübten, Druck aufnimmt, während eine oder mehrere, bewegliche
»innere« Anlegeflächen von Röhren- oder Zylinderform konzentrisch dazu in gewissem
Abstand von der äußeren Anlegefläche angeordnet sind und den bei tiefstehendern
Kolben auf die Manschette ausgeübten Druck aufnehmen. Ist die Manschettendichtung
in Form eines einzigen, verhältnismäßig langen oder tiefen Zylinders ausgebildet,
dessen eines Ende an der durch die Gehäuseinnen-wand gebildeten, »äußeren.« Anilegefläche
befestigt ist, während sein anderes Ende, am Kolben befestigt ist, so wird die »innere«
Anlegefläche durch einen röhrenförmigen oder zylindrischen Ansatz des Kolbens gebildet,
der sich nach oben erstreckt; ist die Dichtung dagegen aus zwei zylindrischen Stücken
gebildet, von denen das eine an der Behälterwand befestigt ist, während das andere
mit dem Kolben verbunden ist, so ist eine zusätzliche, auf und ab bewegliche Anlegefläche
von zylindrischer oder Röhrenforrn zwischen: dem Kolben, und der Behälterwand vorgesehen,
die mit den beiden Teilmanschetten derart verbunden ist, daß der innere (nächst
dem Kolben gelegene) Manschettenteil sich bei Aufwärtsbewegung des Kolbens von innen,
dagege#nlegt, während der äußere (nächst der Behälterwand gelegene) Manschettenteil
sich bei Abwärtsbewegung des Kolbens von außen dagegenlegt.
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Gasbehälter der genannten Art werden beispielsweise für Drücke bis
zu 50 cm Wassersäule oder 500kg/ni2 gebaut, und die Manschetten solcher Behälter
schwanken in ihrer Höhe oder Tiefe etwa zwischen 5 und 15 m oder mehr.
Bei solchen Behältern, wurde gefunden, daß die Manschette bei verhältnismäßig langen
Kolbenwegen an einzelnen, Stellen die., Tendenz hat, sich in Umfangsrichtung zu
verschieb-en oder zu kriechen. Die Folge davon ist, daß Falten normaler Größe, die
sich an einzelnen Stellen der Manschette bei ihrem Kontakt mit der inneren Anlegefläche
bilden, größer und größer werden, bis sie sich schließlich zu Falten aus drei übereinanderliegenden
Gewebelagen entwickeln, die durch den Gasdruck fest gegen die Anlegefläche gedrückt
werden. Während, der Aufwärtsbewegung hebt sich die Mansche#tte nach und nach von
der inneren Anlegefläche ab und legt sich gegen die äußere Anlegefläche; in. den
Fällen, wo sich Falten der beschriebenen Art gebildet haben, bleiben, diese Faltenlagen
oft aber auch dann übereinander, wenn die Manschette sich gegen die äußere Anlegefläche
gelegt hat, da die Spannung in Umfangsrichtung nicht groß genug ist, um das Gewebe
zu glätten und die Falten auszustreichen. Die Folge davon ist eine Verkürzung der
Manschettenlänge in, Umfangsrichtung, wodurch sie starken Bean.-spruchungen unterworfen
wird. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis sich mit der Zeit ge!nügend Falten, gebildet
haben, die die Spannung so groß werden lassen:, daß die Manschette infolge zu starker
Beanspruchung bricht oder reißt.
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Das Problem der Erfindung besteht in der Schaffung eines Gasbehälters
mitTrockendichtung der genannten Art, der so ausgebildet ist, daß sich keine schädlichen
Falten in der Manschette bilden, wenn diese sich gegen die innere Anlegefläche legt.
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Ein weiteres Problem ist die Schaffung wirksamer, einfacher und billiger
Mittel, um, bei einem Apparat
der beschriebenen Art das Kriechen
des Manschettengewebe#s in, Umfangsrichtung zu vermeiden.
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Weitere Probleme und Merkmale, der Erfindung gehen aus dein folgenden
hervor.
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Nachstehend wird die Erfindung in Anwendung auf eine zylindrische.
Anlegefläche beschrieben, die mit dem Kolben ein-es Gasbehälters verbunden. ist,
dessen Manschette die Form eines verhältnismäßig langen oder tiefen, Zylinders hat,
und die außen an der Behälterwand und innen. in, der Nähe der mit dem Kolben
verbundenen Anlegefläche an dem Kolben befestigt ist. Es versteht sich jedoch, daß
die Erfindung auf jede Art von Anlegeflächen Anwendung finden kann, die bei einem
Gasbehälter mit Trockendichtung angebracht sind, um den von, den. Gasen, auf die,
Mang schette ausgeübt-en Druck aufzunehmen. und die Gestalt oder Form dieser Manschette
aufrechtzuerhalten, wenn der Apparat in Benutzung ist.
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Fig. 1 der Zeichnungen ist ein horizontaler Teilschnitt durch
die Behälterwand, etwa längs der Linie 1-1 der Fig. 2, von oben. auf die
Kante der mit dem Kolben, verbundenen inneren Anlegefläche gesehen, wobei die Manschette
fortgelassen ist, um die Gestalt oder Form der Anlegefläche besser zu zeigen; Fig.
2 ist ein Teil einer Seitenansicht, etwa, längs der Linie 2-2 der Fig.
3 von, innen in Pfeilrichtung gesehen,; 01 Fig. 3 ist ein teilweiser
Vertikalschnitt nach 3-3 der Fig. 1; sie zeigt die Behälter-wand,
den Kolben, die innere Anlegefläche und die Manschette; Fig. 4 ist ein. vergrößerter
Ausschnitt der Fig. 3;
sie zeigt, wie die Manschette sich gegen die genutete,
,-erillte oder gewellte Oberfläche der inneren, mit dem Kolben verbundenen Anlegefläche
legt; Fig. 5 ist ein, vergrößerter horizontaler Teilschnitt nach Linie
5-5 der Fig. 2; Fig. 6 ist ein Teilquerschnitt eines Gasbehälters,
bei dem eine Dichtung aus zwei getrennten, zylin7 drischen Manschettenteilen zur
Anwendung gelangt.
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In den Zeichnungen, bedeutet das Bezugszeichen 9
die zylindrische
Seitenwand des Gefäßes eines Druckgasbehälters mit Kolben und trockener Dichtung;
die Bezugszeichen, 10 und 11 bezeichnen den Boden und die Decke dieses
Gefäßes. Der KolbenB ist in, gewissem Abstand, von den Seitenwänden des Behälters
angeordnet, und der Raum zwischen. Kolben und Seitenwand ist durch ein biegsames,
gasdichtes, präpariertes Gewebe C in Form eines Zylinders abge#-dichtet,
der an einem Ende am Umfang des Kolbens und am an:deren. Ende an, der Seitenwand
des Behälters, in der Niähe der Mitte dieser Seitenwand be-
festigt ist. Dieses
Gewebe stellt die Dichtungsinanschette dar. Irgendein geeignetes Mittel kann dazu
verwendet werden, uin, eine gasdichte Verbindurig zwischen dieser --\lanscliett-,C
und den Teil-en, an denen sie befestigt ist, zu erzielen, beispielsweise, Klemi-nleisten
4, die durch Bolzen 5 gehalten werden. In der bei Gasbehälte-rn der genannten
Art üblichen Weise sind in der Bewegungsrichtung der Mang schette C starre
Anschläge oder Anlegeflächen vorgesehen, die die Gestalt oder Form der Manschette
bestimmen und einen Teil des Druckes aufnehmen, der beim Steigen oder Fallen; des
Kolbens durch das Gas auf die Manschette ausgeübt wird. Bei dem in, der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Anschläge oder Anlegeflächen der genannten
Art vorgesehen, und zwar eine auf und ab, bewegliche Anlegefläche A
(Fig. 4) von zylindrischer oder Röhrenform, die mit dein Kolben verbunden ist und
sich an seinem Umfang nach oben erstreckt, und eine. feststehende Anlegefläche
A' von ebenfalls Zylinder- oder Röhrenform, die konzentrisch und im Abstand
zur ersten Anlegefläche angeordnet ist; die feststehende AnlegeflächeA' wird durch
denienigen Teil der Behälterwand 9 gebildet, der oberhalb des Befestigungspunktes
der Manschette C gelegen, ist. Befindet der Kolben sich in seiner untersten
Stellung, so drückt. der Gasdruck in dem Behälter des Apparates die Manschette
C fest gegen die Anlegefläche.4; geht der Kolben nach oben, so, wird die
Manschette nach und nach von, der inneren Anlegefläche A abgehoben und gegen
die äußere, Anlegefläche A' gelegt. Während, der Abwärtsbewegung des Kolbens
wird umgekehrt die Manschette, C nach und nach von der äußeren Anlegefläche-
A' abgehoben und gegen die innere- Anlegefläche A gelegt.
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Die Erfindung besteht hauptsächlich in einer derartigen Ausbildung
der inneren Anlegefläche.4, daß erstens verhindert wird, daß sich Wellen oder Falten
in, der Manschette bilden, wenn diese sich gegen die innere AnlegeflächeA legt,
und daß zweitens verhindert wird, daß die Manschette C seitlich, in Umfangsrichtung
des Behälters, kriecht oder sich verschiebt. Auf diese Weise wird eine unzulässige
Spannung des Gewebes der Manschette C in Unifangsrichtung vermieden und daher
ein Bruch oder ein, Reißen derselben, in wirksamer Weise verhindert. Kurz ge#sagt,
werden, diese! hocherwünschten, Ergebnisse dadurch erreicht, daß auf der inneren
Anlegefläche A eine im wesentlichen genutete, gerillte oder gewellte- Oberfläche
für die Anlage der Manschette gebildet wird, deren Länge am Umfang im wesentlichen
gleich der Umf angslänge' der äußeren Anleggefläche A' ist. Es ist nicht notwendig,
daß die genutete, gerillte. oder gewellte Oberfläche des inneren Anschlages
A am Umfang genatt gleich der Umfangslänge des äußeren AnschJages
A' ist. Sie kann beispielsweise auch 1 bis 21/o länger sein, weswegen,
der Ausdruck- »im wesentlichen, die gleiche- Länge am Umfang« gebraucht wurde, wodurch
zum Ausdruck gebracht werden soll, daß die Anle,gefläche auf dem inneren Anschlag
entweder die gleiche oder eine etwas größere L,inge hab-.ii sc.-11 wie die Anlegefläche
am äußeren Anschlag. Soweit es sich um, diesen. Grundgedanken handelt, ist es gleichgültig,
wie die Anlegefläche A im einzelnen ausgebildet ist, wenn nur ihre Oberfläche,
gegen. die die Manschette durch die Gase gedrückt wird, geeignete Vorsprünge und
Vertiefungen. aufweist, die die Umfangslänge! der Anlegefläche erhöhen und die Tendenz
ergeben, ein seitliches Kriechen, des Manschettenstoffes zu verringern oder zu verhindern.
Bei der dargestellten Ausführtingsform besteht die Anleggefläche des Anschlages
A aus einer Reihe von. senkrecht gestellten Platten 1 von segmentförrnigem
Ouerschnitt, deren konvexe Flächen, wie in Fig. 1 dargestellt, nach außen
gerichtet sind. Diese Platten 1 sind auf einer Stützkonstruktion angebracht,
die mit dem Kolben B verbunden ist, und die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
aus einer Reihe von senk-recht auf dem Kolben angebrachten Streben 3 (Fig.
3) besteht, die zwei ringförrnige Glieder 2 tragen, an denen die Platten
1
befestigt sind; vorzugsweise geschieht dies derart, daß die Platten leicht
von. den Ringen 2 abgenommen und in. ihrem gegenseitigen seitlichen Abstand justiert
werden, können. In, dem gezeigten Beispiel sind die Platten 1 an den horizontalen
Ringen 2 oben und unten durch Klammern 6 abnehmbar befestigt; jede dieser
Klammern übergreift den Ring 2, gegen, den sie durch eine Befestigungsvorrichtung
7 mit waagerezhtezn Querstück 8 gedrückt wird, das auf der
Hinterseite
der Platte 1 befestigt ist, wie aus Fig. 2 und 3 deutlich zu ersehen.
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Die genntete, gerillte oder gewellte Oberfläche des inneren Anschlages
A hat am Umfang im wesentlichen die gleiche Ge#samtlänge wie die Innenfläche
des äußeren Anschlages A'. Daher sind, wenn die. Manschette C
auf der
gewellten Oberfläche des Anschlages A anliegt, keine Falten. in der Manschette,
obwohl der Radius der vorspringenden Teile dieser Anlegefläche kleiner ist als der
Radius der zylindrischen äußeren Anlegefläche .4'. Es wurde gefunden, daß das, obenerwähnte
Kriechen der Manschette C in Umfangsrichtung oder die seitliche Verschiebun#g
derselben zum Te#il auf die Verschiedenheit der Radien der äußeren Anlegefläche
A' und der inneren Anlegeflächei.4 zurückzuführen ist. Um klar zu zeigen,
wie die gerillte oder gewe:llte Ausb#ildung der Anlegefläche.,1 ein nach und nach
größer werdendes, fortgesetztes Kriechen der Manschette C begrenzt oder verhindert,
wird auf Fig. 5 verwiesen. Angenommen, dür Gasdruck sei 50 cm Wassersäule
oder 500 1"-/m2. Die durch einen Radius von 2,5 cm in Umfangsrichtung
hervorgerufene Spannung ist dann 0,025m nial 500kg/M2 oder 12,5kg/m. Wenn jetzt
die Manr schette in seitlicher Richtung kriecht oder wandert, so (laß sich eine
Falte D, wie in Fig. 5 punktiert eingezeichnet, bildet, so wird der
in der rechten Vertiefung liegende Teil der Manschette zwischen den anliegenden
Vorsprüngen verkürzt, so daß dieser Teil durch div Anlegefläche ein wenig nach außen
gezc-en wird, wie durch die punktierte Linie E in Fig. 5 angedeutet.
Wenn dies eintrifft, wird der Radius R3 in Fig. 5, bei einem seitlichen,
Kriechen der Manschette in der benachbarten Vertiefung nach links um beispielsweise
3 mm, sofort mehrfach größer werden als der Radius R2. Angenommen der Radius
R3 sei 15 cm, also 61iial größer als vorher, so ist ohne weiteres ein' zusehen,
daß die Spannung im Teil E dann gleich 6nial 12,5 oder 75 kg/m
wird. Die Fclgz daN-ca ist, daß die Manschütte in die richtige Vertiefung zurückgezogen
wird, bevor sie herausgezogen werden kann,. Sobald Umstände eintreten, die die Manschette,
in der Vertiefung s,eitlich zu verschieben trachten, tr,--ten 2iI#,o in der benachbarten
Vertiefung Kräfte auf, die dieser Bewegung entgegenwirken. Es ist ferner zu beachten,
daß, wenn sich die Falte wie bei D in Fig. 5
zu bilden beginnt, der
Gasdruck auch eine Kraft entstehen läßt, die das überschüssige Manschettenmaterial
all die mit E bezeichnete Stelle zu drücken sucht. Der Zug bei
E und der Druck bei D wirken daher zusammen, um das Material der Manschette
in die Vertiefung der Anlegefläche A zu befördern., in die es gehört. Der
Abstand zwische!n den tiefsten, Stellen der Einbuchtungen wird vorzugsweise zu etwa
25 cm oder mehr gewählt, wobei die Tiefe der Einbuchtungen etwa zwischen
2,5 und 5 cm schwankt; selbstverständlich ändern sich diese Abmessungen
je nach der Größe des Behälters. Unter einer genuteten, gerillten oder gewellten
Oberfläche soll daher je-de Fläche verstanden werden, die abwechselnd aus Vorsprüngen
und Vertiefungen besteht, welche vertikal, in Richtung der Längsachse des Behälters
oder parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens, verlaufen.
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Wie bereits oben erwähnt, ist es unerheblich, welche Mittel im einzelnen
zur Anwendung gelangen., um die genutete, gerillte oder gewellte Oberfläche des
inneren Anschlages A zu erhalten, gegen die sich die Manschette C legt; ein
besonders vorteilhaftes Merkmal der beschriebenen, Ausführungsform, bei der konvexe
oder segmenta.rtig ausgebildete Platten abnehmbar auf einer an dein Kolben befestigten
Stützenkonstruktion angebracht sind, ist jedoch die Leichtigkeit, mit der diese
Platten 1 zum Zwecke der Überprüfung der Manschette entfernt werden können.
Bei dieser Konstruktion ist es nämlich nicht erforderlich, alle Platten,
1
abzunehmen, um die Manschette in ihrer ganzen Länge nachzusehen, denn nachdem
eine der Platten, 1
von, ihrer Stützkonstruktion abgenommen wurde!, braucht
man die Klemmvorrichtung der übrigen Platten nur zu lockern und eine Platte nach
der anderen in den benachbarten Zwischenraum zu schieben, so daß man nach und nwl
den ganzen Umfang der Mansehe,tte zu Gesicht bekommt und auf Risse od. dgl. prüfen
kann" ohne mehr als eine einzige der Platten, 1
am Umfang der Anlegefläche
A abzunehmen und nach Beendigung der Inspektion wieder aufzusetzen.
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Fig. 6 ist ein. Teilschnitt durch einen, Gasbehälter, dessen
Dichtung aus zwei zylindrischen Teilen besteht, die zu beiden Seiten ein-er zusätzlichen,
bewegliehen Anschlagfläche angeordnet und an dieser be-
festigt sind; diese
zusätzliche Anschlagfläche liegt zwischen dem Kolben und der Behälterwand und ist
so angeordnet, daß sie durch den nach oben, gehenden Kolben, mitgenommen werde#n
kann.. Bei dem Behälter der Fig. 6 besteht die Dichtung aus zweii zylindrischen
Teilmanschetten C und D, die zu beiden Seiten eines auf und ab beweglichen
Anschlages angeordnet sind, der zwischen dem Kolben B und der Seitenwand
9 des Behälters gelegen ist. Die »äußL-re« Teilmanschette D
ist durch
eine Klemmleiste 5 an einem Winkeleisen 15
an der Behälterwand befestigt,
während die »innere« Teilmanschette C an dem Kolben befestigt ist. 'Der Anschlag
oder die! Anlegeflächei am K(>lben,B ist so ausgebildet, wie bei Fig.
1 bis 5 beschrieben, d. h. der Anschlag besitzt eine im wesentlichen
genutete, gerillte oder gewelltei Anlegefläche für die Manschette, die aus einer
Reihe von senkrecht angeordneten Gliedern oder Platten 1 gebildet wird, welche
an zwei waagerechten Ringen 2 befestigt sind, die von den senkrechten Stützen
3 des Kolbens getragen. werden. Der zusätzliche! Anschlag zwischen dem Kolben,
und der Behälterwand enthält einen Zwischenring 13, an dem eine Reihe von
vertikalen Stützen.3a befestigt sind, die die waagerechten Ringe2a tragen. Eine
Re#ihe von senkrecht angeordneten, parallelen Stangen oder Platten ja ist so an
den Ringen 2,1 befestigt, daß die Platten eine genutete, gerillte oder gewellt--
An# legefläche, für die Teilmanschette D der Dichtung b#ilden. Ein rohrförmiger
Anschlag 14 ist an den Streben. 3a so befestigt, daß er eine innere glatte, nicht
gewellte Anlegefläche für die innere Teilmanschette C
der Gewebedichtung,
bildet.
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Das beschriebene, zusätzliche Anschlagglied hat oben einen Versteifungsring
16, der den Kolben B überragt und in seinen Weg hineinragt; wenn der
Kolben, bei seiner Aufwärtsbewegung eine bestimmte Stellung, wie durch die punktierten
Linien der Fig. 6
angedeutet, erreicht, wird sich daher der Anschlag oder
die Anlegefläche des Kolbens gegen, den Versteifungsring 16 legen und sa
den zusätzlichen Anschlag, der mit dem Versteifungsring 16 verbunden ist,
nach oben mitnehmen, so daß der zwischen, den Manschetten, C und D gelegene
zusätzlichei Anschlag zusammen mit dem Kolben nach oben oder unten geht.
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Wenn, der Kolben sich am untersten Ende seiner Bewegung befindet,
ruht der Zwischenring 13 des zusätzlichen Anschlages auf dem feststehenden
Grundgest-ell 12 auf, wie in Fig. 6 dargestellt. In dieser Stellung drücken
die Gase des Behälters die Teilmanschette,
C der Dichtung fest gegen
die gewellte Anlegefläche des an dem Kolben befestigten. An-
schlages, und
sie drücken gleichzeitig die Teilmanschette D fest gegen die gewellte, An-legefläche
des zwischen dein Kolben und der BehäIterwand angeordneten zusätzlichen Anschlages.
Während des ersten Teiles der Aufwärtsbewegung des Kolbens bleibt der zusätzliche.
oder Zwischenanschlag auf dem Grundgestell 12 in Ruhelage; die Aufwärtsbewegung
des Kolbens bewirkt dabei, daß die Teilmanschette C allinählich von der gewellten
Anlegefläche des Kolbens abgehoben und gegen, die glatte Anlegefläche 14 des Zwischenanschlages
gelegt wird. Wenn der Kolben eine Stellung erreicht, bei der der am Kolben befindliehe
Anschlag den ihn überragenden Zwischenring 16
des Zwischenanschlages berührt,
beginnt der Zwischenanschlag seine Aufwä-rtsbewegung zusammen, mit dem Kolben; während
dieses letzten Teiles der Aufwärtsbewegung des Kolbens wird die Teilmanschette
D allmählich von, der durch die senkrechten Vorsprünge 111 des Zwischenanschlages
gebildeten Anlegefläche abgehoben und in entsprechendem Maße gegen den oberen Teil
der Behälterwand 9 gelegt. Geht der Kolben dann wieder nach unten, so wird
die Manschette D von der Seitenwand des Behälters abgehoben und auf die gewellte
Fläche des Zwischenanschlages gelegt; danach wird die Manschette D von der
Fläche 14 des Zwischenanschlages abgehoben und auf die gewellte Anlegefläche
des Kolbens gelegt.