DE2613658A1 - Sintered PTFE valve seal for corrosive fluids - has a porous core elastic enough to give a gas-tight seal - Google Patents

Abstract

A fluoroplastic seal is of a disc or ring of PTFE of inhomogeneous density, sintered to provide a dense surface layer over a porous core. The seal is fastened to the part of the valve that carries it by a clip or a screw or a turned-over edge. If the valve seating is a ring, the porous part of the seal can likewise be restricted to a ring, leaving a solid centre by which the seal can be fastened to its bearer.

Description

Sitzdichtung für Ventile für aggressive MedienSeat seal for valves for aggressive media

Die Erfindung betrifft eine Sitzdichtung für Ventile für aggressive Medien.The invention relates to a seat seal for valves for aggressive Media.

Bei den Ventilen für aggressive Medien, bei denen Ventilantrieb und Ventilgehäuse zwei selbständige, miteinander verbundene Bauteile bilden, werden Ventil und Ventilantrieb durch ein aus einem gegen aggressive Medien beständigen Werkstoff hergestelltes Abdichtungselement gegeneinander getrennt und hermetisch dicht abgeschlossen, wobei ein durch den Ventilantrieb betätigter Ventilschließkörper aus einem gegen aggressive Medien beständigem Material den Ventilsitz öffnet oder schließt.In the case of valves for aggressive media, where valve drive and Valve housing form two independent, interconnected components, valve and valve drive are made of one against aggressive media-resistant material, the sealing element is separated from each other and hermetically sealed, wherein a valve closing body actuated by the valve drive made of a material resistant to aggressive media forms the valve seat opens or closes.

Die bisher bekannt gewordenen Ventile für aggressive Medien verwenden als Sitzdichtung Dichtungselemente homogener Materialdichte aus massivem PTFE oder aus einem gegen aggressive Medien beständigen elastomeren Werkstoff, wobei die Sitzdichtung einen konstruktiven Bestandteil des Ventilschließkörpers darstellt.Use the previously known valves for aggressive media As a seat seal, sealing elements of homogeneous material density made from solid PTFE or from one that is resistant to aggressive media elastomeric material, the seat seal being a structural component of the valve closing body.

Die Sitzdichtungen aus PTFE homogener Materialdichte haben infolge des nicht elastomeren Werkstoffcharakters des PTFE den Nachteil, daß ihre Sitzdichtwirkung gegenüber den elastomeren Sitzdichtungen reduziert ist; dieser Nachteil macht sich insbesondere bei erhöhter Beanspruchung des Ventilsitzes und der Sitzdichtung durch hohe Schaltspielzahlen oder Mediumsverschmutzung bemerkbar, die Sitzdichtungen können daher allenfalls als flüesigkeitsdicht, nicht jedoch als gasdicht angesehen werden. Diese Nachteile wirken sich besonders deutlich aus bei Ventilen mit relativ niedrigem Stellkraftniveau, wie bspw. bei magnetbetätigten direktwirkendenThe seat seals made of PTFE of homogeneous material density have the consequence the non-elastomeric material character of PTFE has the disadvantage that their seat sealing effect is reduced compared to the elastomeric seat seals; this disadvantage is particularly evident in the case of increased stress of the valve seat and the seat seal are noticeable through high number of switching cycles or medium contamination, the seat seals can therefore at best be regarded as liquid-tight, but not as gas-tight. These disadvantages are particularly evident in valves with a relatively low level of actuating force, such as, for example, in the case of solenoid-operated direct-acting ones Ventilen.Valves.

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Die Sitzdichtungen aus elastomerem Werkstoff besitxen kein· universelle Beständigkeit gegen aggressive Medien, damit ausgestattet* Ventil· können nicht für alle interessierenden Medien Anwendung ftnd«H.The seat seals made of elastomer material are not universal Resistance to aggressive media, equipped with it * Valve cannot apply to all media of interest ftnd «H.

Darüberhinaus sind Dichtungselemente aus elastomerem Werkstoff mit einer dünnen PTFE-Beschichtung bekannt, bei denen das aggressive Medium infolge der relativ hohen Permeabilität des PTFE bis zum elastomeren inneren Teil der Dichtung durchdiffundiert und diesen chemisch angreift.In addition, sealing elements made of elastomeric material are also included a thin PTFE coating known, in which the aggressive medium due to the relatively high permeability of the PTFE up to elastomer inner part of the seal diffuses through and chemically attacks it.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine aus universell beständigem Fluorkunststoff PTFE hergestellte Sitzdichtung zu schaffen, deren Bauweise auch bei niedrigen Stellkräften eine hohe Sitzdichtheit für gasförmige und flüssige Medien ermöglicht und die schmutzunempfindlich und bei hohen Schaltspielzahlen beständig ist.The object of the invention is to create a seat seal made of universally stable fluoroplastic PTFE, as well as its construction With low actuating forces, it enables a high level of tightness for gaseous and liquid media and is insensitive to dirt and resistant to high switching cycles.

Diese Aufgabe wird erfindungsm&flig dadurch gelöst, daß die Sitzdichtung aus PTFE in scheibenförmiger oder kreierundförmiger Form mit inhomogener Materialdichte ausgebildet ist, wobei die dem Ventilsitz zugeordnete Oberfläche als hochdichte Deckfolie mit einem porösen Untergrund gesintert und mit dem diese Dichtung tragenden Ventilteil durch eine Schnapp-, Schraub- oder Bördelverbindung formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden ist.This object is achieved according to the invention in that the seat seal made of PTFE in a disc-shaped or circular shape with an inhomogeneous material density, the valve seat assigned Surface sintered as a high-density cover sheet with a porous substrate and with the valve part carrying this seal by a snap, Screw or flare connection is positively or non-positively connected.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus dem Unter— anspruch.Another embodiment of the invention results from the sub- claim.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Sitzdichtung ein quaai-elastomeres Verhalten aufweist und die SitzdichtheitThe advantages achieved with the invention are that the seat seal has a quaai-elastomeric behavior and the seat tightness

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auch bei niedrigen Anpresskräften gewährleistet ist und die Sitzdichtung darüberhinaus auch ein höheres Schmutzeinbettungevermögen besitzt. Des weiteren wird auch bei höheren Anpresskräften der Sitzdichtung gegen den Ventilsitz eine zur Sitzmitte hin orientierte Verformung des porösen Untergrundes mit Ausbeulerscheinungen in die Ventilsitzmitte hinein vermieden.is guaranteed even with low contact forces and the seat seal moreover it also has a higher dirt embedding capacity. Furthermore, the seat seal is also used with higher contact pressure against the valve seat a deformation of the porous substrate oriented towards the center of the seat with bulging phenomena Valve seat center in avoided.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Es zeigenShow it

Figur 1 den Längsschnitt eines Membranventils mit einer möglichen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, FIG. 1 shows the longitudinal section of a diaphragm valve with a possible embodiment of the subject matter of the invention,

Figur 2 im Längsschnitt ein Ventil in Drei-Wege-Ausführung mit einem keilförmig ausgebildeten Ventilschließkörper, FIG. 2, in longitudinal section, a valve in a three-way design with a wedge-shaped valve closing body,

Figur 3 Schnittbilder der Verbindtang des Ventilschließkörpers mit den Sitzdichtungen und dem Biegeröhrchen gemäß Figur 2.Figure 3 sectional views of the connecting rod of the valve closing body with the seat seals and the bending tube according to FIG. 2.

Der Erfindungsgegenstand nach Figur 1 bezieht sich auf ein Membranventil mit pneumatischer oder hydraulischer Betätigung, das im druck» losen Zustand des Druckraumes (1 ) des Stellantriebes die geschlossene Ventilposition, bei Druckbeaufschlagung des Stellantriebes die geöffnete Ventilposition aufweist, wobei die vorgespannte Schließfeder ( 2 ) die Schließstellung des Ventiles bei drucklosem Zustand des StellantriebesThe subject of the invention according to FIG. 1 relates to a diaphragm valve with pneumatic or hydraulic actuation, which is closed when the pressure chamber (1) of the actuator is depressurized Valve position, when the actuator is pressurized, has the open valve position, the pretensioned closing spring (2) the Closed position of the valve when the actuator is depressurized

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gewährleistet. Die Membrane ( 3 ) dient als Stellmembrane und wird zwischen dem Ventil-Mittelteil ( 4 ) und dem Ventil-Oberteil ( 5 ) über eine in Figur 1 nicht dargestellte Schraubverbindung eingespannt. Die PTFE-Membrane ( 6 ) wirkt als eigentliche Ventil-Abdichtungs-Membrane und wird zwischen dem Gehäuse-Unterteil ( 7 ) und dem Gehäuse-Mittelteil ( 4 ) eingespannt, die Dichtmembrane ( 6 ) und Stellmembrane ( 3 ) bilden mit dem Ventilteller ( 8 ), Stützteller ( 9 ), Ventilschaft ( 11 ), dem mittleren Gehäuse ( 4 ) und dem Stützteller ( 12 ) der Stellmembrane eine Baueinheit, wobei die gesintert hergestellte, quasi-elastomere Sitzdichtung ( 10 ) durch eine Bördelung in den aus PTFE oder einem spritzbaren Fluorkunststoff ( PFA, PTFE ) bestehenden Ventilteller ( 8 ) eingespannt wird.guaranteed. The membrane (3) serves as an adjusting membrane and is clamped between the valve middle part (4) and the valve upper part (5) via a screw connection (not shown in FIG. 1) . The PTFE membrane (6) acts as the actual valve sealing membrane and is clamped between the lower part of the housing (7) and the middle part (4) of the housing; the sealing membrane (6) and the operating membrane (3) form with the valve disk ( 8), support plate (9), valve stem (11), the middle housing (4) and the support plate (12) of the operating diaphragm form a structural unit, with the sintered, quasi-elastomer seat seal (10) being flanged into the PTFE or an injectable fluoroplastic (PFA, PTFE) existing valve plate (8) is clamped.

Das Ventil gemäß Figur 2 besteht aus den beiden Baugruppen Ventilgehäuse ( 13 ) und Ventilantrieb ( 14 ), die durch ein aus PTFE hergestelltes . Biegeröhrchen ( 15 ) gegeneinander abgedichtet werden. Der Ventilantrieb ( 14 )_ß der nicht eigens dargestellt ist, kann als elektromagnetischer, pneumatischer, hydraulischer oder mechanischer Antrieb ausgeführt werden. Er greift über einen in der Stützplatte ( 16 ) schwenkbar gelagerten Betätigungshebel ( 17 ) in das zur Abdichtung dienende Biegeröhrchen ( 15 ) so ein, daß dessen als Lagerzapfen kugelig ausgebildetes Ende die schwingende Bewegung des Betätigungshebels ( 17 ) auf den Ventilschließkörper ( 18 ), der beidseitig mit gesintert hergestellten, quasi elastomeren PTFE-Sit ζ dichtungen ( 19 ), ( 20 ) versehen ist, überträgt, wodurch einer der Ventilsitze (21, 22 ) geschlossen und der andere geöffnet wird.The valve according to FIG. 2 consists of the two assemblies, valve housing (13) and valve drive (14), which are made of PTFE. Bending tubes (15) are sealed against each other. The valve drive (14 ) _ß, which is not specifically shown, can be designed as an electromagnetic, pneumatic, hydraulic or mechanical drive. Via an actuating lever (17) pivotably mounted in the support plate (16), it engages in the bending tube (15) used for sealing, so that its end, which is designed as a spherical bearing pin, causes the oscillating movement of the actuating lever (17) on the valve closing body (18), which is provided on both sides with sintered, quasi-elastomeric PTFE-Sit ζ seals (19), (20), transfers, whereby one of the valve seats (21, 22) is closed and the other is opened.

In dem Ausführungsbeispiel des Ventils gemäß Figuren 2 und 3 ist der aus spritzbarem Fluorkunststoff hergestellte Schließkörper ( 18 ) auf das alsIn the exemplary embodiment of the valve according to FIGS. 2 and 3, the is off injectable fluoroplastic produced closing body (18) on the as

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kugelförmigen Lagerzapfen mit seitlichen Anflächungen ausgebildete Ende des Biegeröhrchens ( 15 ) durch eine Schnappverbindung aufgeknöpft. Der Schließkörper ( 18 ) gewährleistet durch die formgebundene Anpassung seiner Längsbohrung an den kugelförmig mit seitlichen Anflächungen versehenen Lagerzapfen des Biegeröhrchens ( 15 ) eine Verdrehsicherung des Schließkörpers ( 18 ) in seinen drei Hauptachsen. Der Schließkörper ( 18 ) ist mit seinen beiden aus PTFE gesintert hergestellte^ quasi~elastomeren Sitzdichtungen (19, 20 ) in Anpassung an den Stellwinkel des Betätigungshebels ( 17 ) keilförmig ausgebildet, so daß für seine Anlage an die Ventilsitze (21, 22 ) nur eine geringe Pendelbewegung auf dem Lagerzapfen erforderlich ist; die dafür erforderliche Pendelbarkeit auf dem Lagerzapfen erhält der Schließkörper ( 18 ) infolge eines geringen, spaltförmigen Spielee zwischen Schließkörper ( 18)und Biegeröhrchen ( 15 ) im kegeligen Bereich oberhalb des Lagerzapfens des Biegeröhrchens ( 15 ).spherical bearing journals formed with flattened sides The end of the bending tube (15) is unbuttoned with a snap connection. The closing body (18) ensured by the shape-related Adaptation of its longitudinal bore to the ball-shaped bearing pin of the bending tube (15), which is provided with flattened sides, a rotation lock of the closing body (18) in its three main axes. Of the Closing body (18) with its two quasi-elastomeric seat seals (19, 20) made sintered from PTFE is adapted to the adjustment angle of the actuating lever (17) is wedge-shaped, so that only a slight pendulum movement on the bearing pin is required for it to rest against the valve seats (21, 22); the necessary The closing body (18) receives oscillating ability on the bearing journal as a result of a small, gap-shaped play between the closing body (18) and Bending tube (15) in the conical area above the bearing pin of the bending tube (15).

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Claims (2)

SchutzansprücheProtection claims / 1. ySitzdichtung für Ventile für aggressive Medien, bei denen Ventilantrieb und Ventilgehäuse zwei selbständige miteinander verbundene Bauteile bilden, die durch ein aus einem gegen aggressive Medien beständigen Werkstoff hergestelltes Abdichtungselement gegeneinander getrennt und hermetisch dicht abgeschlossen sind, wobei der den Ventilsitz abdichtende Ventil-Schließkörper aus Fluorkunststoff ( PTFE, PFA, ETFE ) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzdichtung aus PTFE in scheibenförmiger oder kreisringförmiger Form mit inhomogener Materialdichte ausgebildet ist, wobei die dem Ventilsitz zugeordnete Oberfläche als hochdichte Deckfolie mit einem porösen Untergrund gesintert und mit dem diese Dichtung tragenden Ventilteil durch eine Schnapp-, Schraub- oder Bördelverbindung formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden ist./ 1. ySeat seal for valves for aggressive media where valve drive and valve housing form two independent components connected to one another, which are protected against aggressive media by one of one Resistant material made sealing element are separated from each other and hermetically sealed, the valve closing bodies made of fluoroplastic sealing the valve seat (PTFE, PFA, ETFE), characterized in that the seat seal made of PTFE in disc-shaped or circular ring-shaped Form is formed with inhomogeneous material density, the surface assigned to the valve seat as a high-density cover sheet with a sintered porous substrate and with the valve part carrying this seal by a snap, screw or crimped connection is positively or non-positively connected. 2. Sitzdichtung für Ventile für aggressive Medien nach Anspruch 1, da« durch gekennzeichnet, daß die Sitzdichtung unterhalb der angesinterten ' Deckfolie nur im Bereich der kreis ringförmigen Sitzfläche porös ausgebildet und der mittige, zylinderförmige massive Teil der Dichtung zwischen dem porösen ringförmigen Untergrund mit dem eigentlichen Ventilschließkörper durch eine Klneehraub- oder Rastverbindung formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden ist.2. Seat seal for valves for aggressive media according to claim 1, since « characterized in that the seat seal underneath the sintered-on cover sheet is porous only in the area of the circular seat surface and the central, cylindrical solid part of the seal between the porous annular base and the actual Valve closing body form-fitting by means of a Klneehraub or snap-in connection or is positively connected. 709841/0165709841/0165 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED