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Patent Searching and Data


Title:
FLANGE CONNECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/057088
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a flange connection (1), comprising two flanges (2, 3) for interconnecting and a ring (6) located between said flanges. According to the invention, said ring (6) can be tempered, so that the flanges (2, 3), and consequently the devices which are interconnected by means of said flanges can be decoupled thermally.

Inventors:
ENGLAENDER HEINRICH (DE)
FISCHER HANS RUDOLF (DE)
WALTER WILHELM (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/003209
Publication Date:
December 17, 1998
Filing Date:
May 29, 1998
Export Citation:
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Assignee:
LEYBOLD VAKUUM GMBH (DE)
ENGLAENDER HEINRICH (DE)
FISCHER HANS RUDOLF (DE)
WALTER WILHELM (DE)
International Classes:
F16L53/00; F04D19/04; F04D29/02; F04D29/58; F16L23/00; (IPC1-7): F16L23/16; F16L53/00
Foreign References:
DE9304435U11993-06-09
US3563571A1971-02-16
US4778202A1988-10-18
DE3508483A11986-10-23
Other References:
EPIFANOV ET AL.: "FLANGE SEAL WITH RUBBER WASHER FOR AN ULTRAHIGH VACUUM", INSTRUMENTS AND EXPERIMENTAL TECHNIQUES, vol. 18, no. 3, 1975, USA, pages 898, XP002077903
Attorney, Agent or Firm:
Leineweber, J�rgen (K�ln, DE)
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Claims:
Flanschverbindung PATENTANSPRÜCHE
1. Flanschverbindung (1) mit zwei miteinander zu ver bindenden Flanschen (2,3) und einem zwischen den Flanschen angeordneten Ring (6), dadurch gekenn zeichnet, dass der Ring (6) temperierbar ist.
2. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Ring (6) Zentrierund/oder Dichtfunktion hat.
3. Flanschverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (6) mit einem Kanal (8) für den Durchtritt eines Temperierfluids aus gerüstet ist.
4. Flanschverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kanal (8) mit zwei Anschlüssen (9) ausgerüstet ist.
5. Flanschverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (6) aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff (Aluminium, Messing, Kupfer oder dergleichen) besteht.
6. Flanschverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4', dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (6) zum Teil aus einem gut wärmeleitenden und zum Teil aus einem schlecht wärmeleitenden Werkstoff (Edelstahl oder dergleichen) besteht, wobei die Werkstoffe derart einander zugeordnet sind, dass einer aus schließlich dem ersten und der andere ausschließ lich dem zweiten der beiden Flansche (2,3) an liegt.
7. Flanschverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass jeweils die Hälfte des Ringes (6) aus den unterschiedlichen Werkstoffen besteht, wo bei die Trennlinie der Werkstoffe mit der Symme trielinie des Ringquerschnittes identisch ist.
8. Flanschverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der Ring (6) aus zwei Teilringen (6'und 6'') gebildet wird.
9. Flanschverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Teilring (6') Zentrierränder (11,12), Nuten (13,14) und zwei aneinander an grenzende Wandungen des im Querschnitt viereckigen Kanals (8) bilden und zwar die innere und eine stirnseitige Wandung, und dass der Teilring (6'') die beiden weiteren Wandungen des Kanals (8) (die äußere und eine stirnseitig gelegene Wandung) bil det.
10. Flanschverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie sich zwischen einer Vakuumpumpe (17) und einer an die Vakuumpumpe angeschlossenen Kammer befindet.
11. Flanschverbindung nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, dass die Vakuumpumpe eine Turbomole kularpumpe (17) ist, deren Eintrittsöffnung (18) von einem der Flansche (2,3) der Flanschverbin dung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gebildet wird.
Description:
Flanschverbindung Die Erfindung bezieht sich auf eine Flanschverbindung mit zwei miteinander zu verbindenden Flanschen und ei- nem zwischen den Flanschen angeordneten Ring.

Es ist bekannt, Apparaturen (Behälter, Kammern, Rezi- pienten oder dergleichen) und Maschinen (Kompressoren, Pumpen, insbesondere Vakuumpumpen, usw.) über Flansche miteinander zu verbinden. Die Flansche sind in der Re- gel Bestandteil von Anschlussstutzen, mit denen die Ap- paraturen und Maschinen ausgerüstet sind. Je nach Art der Flanschverbindung befinden sich zwischen den Flan- schen Dicht-und/oder Zentrierringe. Über die Flansch- ränder durchsetzende Schrauben oder die Flanschränder umfassende Klammern erfolgt die gegenseitige Befe- stigung der Flansche.

Aus der DE-A-35 08 483 ist ein Gehäuse für eine Turbo- molekularvakuumpumpe bekannt. Um zu verhindern, dass Wärme von einem angeschlossenen Rezipienten das Gehäuse der Turbomolekularvakuumpumpe allzu stark erwärmt, wird vorgeschlagen, den Gehäusemantel der Turbomolekularva- kuumpumpe zumindest im sich an den Anschlussflansch an- schliessenden Bereich so auszubilden, dass die Wärme- leitfähigkeit in diesem Bereich gering ist. Diese Lö- sung setzt eine aufwendige Fertigung des Pumpengehäuses voraus.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flanschverbindung der eingangs erwähnten Art der- art auszubilden, dass mit ihr die gegenseitige Tempera- tureinwirkung von Maschine und Apparatur beeinflusst werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der zwischen den Flanschen angeordnete Ring temperier- bar ist. Diese Lösung ermöglicht es, zwei benachbarte Systeme auf engstem Raum thermisch zu entkoppeln. Dabei kann zusätzlich noch einem oder beiden Systemen Wärme ab-oder auch zugeführt werden.

Eine Kühlung des Ringes hat beispielsweise nicht nur die gewünschte kühlende Wirkung, sondern auch eine wär- meisolierende Funktion. Ein Wärmeübergang von der Appa- ratur zur Maschine oder umgekehrt kann durch die Küh- lung des Ringes verhindert werden.

Soll Wärme sowohl von der Apparatur als auch von der Maschine abgeführt werden, dann ist es zweckmäßig, den Ring aus einem gut leitenden Werkstoff herzustellen.

Soll jedoch die Wärme entweder nur von der Maschine oder nur von der Apparatur abgeführt werden, dann ist der Ring zweckmäßig zum Teil aus einem wärmeleitenden und zum Teil aus einem wärmeisolierenden Werkstoff auf- gebaut, wobei die Werkstoffe derart einander zugeordnet sind, dass einer ausschließlich dem ersten und der an- dere ausschließlich dem zweiten der beiden Flansche an- liegt. Dadurch ist die Flanschverbindung zu einer An- schlussseite hin wärmeisolierend und zur anderen An- schlussseite hin wärmeleitend.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausfüh- rungsbeispielen erläutert werden.

In allen Figuren sind die Flanschverbindung mit 1, die miteinander zu verbindenden Flansche mit 2 und 3, die zugehörigen Anschlussstutzen mit 4 und 5 und der zwi- schen den Flanschen 2,3 befindliche Ring mit 6 be- zeichnet. Klammerschrauben 7, welche die äußeren Ränder der Flansche 2,3 umfassen, dienen zur Herstellung und Aufrechterhaltung der gewünschten Verbindung.

Um den Ring 6 temperieren zu können, ist er mit einem Kanal 8 ausgerüstet. Dieser Kanal ist zweckmäßig als umlaufender Ringkanal 8 ausgebildet und mit zwei An- schlüssen ausgerüstet. In den Figuren 1 bis 3 ist je- weils nur ein Schlauchanschlussstutzen 9 dargestellt, welcher einen zweiten Anschluss verdeckt.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen hat der Ring 6 u. a. Zentrierfunktion. Dazu ist er in bekannter Weise auf seiner Innenseite mit Zentrierrändern 11,12 ausgerüstet. Außerdem weist er den Stirnseiten der Flansche 2,3 zugewandte Nuten 13,14 für Elastomer- dichtringe 15,16 auf (siehe insbesondere Figur 3).

Figur 1 zeigt eine Lösung, bei der der Ring 6 aus gut wärmeleitendem Werkstoff (Aluminium, Messing, Kupfer oder dergleichen) besteht. Diese Lösung ist sinnvoll, wenn von beiden Flanschen 2,3 Wärme abgeführt werden soll, und zwar mit Hilfe eines den Kanal 8 durchströ- menden Kühlmittels (z. B. kaltes Wasser).

Bei den Lösungen nach den Figuren 2 und 3 besteht der Ring 6 aus zwei verschiedenen Werkstoffen. Einer der Werkstoffe ist ein guter, der andere ein schlechter Wärmeleiter (z. B. Edelstahl). Die Werkstoffe sind der- art angeordnet, dass sie jeweils nur mit einem der bei- den Flansche Kontakt haben. Zusätzlich muss sicherge- stellt sein, dass der gut wärmeleitende Werkstoff zu- mindest einen Teil der Wandung des Kanals 8 bildet. Mit I einer Lösung der beschriebenen Art kann einem der bei- den Flansche (demjenigen, der mit dem gut wärmeleiten- den Werkstoff Kontakt hat) Wärme ab-oder zugeführt werden, während der andere Flansch wärmeisoliert ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 besteht jeweils eine Hälfte des Ringes 6 aus unterschiedlichen Werk- stoffen, wobei die Trennlinie der Werkstoffe mit der Symmetrielinie des Ringquerschnittes identisch ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 wird der Ring 6 von zwei Teilringen 6'und 6''gebildet. Teilring 6' bildet die Zentrierränder 11,12, die Nuten 13,14 und zwei aneinander angrenzende Wandungen des im Quer- schnitt viereckigen Kanals 8, und zwar die innere und eine stirnseitige Wandung. Im übrigen hat der Teilring 6'aber nur mit einem der Flansche (Flansch 2) Wärme- kontakt. Teilring 6''bildet die beiden weiteren Wan- dungen des Kanals 8 (die äußere und eine stirnseitig gelegene Wandung) und berührt nur den anderen Flansch (Flansch 3).

Figur 3 zeigt den Einsatz einer erfindungsgemäßen Flanschverbindung bei einer Turbomolekularvakuumpumpe 17, deren Eintrittsöffnung vom Flansch 3 gebildet wird.

Flansch 2 und Anschlußstutzen 4 sind Bestandteile einer angeschlossenen Vakuumkammer. Die Lösung kann so ge- wählt werden, dass von der Pumpe 17 erzeugte Wärme über den Teilring 6''und im Kanal 8 strömendes Kühlmittel abgeführt wird, die angeschlossene Apparatur nicht be- lasten kann. In diesem Fall müssen der Teilring 6"aus gut wärmeleitendem, der Teilring 6'aus schlecht wärme- leitendem Material bestehen. Soll umgekehrt die Pumpe 17 vor Warme'aus der angeschlossenen Vakuumkammer ge- schützt werden, müssen die erwähnten Werkstoffeigen- schaften vertauscht sein.

Da der Ring 6 mit seinem Kanal 8 ohne weiteres an alle gängigen Normalabmessungen adaptierbar ist, bietet die Erfindung die Möglichkeit, die Flansch-Kühlung bzw.

Heizung universell einzusetzen. Insbesondere ist sie für den Einsatz in der Vakuumtechnik geeignet, da auf diesem Gebiet die Wärmeleitung durch evakuierte Räume erschwert ist.




 
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