DE2416071C3

DE2416071C3 - Dichtungsanordnung für Hubventile

Info

Publication number: DE2416071C3
Application number: DE2416071A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: KLINGER AG ZUG (SCHWEIZ)
Current assignee: KLINGER AG ZUG (SCHWEIZ)
Priority date: 1973-04-09
Filing date: 1974-04-03
Publication date: 1980-05-14
Also published as: ATA311973A; US3945390A; BR7402829D0; ES425388A1; GB1471211A; AR204716A1; AU6769474A; NL173305C; FR2224681A1; FR2224681B1; SE409896B; AT337510B; TR18173A; NL7404804A; JPS5040950A; BE813508A; DE2416071A1; IT1009716B; NL173305B; DE2416071B2

Description

Die F.rfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für Hubventile gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Dichtungsanordnungen mn harten Verschlußleilcn sind zwar weitgehend verschleiß und temperaturfest, doch sind sie praktisch von Anfang an gegen niedrig viskose Flüssigketten und Gase undicht und außerdem gegen Verunreinigungen sehr empfindlich. Dies deshalb, weil die beiden Verschlußieile in der Schließstellung mit Ringflächen aneinanderliegen und sich daher Verunreinigungen dort leicht ablagern und beim Schließen in die beiden Sitzflächen eingepreßt werden können. Diese harten Silzc werden außerdem zumeist am Gehäusesitz bzw. Sperrglied aufgeschweißt und anschließend durch Schleifen bearbeitet.

Bedeutend gasdichter sind Dichtungsanordnungen mit weichen Sitzen, d.h. Verschlußieile aus Kunststoff oder dergleichen, insbesondere solche mil einem harten und einem weichen Teil, weil eine gute Anpassung der beiden Dichtflächen aneinander erfolgen kann und Verunreinigungen in das weiche Teil eingepreßt werden können und in vielen Fällen nicht zu Beschädigungen führen. Diese weihen Sjlz.e haben aber den Nachteil, daß für das weiche Teil ganz oder teilweise .ms organischen Stoffen bestehende Materialien ZU verweh' den sind, die nur Betriebsbedingungen, insbesondere Betriebstemperaturen, ausgesetzt werden dürfen, die in vielen Fällen zu gering sind.

Man hat auch schon versucht, die Dichtheit Von Ventilen dadurch zu verbessern, daß man Dichtungsan' Ordnungen mit Mehrfachsitzen konstruierte (vgl, US-PS 6 7b 580). so daß zwei oder mehr ringförmige Abdichtungsbereiche — hintereinander geschaltet — für die Dichtheit sorgen sollten. Gerade bei harten Sitzen, wo also noch Mangel in der Abdichtfahigkeit bestehen, ϊ können auch solche Mehrfachsitze ni'.ht dicht ausgebildet werden, weil ja alle Sitze in der gleichen Stellung dichtend aneinanderliegen müssen, was bei praktisch unverformbaren Teilen nicht erreichbar ist.

Fs sind ferner Ventile bekannt (vgl. US-PS Jl 85 438).

in die mit kammartig ineinandergreifenden dünnen Ringleilen aus Metall eine Mehrfachabdichtung erzielen sollen, indem die dünnen Ringteile des einen Verschlußteils je mit ihren Spitzel unter gegenseit'ger Verformung an den Flanken eines zugeordneten Ringteiles des

π anderen Verschlußteils anliegen. Diese Ventile haben sich jedoch nicht durchgesetzt, weil die Verschlußieile nur schwierig und aufwendig herstellbar sind und daher praktisch nur für Spezialanwendungen in Frage kommen.

-'Ii Aus der DIOS 18 00 442 ist ein Ventil bekannt, dessen Ventilteller an der Betätigungsteile kegelslumpfformig ausgebildet und mit einem weichen Überzug aus Gummi od. dgl. versehen ist. der mehl starr abgestutzt, sondern vielmehr vom Ventilteller her mit

.'· Druck beaufschlagbar ist. um die Nachgiebigkeit der Dichtung an den abzusperrenden DrucK anzupassen, line derartige Dichtungsanordnung besitzt aber die Nachteile einer weichen Dichtung, eine I Jbertr.igbarkeit auf metallharte Verschlußteile lsi nicht gegeben

ι» Ferner isl aus der US PS 2b 52 b24 bekannt, einen im Schnitt bogenförmigen Silzring am Verschlußorgan eines Veniils anzuschweißen, wobei die Schweißung in besonderer Weise derart vorgenommen wird, daß die Schweißnähte ausschließlich unter Druckbelastung

!■ stehen. Außerdem ergibt sich nur eine ringförmige Abdichtungslimc

Aufgabe der Frfmdung isl es daher, eine Dichtungsanordnung nach dem Onerbegrifl des Anspruchs I zu schaffen, bei der <i,e Vorteile ,liel.tlk·, her Dichtungen (Temperaturbereich, (^empfindlichkeit gegen organische Lösungsmittel) mn den Vorteilen von Weichstoff dichtungen (gute Abdichtung bei maßigen Schließdruk ken. gute Dichtheit gegen dünnflüssige Medien und Ciase. I Inempfindli' hkeil gegen Verschmutzung) korn

*'· bimert sind

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeich nenden Toil des Anspruchs I gelöst

I Inter der Schli'-ßkraft eichen sich elastische Verformungen beim Wellkorper im Bereich der

·" Abdichlungslinien unler Ausbildung überall abdichtender l.inienberuhrungen. wobei die Möglichkeit einer Ah lagerung von Verschmutzungen an den Abdichtung linien weilgehend vermieden wird, weil die gekrümmte fläche des Wcllkorpcrs die Verschmutzung an den

·· Abdichlungslinien leichler durchdringen bzw beiseite schieben kann als beim parallelen Aufeinandertreffen zweier Flachen

Mindestens eines der beiden Vcrschlußteile kann mn einer Beschichtung verschen sein, welche das Gl'?u

^h" und/oder Div.htverhah.en. günstig beeinflußt, indem dadurch mögliche Obcrflächenunebcnhciten vermieden bzw, ausgeglichen werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

μ Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbcispiele näher erläutert.

Fig. I zeigt eine erste Atisführungsform einer

Dichtungsanordnung für I lubventile.

I ig. 2 zeigt eine Dichtungsanordnung, die sich von derjenigen von Fig. I in den Abdichtungslinien und in der Ausbildung des Wellkörpers unterscheidet.

Fig. i /eigt die Herstellung einer Dichtungsanordnung mil einem metallischen Wellkörper in einem Ventil selbst.

Fig.4 /eigt die Verwendung einer Dichtungsanordnung mit einem metallischen Wellkorper tür ein Klappenventil.

Das in Fig. 1 dargestellte Hubventil besitzt ein Ciehäuse 1, in dem mittels eines Kinpreßringes 3 dicht ein dünnwandiger metallischer Wellkorper 2 befestigt ist, der aus einem hülsenförmigen und einem tellerförmigen Teil besteht, wobei der tellerförmige Teil drei konzentrisch angeordnete Wülste 4 und zwischen diesen zwei konzentrische entgegengesetzt gerichtete Wülste 5 aufweist. Das Gehäuse 1 bildet mit einem Ventilteller 6 die Verschluüteile des Hubventils, wobei der Ventilteller 6 über eine zweiteilige Verschraubung 7 drehbar, aber axial unverschieblich mit einer Vennlsp'n del 8 verbunden ist. Der Ventilteller 6 weist im Bereich der Wulste 4 des Wellkörpers 2 Nuten 9 auf. weiche die

1 lanken an konzentrischen Stellen der Wulste 4 berühren, wobei sich die Wulste 5 an dem Gehäuse 1 ahsuit/en. Der Wellkorper 2 muß dabei so dimensioniert sein. (IaU er unter der durch Spindel und Handrad bzw. durch motorischen Antrieb aufzubringenden Schliclikraft an den I lanken soweit elastisch verformt wird, daß diese I lanken unter ausreichender Pressung mn den Randern der Nuten 4 des Ventilteller f> dichtend in Verbindung siehen. Heim Offnen oder Schließen des Hubveiilils entstehen aus diesen sechs Kingbereichen mit l.inienberiihrung enge Durchlasse. Mo das Medium größere Durchslromungsgeschwindig keilen erreicht, wobei sich aber /wischen diesen engen Durchlassen bei kompressiblen Medien in ledern Ringbereich 10 eine Expansion des Mediums samt Umlenkung ergibt, so daß der nächste Durchlaß nur noch mn einem geringen Druckgefalle beaufschlagt wird '\ußcrdem ist am Ventilteller 6 noch ein I orisal/ Il vorgesehen, welcher den vollen Durchstromquerschnitt im Gehäuse 1 erst freigibt, wenn 'ic beiden Verschlußleile schon etwas voneinander entfernt sind Dabei ist es gleichgültig, 'lh die Dru'-kbeaulschlagung von unten oder von oben auf den Ventilteller 6 erfolgt, solange die Druckdifferenz nicht so groß ist. daß der Druck bei Beaufschlagung der Oberseite des Ventiltel lers β wahrend der Öffniingsbewegiing den Wellkorper

2 gegen den sich entfernenden Ventilteller 6 druckt und so eine plastische Verformung dieses Teiles bewirkt

Hei der Dichtungsanordnung nach f ι g.2. die in Bezug auf die Verschlußleile wie in I ι g I aufgebaut ist. sind die Ringbereiche mit l.inienbenilnung auf den Kämmen 15 der Wulste 4 vorgesehen In diesem Fall ist der tellerförmige Teil des dünnwandigen Wellkörpers 2 nach außen leicht ansteigend ausgebildet, so daß im Verlauf der Schließbewegung zunächst nur der äußerste Wulst 4 mit einer radialen Ringllache 16 des Ventilteller;. 6, wie dargestellt, in Berührung kunimt. Im Zuge der weiteren Schließbewegung kommen dann schrittweise die weiter innen liegenden Kämme 15 der Wülste 4 mit den zugeordneten Ringflächen 17, 18 des Ventilteller 6 in Berührung. Die zwischen die Wülste 4 hineinragenden Rilrgtoile 19 des Ventiltellers 6 müssen die Flanken der Wülste 4 nicht berühren, sondern können auch nur zur Strömungsumlenkung und Drosselung dienen. Ob₁ in Strömungsrichlung gesehen,

zuerst die erste oder zuerst die letzte Rmgflache 16 bzw. 18 mit icngcnliuler l.inienberührung zur Wirkung kommt, hiingi von konstruktiven Gegebenheiten ab sowie von den noch damit auf Wunsch zu erzielenden Nebeneffekten. wie insbesondere der Geräuschminderung.

Gemäß Fig. i ist in einem Gehäuse 20 ein konischer Metallrohling 21 vorgesehen, der an seinem unteren finde mittels eines Einpreßringes 22 dicht mit dem Gehäuse 20 verbunden ist und sonst nur an der Innenfläche mit dem Gehäuse 20 über in regelmäßigen Abstanden vorgesehene Ringkanten 23 in Berührung steht, welche Unterstützungen bilden. Nach dem Einbau verlauft zwischen den Ringkanten 23 der Metallrohling 21 konisch. Dem Metallrohling 21 ist ein das andere VerschluUteil bildender .Stufenkonus 24 als Ventilteller zugeordnet, dessen Stufenkanten 25 in den Bereich zwischen die abstützenden Ringkanten 23 des Gehäuses 20 gelange.ι. sobald der Stufenkonus 24 fast die Schließstellung erreicht hat. Wenn ι,., η den Stufenko ims 24 mit einer die vorgesehene Schheßkralt wesentlich übersteigenden Kraft gegen das Gehäuse 20 preßt, wird der Metallrohling 21 zwischen den Ringkanten 23 zu von der Konusform abweichenden nngfori"gen Finsenkungen 26 plastisch verformt, wobei sich der Stufenkonus 24 in die gestrichelt dargestellte Stellung weiterbewegt. In den ringförmigen Einsenkungen 26 liegen dann bei späteren Schließvor gangen mit der vorgesehenen .Schließkraft die Ringbe reiche nut l.inienberührung. wobei sich dort das Blech mit elastischer Pressung ohne Überbrückung eines Spiels an du· Stufenkanten 25 eines Ventiltellers 24 anlegt und die Abdichtung bewirkt. Auf diese Weise kann der Wellkorper auch erst in dem Ventil in seine endgültige Form gebracht .verden

Gemäß den Fig I bis i sind die verformbaren Wellkorper 2 jeweils fest mit dem Gehäuse 1 verbunden und der Ventilteller 6 stellt das andere Verselilußlcv dar. Fs ist auch möglich, den Wellkorper 2 mit dem Ventilteller 6 zu verbinden.

Gemäß I·'i g. 4 ist ein Ventil mit einer exzentrisch gelagerten Klappe 30 vorgesehen, deren Achse 31 nicht durch die Achse von an der Klappe 30 bzw. am Gehäuse 32 vorgesehenen bzw. befestigten Dichtungselementen verlauft. Die Klappe 30 weist eine Kugelringfläche 3 3 um den Mittelpunkt ihrer Drehachse 31 auf. Im Gehäuse 32 ist ein dünnwandiger Wellkorper 35 dicht befestigt, der zuerst zylindrisch und dann im Bereich der Kugelringfläche 33 der Klappe 30 konisch verläuft. In diesem Bereich w:ist er zur Gehäuseachse 34 konzentrische Wülste auf. die sich einerseits im Gchäus·' 32 abstützen und andererseits im geschlossenen Zustand mn de Ksigelnngfläche 33 der Klappe 30 in dichtendem Eingriff stehen, weil in dieser Stellung eine elastische Verformung des WtMkörpers 35 erfolgt, so dall sich drei ringförmige Abdichiungslinien 36 ergeben. Beim Offnen durch Verdrehung der Klappe 30 werden dann die ringförmigen Dichlbereiche hintereinander geöffnet. Falls die Achse 31 der Klappe 30 uie Gehäuseachse 34 nicht sehneiuet, sondern mit geringem Abstand kreuzt, erfolgt während der Öffnungsbewegung ein Abheben der Kugelringfläche 33 vom Wellkörpcl 35, so daß eine Entlastung des Wcllkörpers 35 von einer längeren Schiebebewegung unter elastischer Verformung entfällt.

Falls bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform die Druckbcaufschiagung von links erfolgt, ist bei höheren Drücken auch eine Anpassung des Wellkörpers

35 an die Klappe 30 durch den /wischen Wellkörper 35 und Gehäuse 32 eindringenden Mcdiumdriiek gegeben, wobei aber die Dimensionieiiing des Wcllkörpers 35 so erfolgen muß, daß beim ÖITncli keine plastische Verformung hiervon durch den Mediumdruck erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dichtungsanordnung für Hubventile mit zwei ringförmigen Verschlußteilen, die in der Schließstellung zwei oder mehr ringförmige Abdichtungslinien bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein dünnwandiger metallischer Wellkörper mit Plattenund/odcr Rohrgrundform mit seinem einen Finde dichtend an einem der Verschlußieile befestigt und mit seinen Wülsten an diesen abgestützt ist, wahrend seine Wülste am jeweils anderen Verschlußstück die Abdichlungslinien bilden.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wulste des Wellkörpers unterschiedlich ausgebildet sind.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß beim .Schließvorgang die einzelnen Wulste nacheinander an den Verschlußieilep /ur Anlage kommen.

4. Dichtungsanordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet daß die Verschlußteile und der Wellkorper konisch ausgebildet sind, wobei vorzugsweise der Ventilsitz und Boden des Verschlußstücks mit treppenlörmig ausgebildeten Dichtkanten vers.-hen sind.

^r». Verfahren zur Herstellung des Wellkoipers nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß ein dünnwandiger konischer Metallrohling dichtend am Ventilsitz befestigt und zwischen Verschlußstück und Venlilsu. mit einer die vorgesehene Schließkraft weit ubersteigerden K ill plastisch in die Fndform verformt wird