DE2658256B2

DE2658256B2 - Abdichtvorrichtung für die Spindel einer Armatur

Info

Publication number: DE2658256B2
Application number: DE19762658256
Authority: DE
Inventors: Katsuji Fujiwara; Mitsuo Itoh
Original assignee: TLV Co Ltd
Current assignee: TLV Co Ltd
Priority date: 1975-12-25
Filing date: 1976-12-22
Publication date: 1980-10-16
Also published as: DE2658256A1; NL160645C; FR2336615B1; DE2658256C3; NL7613699A; BR7608449A; GB1556074A; FR2336615A1; NL160645B

Description

a) Die Dichtflächen des Bundes (22) und des aus Kunststoff bestehenden Dichtringes (23) sind Kugelflächen,

b) zwischen der Einführöffnung (3) und der Umfangsfläche des zylindrischen Ansatzes des Dichtringes ist eine O-Ring-Dichtung (25) vorgesehen,

c) die Endfläche des zylindrischen Ansatzes des Dichtringes steht über eine metallische Unterlegscheibe (33) unter Wirkung mindestens einer Tellerfeder (24) und

d) der Bund ist über eine aus Kunststoff bestehende Gleitplatte (26) und eine metallische Dichtscheibe (27) mittels eines Schnapprings (28) in der Einführöffnung abgestützt.

Die Erfindung betrifft eine Abdichtvorrichtung für die Spindel einer Armatur, z.B. eines Kugelhahns, mit einem Bund an der Spindel, der gegenüber dem Armaturengehäuse abgestützt und dessen dem Verschlußstück zugewandte Stirnseite als Dichtfläche ausgebildet ist, gegen die ein in einer im Durchmesser dem Spindelbund angepaßten Einführöffnung für die Spindel angeordneter, federnd an die Dichtfläche des Bundes andrückbarer Dichtring anliegt, der auf seiner dem Verschlußstück zugewandten Seite einen zylindrischen Ansatz trägt (DE-PS 9 51 063).

Bei Ventilen oder Hähnen insbesondere für heiße und/oder agressive Flüssigkeiten spielt das Problem der zuverlässigen und dauerhaften Abdichtung der Betätigungsspindel gegen den Innenraum des Ventilkörpers eine wesentliche Rolle. Bei dem bekannten Absperrorgan nach der DE-PS 9 51 063 ist die an der Spindel angeordnete Dichtfläche kegelförmig ausgebildet, gegen die ein über eine Membran am Gehäuse befestigter Dichtring aus graphithaltigem Werkstoff federnd anliegt. Infolge Verschleiß bei längerem Gebrauch verschiebt sich die Spindel nach außen. Die Membranaufhängung des Dichtrings bedingt jedoch, daß letzterer nur beschränkt der Axialverschiebung der Spindel zu folgen vermag, so daß dann eine sichere Abdichtung nicht mehr gewährt sein kann. Hinzu kommt, daß infolge Flüssigkeitsdrucks oder durch hohe Temperatur bedingte Spannungen im Gehäuse oder durch Kräfte am Bedienungsteil des Absperrorgans die Spindel und damit die kegelförmige Dichtfläche gegenüber dem Gehäuse mehr oder weniger schräg steht. Einer solchen Schrägstellung vermag der starre konische Dichtring nur unvollkommen zu folgen. Auch dies hat die Gefahr einer möglichen Undichtheit insbesondere nach längerem Gebrauch zur Folge.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,

die Abdichtung der Spindel von Absperrorganen so zu

-> verbessern, daß auch bei längerem Gebrauch und ungewöhnlichen Betriebsverhältnissen eine auf lange

Zeit zuverlässige, sichere Abdichtung gewährleistet ist

Die konstruktiven Merkmale zur umfassenden Lösung dieser Aufgabe nennt, ausgehend von der

ίο eingangs genannten Gattung einer Abdichtvorrichtung, der kennzeichnende Teil des Patentanspruches.

Es sind zwar bereits Konstruktionen von Spindelabdichtungen bei Absperrorganen bekannt, die aber jeweils das Problem einer vollkommenen und dauerhaf ten Abdichtung nur teilweise lösen können.

So zeigt die US-PS 31 86 681 eine der eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung ähnliche Lösung mit ebenfalls einem kegelförmigen Spindelbund, gegen den von beiden Seiten entsprechende aus Kunststoff bestehende Dichtringe nachstellbar anliegen. Weder ein selbsttätiges Nachstellen des Dichtungsdruckes durch eine Feder noch die Sicherheit der Abdichtung bei Schrägstellen der Spindel ist damit gegeben. Es ist auch schon bekannt, die Dichtflächen bei einer Ventilspindel als Kugelflächen auszubilden (US-PS 9 45 433). Hierbei wird der Dichtring gegen die Kugelfläche des Spindelbundes durch eine Schraubenfeder .gedrückt, die einen über den Umfang gleichmäßigen Andruck nicht sicherstellen kann. Hierfür wird bei der erfindungsge mäßen Ausbildung eine Tellerfeder verwendet, deren Eigenschaft eines über den Umfang gleichmäßigen Druckes und einer geringeren Bauhöhe an sich allgemein bekannt ist (FR-PS 14 85 060). Die Verwendung einer durch einen Schnappring gehaltenen O-Ring-Dichtung ist aus der eine Wellenabdichtung zeigenden US-PS 24 01 379 bekannt

Keine dieser vorgenannten Durchschriften konnte es — einzeln oder gemeinsam — nahelegen, die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches genannten Merkmale zu kombinieren, um im Zusammenwirken zu dem gewünschten Ergebnis einer auf lange Zeit sicheren Abdichtung zu kommen. Die beanspruchte Ausbildung der Spindelabdichtung eines Absperrorgans erfüllt alle gestellten Forderungen und führt außerdem zum Bau verhältnismäßig kleiner, leicht zu handhabender und wenig störanfälliger Ventile.

Die Zeichnung zeigt eine Schnittansicht eines Kugelhahns, dem der erfindungsgemäß ausgebildete Schalt-Abdichtmechanismus zur Veranschaulichung eines möglichen Ausführungsbeispiels zugeordnet ist.

Ein Gehäuse 1 ist mit einem Auslaß 2 und einer Ventilschaft-Einführöffnung 3 versehen.

Ein Endstück 5, weist einen Einlaß 4 auf. Das Endstück 5 ist mit dem Gehäuse 1 verschraubt Innerhalb des Ventilgehäuses ist eine Ventilkammer 6 ausgebildet, in welche der Einlaß 4 und der Auslaß 2 münden, um mit derselben einen Flüssigkeitsdurchlaß festzulegen. In dieser Ventilkammer 6 ist eine Ventilkugel 7 angeordnet, durch die sich eine Bohrung 8 erstreckt, durch welche Flüssigkeit strömen kann.

In der Ventilkammer 6 sind ringförmige Ventilsitze 9, 10 aus einem Kunststoff, wie z. B. Polytetrafluoräthylen od. dgl. zu beiden Seiten der Ventilkugel 7 angeordnet. Die ringförmigen Ventilsitze 9, 10 werden elastisch durch Tellerfedern 13,14 über Unterlegscheiben 11,12 an die Ventilkugel 7 angepreßt.

An sich bekannte Dichtungen 15, 16 in Form von O-Ringen sind zwischen den Ventilsitzen 9, 10 und der

Innenwandung der Ventilkammer 6 angeordnet Eine Paßbohrung 17 für einen Ventilschaft 18 ist im rechten Winkel zur Bohrung 8 in der Ventilkugel 7 vorgesehen, um den Ventilschaft 18 in ihr festzulegen. Das obere Ende der Ventilschaft-Paßöffnung 17 !st als Keilnut ausgebildet, in welcher ein Keilabschnitt 19 des Ventilschaftes 18 festgelegt ist. Der Ventilschaft 18 ist durch eine obere Halteöffnung 20 und eine untere Halteöffnung 21, welche jeweils im Gehäi-se 1 vorgesehen sind, drehbar gelagert

Der Ventilschaft 18 weist einen erweiterten Bund 22 auf, dessen dem Flüssigkeits-Durchla3 zugewandte, untere Fläche kugelförmig ausgebildet ist, um eine Dichtungsfläche zu bilden. Die Einführöffnung 3 des Ventilschaftes 1* hat einen größeren Durchmesser als die obere Halteöffnung 20.

Ein ringförmiger Dichtring 23 aus Kunststoff, wie z. B. Polytetrafluoräthylen od. dgl, wird durch mindestens \2ine Tellerfeder 24, die unter dem Dichtring angeordnet ist, über eine Metall-Unterlegscheibe 33 elastisch nach oben gegen den Bund 22 gedrückt. Eine O-Ring-Dichtung 25 ist vorgesehen, die für Luftdichtheit zwischen der Wandung der Ventilschaft-Einführöffnung 3 und dem Dichtring 23 sorgt Oberhalb des erweiterten Randbereiches 22 sind eine Gleitplatte 26 aus Kunststoff, wie Polytetrafluoräthylen od. dgl. und eine Dichtscheibe 27 aus Metall übereinander angeordnet und durch einen Schnappring 28 wird verhindert, daß die Gleitplatte 26 und die Dichtscheibe 27 abgleiten können.

Am oberen Teil des Ventilschaftes 18 ist ein im Querschnitt viereckiger Teil 29 vorgesehen, über den der Ventilschaft mittels eines Griffes 30 drehbar ist Die dem Ventilschaft 18 zugewandte Seite des Griffes 30 ist im wesentlichen kastenförmig ausgebildet und überragt nach unten eine ringförmige Wandung, die die Ventilschaft-Einführöffnung 3 bildet Ein Teil der nach unten überragenden Wandung des Griffes ist ausgespart und innerhalb der Aussparung ist ein Vorsprung vorgesehen, der über die ringförmige Wandung des Gehäuses nach oben vorsteht, wodurch der Verschwenkbereich des Griffes begrenzt wird. In eine Gewindebohrung des oberen Teils des Ventilschaftes 18 ist ein Bolzen 32 mit einer federnden Unterlegscheibe 31 eingeschraubt, um zu verhindern, daß sich der Griff 30 löst.

Das Kugelventil gemäß Aalsführungsbeispiel ist derart ausgebildet, daß der Griff 30 um 90° verschwenkt werden muß, um den Flüssigkeitsdurchlaß vom Einlaß 4 zum Auslaß 2 zu öffnen bzw. zu schließen.

Der Dichtring 23 wird durch die Tellerfeder 24 ständig an die Dichtungsfläche des Bundes 22 angedrückt, um eine minimale Dichtkraft aufrechtzuerhalten.

Während des Betriebs wirken die elastische Kraft der Tellerfeder 24 und der Druck der gesteuerten Flüssigkeit von unten auf den Dichtring 23, der auf diese Weise intensiv an die kugelförmige Dichtfläche des Bundes 22 gepreßt wird, um die Abdichtung des Ventils auch bei Verschwenkungen des Ventilschaftes 18 beizubehalten. Auch wenn der Dichtring 23 etwas abgenutzt ist, kann die Dichtkraft durch die elastische Kraft der Tellerfeder 24 und die Wirkung des Flüssigkeitsdruckes kompensiert werden, wodurch eine ausgezeichnete Lebensdauer bzw. Haltbarkeit gewährleistet wird. Während des öffnens und Schliessens bewegen sich, falls der Ventilschaft 18 nach innen verschoben wird, die Dichtungsfläche des Bundes 22 des Ventilschaftes 18 und der Dichtring 23 zusammen mit dem Ventilschaft um im Anlagezustand beibehalten werden zu können, so daß der Dichtring 23 sich niemals verformt und die gesteuerte Flüssigkeit somit nie auslaufen kann.

Dementsprechend kann diese Ventilschaft-Abdichtvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels auch bei Ventilen verwendet werden, bei welchen sich der Ventilschaft in vertikaler Richtung oder in einer Kombination aus Verschwenk- und Senkrechtbewegungen bewegt

Da die Dichtfläche des Bundes 22 des Ventilschaftes 18 eine Kugelform aufweist, wird, auch wenn der Ventilschaft 18 durch den auf die Ventilkugel 7 ausgeübten Flüssigkeitsdruck mehr oder weniger geneigt wird, dessen Anlageverhältnis zum Dichtring 23 nie gestört

Der aus Kunststoff, wie z. B. Polytetrafluoräthylen bestehende Dichtring 23 kann durch sich selbst schon eine Abdichtung mit der Innenwandung der Ventilschaft-Einführöffnung 3 aufrechterhalten, durch Anordnung der O-Ring-Dichtung 25 wird die Abdichtung jedoch absolut sichergestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Abdichtvorrichtung für die Spindel einer Armatur, z.B. eines Kugelhahns, mit einem Bund an der Spindel, der gegenüber dem Armaturengehäuse abgestützt und dessen dem Verschlußstück zugewandte Stirnseite als Dichtfläche ausgebildet ist, gegen die ein in einer im Durchmesser dem Spindelbund angepaßten Einführöffnung für die Spindel angeordneter, federnd an die Dichtfläche des Bundes andrückbarer Dichtring anliegt, der auf seiner dem Verschlußstück zugewandten Seite einen zylindrischen Ansatz trägt, gekennzeichnet d u r c h die Kombination folgender Merkmale: