DE1775691A1

DE1775691A1 - Ventildichtung

Info

Publication number: DE1775691A1
Application number: DE19681775691
Authority: DE
Inventors: Aunspach Dale Ervin
Original assignee: Fisher Governor Co
Current assignee: Fisher Governor Co
Priority date: 1967-09-11
Filing date: 1968-09-11
Publication date: 1971-11-18
Also published as: GB1236631A; DE1775691B2; DE1775691C3; US3506242A; FR1566996A; SE349119B; NL137883C; NL6807651A; BE720641A

Description

DR. KURT-RUDOLF EIKENBERG _n1

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PATENTANWALT

7isher Governor Company 233/147

Ventildichtung

Die Erfindung betrifft ein Ventil, in dessen Gehäuse ein Yentilkäfig zur Führung eines Ventilicegels eingesetzt ist, wobei das Gehäuse oberhalb des Käfigs durch eine Ventilhaube verschlossen ist,und wobei der Ventilsitz an dem der Haube abgelegenen Ende des Käfigs angeordnet ist.

Bei Ventilen dieses Typs sind häufig zwischen dem Ventilkäfig und dem Ventilkörper zusammendrückbar Dichtungen angeordnet, die oft hohen Temperaturen des durch das Ventil strömenden Mediums ausgesetzt sind. Wenn die Dichtungen stark erwärmt werden,tritt ein Nachlassen der Druckbelastung an dem Ventil auf, was ein Nachlassen der Dichtwirkung zur Folge hat. Demgegenüber soll mit der Erfindung eine Ventildichtung ge-

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schaffen werden, deren Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen denen der "bisher verwendeten überlegen sind. Dieses Ziel erreicht die Erfindung dadurch daß, zwischen der Ventil-haube und dem Ventilkäfig eine zusammendrückbare Dichtung angeordnet ist. Da die Dichtung zwischen der Haube und dem Käfig angeordnet ist, wird sie nicht direkt der hohen Temperatur ausgesetzt, so daß die TemperaturbeeinflussungweiXü⁶" herid reduziert wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Dichtung eine an der Ventilhaube anliegende Dichtungsscheibe, eine flexible, spiralförmig gewundene Käfigdichtung und eine weitere flache Dichtungsscheibe enthält, wobei die Käfigdichtung zwischen den Dichtungsscheiben angeordnet ist. Dabei besteht die Käfigdichtung vorzugsweise aus einem Metallstreifen und einem Füllstreifen, wobei der Püllstreifen breiter ist als der Metallstreifen und beiderseits über die Seitenkanten des Metallstreifens übersteht. Bei Druckbeaufschlagung der Dichtungsscheiben drückt sich der Metallstreifen der Käfigdichtung in die Scheiben ein, so daß die Abdichtung einen optimalen Wert erreicht.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei stellen dar:

Pig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventiles,

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Fig. 2 einen Schnitt durch die Käfigdichtung vor dem Zusammendrücken, und

Fig. 3 einen Schnitt durch die Käfigdichtung nach dem Zusammendrücken durch die "beiden Scheibendichtungen.

Bei, dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel

eines Ventils 10 besteht das Ventilgehäuse aus einem Ventil- | körper 12 und einer Ventilhaube 14, die durch geeignete Gewindebolzen 15 und Muttern 16, miteinander verbunden sind. Innerhalb des Ventilgehäuses ist ein Strömungskanal 18 eingearbeitet, der einen Einlaßanschluß 19 mit einem Auslaßanschluß 20 verbindet. Der Ventilkörper 12 ist so ausgebildet, daß er in herkömmlicher Weise in einen Leitungskreis eingebaut werden kann.

Innerhalb des Ventilgehäuses ist ein Ventilkäfig 22, ein Ventilsitz 24 und ein Ventilkegel 26 angeordnet, wobei der Kegel innerhalb des Käfigs 22 in Längsrichtung glßitbar geführt ist. Der·Ventilkäfig 22 ist eine Hülse mit einer Mehrzahl von Fenstern oder öffnungen 28, die in der Hülsenwandung eingearbeitet sind.

Der Ventilsitz 24 besteht aus einem Sitzring 24a mit einer Sitzfläche 24c, die an dem einen Ende um die Austrittsöffnung herum angeformt ist. Von dem Sitzring 24a er-

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streckt sich ein Schulterring 24b nach außen, der in eine abgesetzte Ausnehmung 30 in einer Wandung 32 des Ventilkörpers 12 eingesetzt ist. Der Ventilkäfig 22 und der Ventilsitz 24 sind zwischen einem flachen Dichtungsring 34 und einer zusammendruckbaren Dichtung 36 gelagert und in ihrer Stellung zwischen dem Ventilkörper 12 und der Ventilhaube 14 durch Anziehen der Muttern 16 festgeklemmt.

Der flache Dichtungsring 34 bewirkt eine Dichtung zwischen dem Ventilsitz 24 und der Ausnehmung 30 in der Wandung 32. Zusätzlich ist der Dichtungsring 34 hart genug, um die Spindelbelastung zu tragen, wenn der Ventilkegel 26 auf der Sitzfläche 24c aufsitzt.- Die zusammendrückbar Dichtung 36 wird weiter unten noch genauer erläutert.

Zur Betätigung des Ventilkegels 26 in axialer Richtung innerhalb des Ventilkäfigs 22 ist der Kegel mit einer Ventilspindel 38 verbunden. Die Spindel 38 ist an ihrem unteren Ende an dem Kegel 26 befestigt und an ihrem oberen Ende mit irgendwelchen Einrichtungen, wie z.B. einem Außengewinde, versehen, welche die Verbindung der Spindel mit einem Betätigungsmechanismus ermöglicht.

Innerhalb der Haube 14 sind um die Spindel 38 herum Packungen angeordnet. Diese Packungen enthalten die eigentliche Packung 40, einen Schleifring 42 und einen Packungsmitnehmer 43t der mittels eines Planschteiles 44, das durch Verbindungsmittel ander Haube 14 befestigt ist, in der Haube

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14 gehalten wird. Diese Verbindungsmittel für das Planschteil 44 können als Gewindebolzen 45 und auf die Bolzen aufgeschraubte Muttern 46 ausgebildet sein. Zur Aufrechterhaltung eines Druckes auf die Packung 40 ist konzentrisch um die Spindel 38 herum eine Peder 48 angeordnet. An ihrem oberen Ende drückt die Peder 48 gegen einen Auflagering 50 und an dem anderen Ende gegen eine becherförmige Auflage 52, die um einen Schleifring 54 an der Spindel 38 herum angeordnet ist. · λ

Auf einem Außengewinde an der Ventilhaube 14 ist eine JοchverSchlußschraube 60 mit Innengewinde aufgeschraubt. Es ist offensichtlich, daß das Joch für einen geeigneten Betätigungsmechanismus an der Haube 14 zwischen der Jochverschluschraube 60 und einem an der Außenseite der Haube 14 angearbeiteten Schulterring 62 befestigt werden kann.

Ein wesentliches Merkmal dieser Erfindung bildet die Anordnung einer zusammendrückbaren Dichtung zwischen dem Ventilkäfig und der Ventilhaube an einer Stellung, die von dem durch den Strömungskanal 18 strömenden Medium entfernt liegt. Die zusammendrückbare ~ Dichtung 36 enthält eine erste Dichtungsscheibe 64i die vorteilhaft zwischen den angrenzenden Plächen der Ventilhaube 14 und des Ventilkörpers 1 2 angeordnet ist und gegen die Atmosphäre abdichtete. In dem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dichtungsscheibe 64 direkt durch die Muttern 16 beaufschlagt,sowie diese auf die Gewindebolzen 15 aufge-

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aufgeschraubt werden, und "bilden so eine ausreichende und zuverlässige Dichtung, die unabhängig von Herstellungstoleranzen ist. Die Dichtung 36 enthält ferner eine zweite flache Dichtungsscheibe 65 und eine Käfigdichtung 66, die - zwischen den Dichtungsscheiben 64 und 65 angeordnet ist. Die beiden Scheiben 64 und 65 bestehen aus einem Material mit begrenzten Kaltfließeigenschaften.

Die Käfigdichtung 66 ist eine flexible, spiralförmig gewundene Dichtung, die zwischen dem Ventilkäfig 22 und der Ventilhaube 14 ein flexibles Teil bildet, welche dimensionale Veränderungen zwischen dem Ventilkörper, dem Ventilsitz und der in die Wandung 32 eingearbeiteten Ausnehmungen 30 ermöglicht. Ferner würde bei Anwendung eines ausbalancierten Ventilkegels in dem Ventilkäfig die Käfigdichtung eine Abdichtung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Ventilkäfigs herstellen. Ein solcher ausbalancierter Ventilkegel ist mit Ausgleichslöchern oder -bohrungen versehen, welche von der Unterseite durch den Ventilkegel nach oben verlaufen und den Strömungskanal mit dem Raum oberhalb des Ventilkegels verbinden. In diesem Fall erfüllt der Ventilkäfig eine zusätzliche Abdichtungsfunktion zwischen dem Raum oberhalb des Ventilkegels und der Außenseite des Käfigs'.

Die Käfigdichtung 66 ist oben an dem Käfig so weit wie möglich von dem durch den Kanal 18 strömenden Medium entfernt angeordnet und liegt somit weit weg von heißen Flüssigkeiten, die durch den Kanal 18 geführt werden können. Im

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Bereich der Dichtung 66 ist also die !Temperatur am niedrigsten, so daß der Belastungsrückgang und der daraus resultierende Diehtungsverlust vermindert wird.

Die Dichtungsscheibe 65 ist unterhalb der spiralförmig gewundenen Käfigdichtung 66 angeordnet, so daß diese zwischen den Scheiben 64 und 65 liegt. Der Zweck dieser "Sandwich"-Konstruktion ist, eine leckdichte Verbindung zu schaffen, die· bei einigen Medien nicht durch Verwendung von nur einer spiralförmig gewundenen Dichtung erreicht werden kann.

In Figuren 2 und 3 ist die Dichtung 36 im Detail näher dargestellt. Die Käfigdichtung 66 enthält im nicht komprimierten Zustand ein Paar spiralförmig gewundener Streifen 69 und 70. Der Streifen 69 kann aus einem relativ festen Material, wie z.B. Metall, und der MIlstreifen 70 aus einem relativ weichen Material, wie z.B. Asbestlagen, hergestellt sein. Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist der Streifen 69 aus rostfreiem Stahl hergestellt. Es ist zu bemerken, daß der Streifen 70 in.nicht komprimiertem ( Zustand breiter ist als der Streifen 69 und an Jeder Seite über den Streifen 69 hinausragt, so daß er an den gegenüberliegenden Seiten der spiralförmig gewundenen Dichtung Vertiefungen 71 und Stege 72 bildet.

Das für die Dichtungsscheiben 43» 64 und 65 verwendete Material hängt von der !Temperatur und der Verwendungsart ' des Ventils ab. Bei einer Temperatur von z, B. bisau 370° C

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kann das Seheibenmaterial entweder metallüberzogenes Asbest" oder weiches Metall sein.

In Fig, 3 ist der zusammengedrückte Zustand der Dichtung 36 dargestellt, der dann auftritt, wenn die Haube 14 auf den Ventilkörper 12 aufgeschraubt ist. Der Metallstreifen 69, der relativ hart und starr ist, gibt zwischen seinen Kanten etwas nach, dringt jedoch an seinen Kanten in das Material der relativ weichen Scheibe 64 und 65 ein, die begrenzte KaItverformungseigenschaften aufweisen, und deformiert diese. Das herausgedrückte Material drückt den Füllstreifen 70 noch weiter zusammen und verstärkt somit die Dichtwirkung. Wenn-die Dichtung 36 und Druckbelastung zwischen der Haube und dem Ventilkörper 12 angeordnet ist, drückt das Material der Scheibe 64 und 65 den Streifen 70 in der spiralförmig gewundenen Dichtung 66 zusammen, wodurch sich ein besserer Kontakt zwischen den Komponenten der Dichtung 36 ergibt.

Die Erfindung schafft somit ein Ventil mit einer verbesserten, zusammendrückbaren Dichtung, welche zwischen dem oberen Ende des Ventilkäfigs und der Ventilhaube wirksam abdichtet. Bei dem zeichnerisch dargestellten, erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, bewirkt die obere Dichtungsscheibe 64 außerdem noch.eine Dichtung zwischen der Ventilhaube und dem Ventilkörper. Die Dichtung 36 führt somit zu einer wirksamen Abdichtung zwischen dem inneren des Ventils und der Atmosphäre und gleicht ferner dimensionelle Verände-

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rungen zwischen dem Ventilkäfig 22, dem Ventilsitz 24 und der Wandung 32 des Ventilkörpers aus. In dem Pail, daß in dem Käfig 22 ein ausbalancierter Ventilkegel benutzt wird, würde die Dichtung 26 außerdem zwischen dem Raum . oberhalb des Ventilkegels und der Außenseite des Ventilkäfigs abdichten.

Versuche haben gezeigt, daß bei dem-erfindungsgemäßen Ventil im Vergleich mit einem Ventil, bei dem die Dichtung ähnlich angeordnet, jedoch nur aus einem spiralförmig gewundenen Dichtungsstreifen (und ohne die flachen Diehtungsscheiben 64 und 65) hergestellt ist, das durchschnittliche-. Undicht igkeitsmaß um 40 i» verringert wird.

Be/Gz - Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüche :

1. Ventil, in dessen Gehäuse ein Ventilkäfig zur Führung eines Ventilkegels eingesetzt ist, wobei das.Gehäuse oberhalb des Käfigs durch eine Ventilhaube verschlossen ist und wobei der Ventilsitz an dem der Haube abgelegenen Ende des Käfigs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ventilhaube (14) und dem Ventilkäfig (22) eine zusammendrückbare Dichtung (36) angeordnet ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (36) eine an der Ventilhaube (14) anliegende Dichtungsscheibe (64), eine flexible, spiralförmig gewundene Käfigdichtung (66) und eine weitere flache Dichtungsscheibe (65) enthält, wobei die Käfig:-dichtung (66) zwischen den Dichtungsscheiben (64, 65) angeordnet ist.

3· Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigdichtung (66) einen Metallstreifen (69) und einen Füllstreifen (70) enthält, wobei der Füllstreifen (70) breiter ist als der Metallstreifen (69) und über die

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entgegengesetzt liegenden Kanten des Metallstreifens (69) hinausragt.

4. Ventil nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsscheiben (64_f 65) aus einem Material mit begrenzten Kaltflußeigenschaften bestehen.

5. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (69) aus rostfreiem Stahl und der KLIlstreifen (70) aus Asbest hergestellt ist.

6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Seite des Ventilkäfigs (22) die Dichtung (36) i;nd auf der anderen Seite der Ventilsitz (24) angeordnet ist, wobei zum Zusammendrücken der Dichtung (36) Vorrichtungen vorgesehen sind, welche die Ventilhaube (14) mit dem Ventilkörper (12) verbinden.

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