DE1079410B - Ventilanordnung fuer Fluessigkeiten und Gase mit hydrostatischem Dichtungsring - Google Patents
Ventilanordnung fuer Fluessigkeiten und Gase mit hydrostatischem DichtungsringInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K41/00—Spindle sealings
- F16K41/02—Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings
- F16K41/08—Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings with at least one ring provided with axially-protruding peripheral closing-lip
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung mit einem ringsum verlaufenden hydrostatischen Dichtungsring
aus Gummi oder ähnlichem Werkstoff und zielt darauf ab, für derartige Ringe eine bessere
Ouerschnittsform und eine bessere Anordnung zu schaffen, welche die Anwendung derartiger Dichtungsmittel
bei Ventilanordnungen der verschiedensten Art gestattet.
Hydrostatische Ringe werden im allgemeinen in eine Nut des Ventilkörpers oder des Ventilsitzes eingepaßt,
wobei die am meisten gebräuchliche Type der sogenannte O-Ring ist. Ein besonderes Merkmal dieser
Ventilanordnungen ist die Tatsache, daß der Ventilring bei geschlossenem Zustand des Ventils an der
offenen Seite der ihn aufnehmenden Nut in dichtendem Kontakt mit einer festen Fläche des Gegenelementes
des Ventils steht, wohingegen bei geöffnetem Ventil dieser Kontakt des Ventilringes mit dem Gegenelement
unterbrochen ist, so daß der Ring lediglich durch die Nut festgehalten wird. Die gebräuchlichsten Ventilarten,
bei denen hydrostatische Ringe zur Verwendung gelangen, sind Kolbenventile und solche mit kegeligem
Ventilsitz, wobei dann in beiden Fällen der Ventilring entweder im Ventilkörper oder im Ventilgehäuse
untergebracht ist. Es hat sich nun ergeben, daß insbesondere bei höheren Drücken über beispielsweise
7 kg/cm2 große Schwierigkeiten bezüglich des Festhaltens des Ringes in seiner Nut auftreten, wenn
das Ventil geöffnet wird, und zwar vornehmlich dann, wenn die Schließbewegung des Ventils entgegen dem
Flüssigkeitsdruck erfolgt. Der Grund hierfür besteht hauptsächlich darin, daß während der Ventilschließung
Flüssigkeitsdruck nicht nur an der stromaufwärts gerichteten Seite des Ringes wirksam wird, sondern
auch zwischen dem Ring und dem Boden der Nut. Ist der Ring auf einen zylindrischen Kolben aufgepaßt, so
bedeutet dies, daß der Flüssigkeitsdruck innerhalb des Ringes zwischen diesen und die zylindrische Nut
eindringt, während dort, wo der Ring in ein Ventilgehäuse eingesetzt ist, der Flüssigkeitsdruck außerhalb
des Ringes zwischen diesen und den Boden der Nut eindringt. Wenn nun das Ventil beginnt, sich zu
öffnen, und die beiden festen Oberflächen der Ventilelemente beginnen, sich voneinander abzulösen, bleibt
der Ring nicht in seiner Nut, sondern wird durch den Flüssigkeitsdruck, der zwischen ihm und der Nut
wirkt, weiterhin in dichtendem Kontakt mit dem Gegenelement gehalten. Dies bedeutet, daß der Ring
das Bestreben entfaltet, dem Gegenelement zu folgen, das sich von der Ringnut entfernt, so daß also der
Ring versucht, aus seiner Nut herauszutreten.
Der beschriebene Vorgang ist zunächst bei zylindrischen Ventilkolben festzustellen, wenn letzterer
sich von der Dichtungsbohrung entfernt, wobei dann Ventilanordnung für Flüssigkeiten
und Gase mit hydrostatischem
Dichtungsring
Anmelder:
Seetru Limited, Bristol (Großbritannien)
Vertreter: Dr.-Ing. F.; Mayer, Patentanwalt,
Berlin-Dahlem,. Hüttenweg 15
Berlin-Dahlem,. Hüttenweg 15
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien Vom 21, März 1955
Großbritannien Vom 21, März 1955
Otto Herman Varga, Efadford-on-Avon, Wilts
(Großbritannien),
ist als Erfinder ^genannt worden
ist als Erfinder ^genannt worden
der Dichtungsring bestrebt ist, aus seiner Nut heraus an dem sich verjüngenden Teil am Ausgang der Dichtungsbohrung
herauszutreten. Das gleiche spielt sich aber auch ab, wenn es sich um einen kegeligen Ventilkörper
handelt, der einen Ring trägt; denn auch hierbei versucht der Ring bei Druck auf beiden Seiten,
beim Anheben des Ventilliörpers seine Nut zu verlassen. ■"·
Die beschriebenen Schwierigkeiten haben seit langem die Verwendung von hydrostatischen Ringen bei
Ventilen ernsthaft behindert, und es ist demgemäß das Ziel der Erfindung, die beschriebenen Nachteile ganz
oder doch zum wesentlichen Teil zu beseitigen, indem man dem Ventilring eine neuartige Querschnittsform
gibt·
Die Erfindung geht von bekannten Ventilanordnungen für Flüssigkeiten und Gase aus, die einen Ventilkolben
mit einer Ringnut, ein Ventilgehäuse, mit glatter Innenfläche und einen in der Ringnut untergerbrachten
elastischen hydrostatischen Dichtungsring aufweisen, der in der geschlossenen. Stellung des Ventils
einerseits mit der Innenfläche des Ventilgehäuses in abdichtender Berührung steht, andererseits an einer
seitlichen Begrenzungswand der Ringnut anliegt,, die den Ring vor dem Flüssigkeitsdruck schützt, und besteht
im wesentlichen darin, daß der Dichtungsring
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eine ringsum verlaufende, seitlich herausragende biegsame Lippe aufweist, welche die Abdichtung gegen
den Grund der Ringnut übernimmt.
In pneumatischen Förderleitungen hat man bereits nach beiden Seiten umlegbare Gummilippen verwendet,
die in der Biegezone dünner als in der dichtenden Fläche ausgebildet sind.
Gegenüber allen diesen bekannten Ringdichtungen hat der neue Dichtungsring den entscheidenden Vorteil,
daß ein Abheben des Dichtungsrings durch den Druck des abzudichtenden Mediums, das hinter den
O-Ring eindringen kann, mit Sicherheit durch die neue Anordnung der Lippe an der Basis des D-förmigen
Dichtungsringes vermieden wird, weil der Druck des Mediums auf diese Dichtlippe drückt, wodurch
ein Eindringen hinter den Dichtungsring in die Nut vermieden wird. Unter der Voraussetzung, daß die
Lippe einen wirksamen peripherischen Dichtungskontakt mit dem Nutengrund hält, wird der Flüssigkeitsdruck
das Bestreben haben, die Dichtungswirkung der Lippe zu erhöhen, so daß keine Druckflüssigkeit
zwischen den Ring und den Boden der Nut eindringen kann.
Der erfindungsgemäße Vorschlag der Anordnung einer Lippe an dem hydrostatischen Ring zwecks Abdichtung
des Spaltes zwischen Ring und Nutboden kann in verschiedener Weise verwirklicht werden.
Vorzugsweise gibt man dem Ring die allgemeine Ouerschnittsform eines D, dessen Basis in der Nut
liegt, während der abgerundete Teil die Dichtung zum gegenüberliegenden Ventilelement herstellt. Dabei
kann die Lippe oder der sonstige Ansatz oder Steg als Verlängerung oder Verbreiterung ausgestaltet
sein, die gegen die Richtung des Flüssigkeitsdruckes am gekrümmten Teil des Ringes gerichtet ist. Die
Lippe kann dabei etwa eine kegelstumpfförmig dreieckige Gestalt haben oder einen dünnen Steg bilden,
der sich an die Basis des D anschließt. In allen Fällen wird die Lippe aus einem Stück mit dem Ring hergestellt,
so daß, wenn der Ring in die Nut eingesetzt wird, die Lippe festen Kontakt mit dem Nutboden
hält. Dabei kann die Nut selbst entweder eine dem D entsprechende Breite und Unterschneidung zur Aufnahme
der Lippe aufweisen oder auch breit genug ausgeführt werden, um sowohl dem Ring als der
Lippe Platz zu gewähren.
Es ist wichtig, daß die Lippe in festem Dichtungskontakt mit dem Boden der Nut steht, wenn sie eingepaßt
wird, und zu diesem Zweck kann es vorteilhaft sein, die Unterseite der Lippe etwas winkelig zur
Unterseite des Ringquerschnittes verlaufen zu lassen, so daß, wenn der Dichtungsring eingesetzt wird, an
der Lippe eine elastische Vorspannung entsteht, die ein dichtes Anliegen am Nutboden gewährleistet.
Wenn die Unterseite der Lippe zylindrisch gewählt wird, kann der Nutboden zweckmäßig konisch oder
teilkonisch gearbeitet werden, wobei sich der Konus gegen die Lippe hin öffnet, so daß diese beim Einsetzen
nach außen gestreckt wird und ihr elastischer Widerstand wiederum eine Vorspannung erzeugt, die
einen dichten Kontakt zwischen Lippe und Nutboden gewährleistet.
Ein weiteres Mittel, um von Anfang an ausreichenden Dichtungskontakt zwischen Lippe und Nutboden
herzustellen, könnte darin bestehen, daß man eine ringförmige, auf der dem Flüssigkeitsdruck zugekehrten
Seite der Lippe liegende Feder vorsieht, die sich zusammenzieht, wenn man den Dichtungsring in die
Außenfläche des Kolbens einsetzt, sich dagegen aufspreizt, wenn man den Ring in die Innenwandung des
Ventilgehäuses.einfügt. Man kann dabei jene Art von Federn benutzen, wie sie oft in Gummiöldichtungen
umlaufender Wellen benutzt werden. Dabei kann die freie Seite der Lippe, auf welcher sich die Feder befindet,
zweckmäßig mit einer Rille versehen werden, in der die Feder festgehalten wird.
In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, kleine Ablaßbohrungen im Boden der Nut unterhalb der
Lippe vorzusehen, die gegen die Stromabwärtsseite des Kolbens hin gerichtet sind. Derartige Bohrungen
gewährleisten, daß Flüssigkeit, wie sie gegebenenfalls unter die Lippe dringt, abgeführt werden kann und
demgemäß der Druck unterhalb des Ringes nicht so stark ansteigen kann, um die Funktion des Ringes im
ganzen zu beeinträchtigen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt einen mit einer Lippe versehenen Dichtungsring aus synthetischem Kautschuk (teilweise geschnitten),
während
Fig. 2 in einem Teilschnitt die Anordnung des Dichtungsringes wiedergibt.
Die durchgehende peripherische Lippe 1 ist aus einem Stück mit dem Ring 2 geformt, der die allgemeine
Querschnittsform eines D aufweist und aus einem biegsamen, gegen Kohlenwasserstoffe beständigen,
synthetischen Gummi besteht.
Wie Fig. 1 zeigt, ist die Lippe 1 unter einem Winkel an den Ring 2 angesetzt. Wenn demgemäß der
Dichtungsring in eine Nut eines zylindrischen Ventilkolbens 4 (Fig. 2) eingesetzt wird, der einen im Querschnitt
reduzierten Teil 5 aufweist und in einem Ventilgehäuse 6 mit Galerie 7 hin- und herläuft, unterliegt
die Lippe 1 einer elastischen Vorspannung und steht in dichtem Eingriff mit dem Boden 9 der Nut 3.
Mit 10 und 11 sind kleine Druckentlastungsbohrungen bezeichnet, die, vom Boden 9 der Nut 3 ausgehend,
gegen den schmaleren Teil 5 des Kolbens, also stromabwärts vom Ring 2 aus gesehen, gerichtet sind.
Die Anbringung der Lippe gemäß der Erfindung an dem D-förmigen Dichtungsring hilft auch dazu, ein
Kippen des Ringes in der Nut zu verhindern, insbesondere dann, wenn es sich um hin- und hergehende
Ventilkolben handelt.
Claims (4)
1. Ventilanordnung für Flüssigkeiten und Gase, die einen Ventilkolben mit einer Ringnut, ein
Ventilgehäuse mit glatter Innenfläche und einen in der Ringnut untergebrachten elastischen hydrostatischen
Dichtungsring aufweist, der in der geschlossenen Stellung des Ventils einerseits mit der
Innenfläche des Ventilgehäuses in abdichtender Berührung steht, andererseits an einer seitlichen
Begrenzungswand der Ringnut anliegt, die den Ring vor dem Flüssigkeitsdruck schützt, dadurdi
gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (2) eine ringsum verlaufende, seitlich herausragende, biegsame
Lippe (1) aufweist, welche die Abdichtung gegen den Grund (9) der Ringnut (3) übernimmt.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Nutengrund (9) des
Ventilkolbens Bohrungen (10, 11) vorgesehen sind, die zur Druckentlastung des Dichtungsringes
dienen.
3. \fentilanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die biegsame Lippe (1)
am Körper des Dichtungsringes (2) elastisch gegen den Nutengrund (9) angedrückt ist, um sie in
enger Berührung mit dem Nutengrund (9) zu "halten.
4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch, gekennzeichnet, daß der Dichtungsring
(2) eine Rille zur Aufnahme einer an sich
bekannten ringförmigen Feder aufweist, welche die
Lippe (1) gegen den Nutengrund (9) drückt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 858 163, 880 240;
deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1 675 484,1 687 283; französische Patentschriften Nr. 412 021, 834 045.
Deutsche Patentschriften Nr. 858 163, 880 240;
deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1 675 484,1 687 283; französische Patentschriften Nr. 412 021, 834 045.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1079410X | 1955-03-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1079410B true DE1079410B (de) | 1960-04-07 |
Family
ID=10872464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES48017A Pending DE1079410B (de) | 1955-03-21 | 1956-03-19 | Ventilanordnung fuer Fluessigkeiten und Gase mit hydrostatischem Dichtungsring |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1079410B (de) |
Cited By (4)
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-
1956
- 1956-03-19 DE DES48017A patent/DE1079410B/de active Pending
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