DE3003203A1

DE3003203A1 - Brandschutz-absperrorgan

Info

Publication number: DE3003203A1
Application number: DE19803003203
Authority: DE
Inventors: Italo Gazzaniga; Ottorino Pasquinelli
Original assignee: Grove Valve and Regulator Co
Current assignee: Grove Valve and Regulator Co
Priority date: 1979-06-01
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1980-12-11
Also published as: FR2458012A1; US4292989A; JPS55163373A; DE3003203C2; GB2050572A; CA1108589A; GB2050572B; JPS602555B2; FR2458012B1

Description

Grove Valve and Regulator Company

?O O8?/3 6O/st

PATENTANWÄLTE Dr. rer. nat. DIETER LOUIS Dlpl.-Phys. c; ".T r-"ii,·· ^J,

Dipl.-:of!. ^Λ'-·- ir ;_£r,_TZ

Dipl. f'..ys.,iOLi-üANG SEGETH

KESSLERPLATZ 1 8500 NÜRNBERG 20

Brandschutz-Absperrorgan

Die Erfindung betrifft ein Brandschutz-Absperrorgan für eine Fluidleitung.

Absperrorgane wie Hähne oder Ventile zur Absperrung eines Durchtritts von Flüssigkeiten oder Gasen haben häufig federnd nachgiebige, also elastische Absperrorgane, um eine fluiddichte Abdichtung zu erleichtern. Bei einer Vervendung derartiger Absperrorgane in Leitungen für brennbare Materialien sind derartige elastische Abdichtorgane jedoch im Brandfall bei hohen Temperaturen der Zerstörung ausgesetzt, so daß sich ein Bedürfnis dafür ergibt, selbst bei Zerstörung der normalen Abdichtorgane eine Fluidströmung durch das Absperrorgan zu verhindern, um so den Brand zu begrenzen.

Hierzu wird mit der Erfindung eine metallische Abdichtung für ein Absperrorgan geschaffen,die in Wirkung tritt, wenn die normalen, elastomeren Arbeitsdichtungen zerstört werden. Die metallische Nutdichtung erzeugt dabei eine Abdichtung zwischen einem Sitzring des Absperrorganes und der zylindrischen Oberfläche, in der der Sitzring arbeitet, wobei die metallische Dichtung nur dann in Wirkung tritt, wenn die elastomere Arbeitsdichtung beschädigt oder zerstört ist.

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Die Erfindung im einzelnen ergibt sich durch die Merkmale ues Anspruchs ι bzw. des Anspruchs δ, vanrend die Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt haben.

Mit der Erfindung wird somit ein Brandschutz-Absperrorgan mit einem Gehäuse geschaffen, mit einem in dem Gehäuse zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung beweglich gelagerten Absperrorgan, mit einer zylindrischen inneren Oberfläche im Gehäuse in der Nachbarschaft des Absperrergans, mit einem gleitbeweglich an der inneren Oberfläche gelagerten metallischen Sitzring, dessen Vorderfront für einen Abschlui3 der Fluidströmung bei Andrückung gegen das Absperrorgan feinbearbeitet ist, mit einer Einrichtung zmt federnden Andrückung des Sitzringes gegen das Absperrorgan, mit einem federnden elastomeren Dichtring zur Erzielung einer Abdichtung zwischen der äußeren Oberfläche des Sitzringes und der Innenoberfläche, mit einem metallischen Notdichtring, der gleitbeweglich an der inneren Oberfläche gelagert ist und zwischen dem Sitzring und der Andruckeinrichtung vorgesehen ist, wobei der Notdichtring eine Dichtung zwischen dem Sitzring und der Innenoberfläche ergibt, wenn er gegen den Sitzring gedrückt wird, und mit einer Einrichtung zur Verhinderung des Wirksamwerdens des Notdichtrings unterhalb einer vorbestimmten, höheren Temperatur, die höchstens so hoch ist wie diejenige Temperatur, bei der der elastomere Dichtring beschädigt oder zerstört wird. Die EinrichtLing zur Verhinderung des Wirksamwerdens weist bevorzugt einen Abstandsring aus hitzezerstörbarem Material zwischen dem Notdichtring und dem Sitzring auf und überträgt Federkräfte und Fluiddruckkräfte auf den Sitzring, ohne die Abschrägung zu beaufschlagen. Das Abstandsteil besteht aus einem Material, dessen Schmelzpunkt höchstens demjenigen des elastomeren Dichtringes

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entspricht, so daß auch das Abstandsglied dann zerstört wird, wenn der elastomere Dichtrir.g zerstört wird, so daß dann eine abgeschrägte Lippe des Dichtrings über eine äußere Abschrägung des Sitzringes in einen freien Raum am Umfang des Sitzringes greifen kann.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindimg ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausfühnmgsform anhand der Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Brandschutz-Absperrorgan,

Fig. ? in vergrößerter Darstellung den Abdichtbereich des Absperrorganes in seiner normalen Arbeitsstellung und

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Notdichtung im Brandfall.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist das als Kugelhahn ausgebildete Absperrorgan 10 ein Gehäuseband 12 auf, welches zur Bildung einer Metallplatte gegossen oder gewalzt ist. An den ringförmigen Stirnseiten des Gehäusebandes 12 sind mittels Schraubbolzen 14 stirnseitige Abschlußteile 16 befestigt, die beispielsweise in Form von Flanschen 18 eine Installation des Absperrorganes 10 in einer Leitung ermöglichen. Das Absperrorgan 10 ist mittels Gehäuse-Dichtringen PO und 22 fluiddicht gemacht.

Obere und untere Lagerblöcke 24 und 26 sind zwischen den Abschlußteilen 16 eingespannt und nehmen Drehzapfen ?8 und 30 auf, die in der veranschaulichten Weise einstückig mit einem Absperr-Schaltorgan 32, im Beispielsfalle einer Schalt-

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kugel, ausgebildet sind. Ein Strömungskanal ?4 durch cias Absperr-Schaltorgari 3? fluchtet mit Strom^ngskancUfn °6 >T.d ?8 der ALschiui-teile, wenn das Absperr-Schaltorgan in der in Fig. 1 veranschaulichten Offenstelluno steht. Eine Betätigungsteilρ 40 ist am oberen Drehzapfen ?3 mittels Stiften 4? drehfest gelagert, so daß da? Absperr—^r>chaltorg-Ίϊί ?? durch Drehung der Betätigungswrlle 40 über 90° zwischen seiner Offen- und seiner Schließstellung hinvnd herschaltbar ist. Die Betätigungsteile 40 ist drehbar in einem Lagerblock 44 gehalten und durch O-Ringe 46 an ihrem Umfang abgedichtet. Der Lagerblock 44 ist mittels Kopfschrauben 48 am Gehäuseband 12 befestigt und durch 0-Kinα 50 fluiddicht gehalten.

Kin Haltering 5 Γ lagesichert den oberen 0-Ring 46, und eine Schaltplatte 54 ist mittels Kopfschrauben 56 lagegesichtrt. Zine innere Zylinderfläche 58 in jedem Abschlußteil ¹P tummt qiei M'OVf-^lich eine Sitzririg^nordnung 60 auf, die in cer aus Fig. ? ersichtlichen Weise aus einem inneren Sitzring 6? urd einem äußeren Sitzring 64 besteht, die mittels eines Federringes oder Sprengringes 66 gegeneinander gehalten sind, der in einer Nut des äußeren Sitzringes 64 angeordnet ist. Ein 0-Ring So, der in einer Nut zwischen den beiden Sitzringen 6P und 64 gehalten i?t, bildet die Kauptdichtung gegenüber dem Absperr-Schaltorgan ?p. Ein 0-Ring 70 bildet eine Sekundärdichtung zwischen «.!er Sitzringanordnung 60 und der inneren ZyIinderflache 58. Schmjermittelkanäle 7? und 74 können in den Abschlußteilen 16 und der Sitzringanordnung 60 vorgesehen sein.

Eine Mehrzahl von Federn 76 am Umfang der Abschlußteile 16 drücken die Sitzringanordnung 60 gegen das Absperr-Schaltorgan '..?, und überdies sind die gegenseitigen Durchmesser des Haiiptdichtringes 68 und des senkundären 0-Ringes 70 derart gewählt, daß die Sitzringe 60 unabhängig von der

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Druckrichtunq in Richtung auf dc^:.s Ab:-:, err-Schal torgan 'Γ erdrückt sind, ,'läb^i i?t der Abrichtrb.^-hTcssf-r der Haupt— •.!icritune 68 crwfler o'i? ier Xmifndr.rcKr^r^r der oekvndäri'iciitung 7'.<_r so :ajj, itnn der höhere Dvuck von außen i.oirnit, <ic->r Sitzrirg bis zum inneren Durchmesser des Sekundär-Dichtrinces 70 nach innen urd damit Ii':"-'"-r oirif größere Fi eiche an der wücxs^ite 'virk L, um aei~, Jitxring na cn vorne zu drücken. Entsprechend ist der Durchmesser de:? Haupt-L'i ch tr i η γη s ·5£ qeringer als der Au^eridtirchmcssesr des Sekimdar-Dichtrincres 70, so daß bei einem höheren Druck von den StrömuncTsVanälen 36 und ?8 her dieser nach außen bis 2-um A'jße-ndv.rchr'h-.-iser de.; SeKundär-Dichti ir;ges 70 wirkt, ή j se wiederun.' über ein-- größere Flache, um den Sitzring nach vorne zu drucken.

Zwischen cen: Dicctrinc 60 und der. Federn 76 sind Notdichtriiv'f 7b vor ce "eh e*-·, d i «■ sich rr-rV- i,'O^r/ip ?r streckende I ip— ,-■'. η i'-i ■ -^(fu'f-i-'-;', OCi ei. Endet: eine inr-.zr-e Abschrugung b;' bt.sii/eri, CAe xonip-lementüre Abscjiragunaei. 84 beaufschlagen Können, welche am rückwärtigen Ende des innerer: Sitrringes €r vorgesehen sind, so daß bei einen Vorwirtsdruck durch die Federn 76 unterstützt durch den Fluiddruck die scharfe Livpe fii.¹ auf d^e Abschrägung 84 3uflr!u^Pt und keilf ö^nii α in dieser eindringt, um den Raum 7viscnen dem inneren Sitzring 6p und dei inneren zylindrischer Fläche 58 abzudichten, der vorge.'-.eher. werden muß, um eine freie Gleitbewegung v/äh— Γ'-ΐν. cer noriiilen Abdichtung zu frmöglich'^::n. Diese erläu-1f:-rte Wirkungsweise der Lippe 8C der Notdichtung wird dadur-cii erleichtert, daß die äußere Abschräcung 84 etwas 3 teiler ausgebildet ist als die innere Abschrägung 8-. Gute Ergebnisse haben sich beispielsweise eraeben, wenn «ijo innere A^Krciirägung mit 45 unä. die äußere Abschrägi'.nq mi L ^Γ:··0° ge-λν'.ί. \i wird, so daß die scharfe Lippe 30 auf die Ab £· ehr r cjv nc; :.·: H^htend aufläuft und <?ijh in deren Meterial einarbeitet.

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um -λ-a.hreiid des normalen Betriebes des Absperrorg.v:K'^c die Notdichtung 73 außer Betrieb ?λι h.-jl ter·., if.: t bin Ab^tands-T ina t-t) aus hitzezerstörbarem Material vic et~'i/a Nylon vorcesnhen. Das Material des Abstar.dsrinqes SS ist in jedem Falle so gewählt, daß sein Schmelzpunkt bei einer jusreicher.d hohen, vorbestimmter. Temperatur liect, die über der Betriebstemperatur des Absperr07gar.es "⁵IOCt, jedoch sollte das Material einen Schmelzpunkt besitzen, der höchstens denjenigen des Sekundär-Dichtrinrjes 70 entspricht, 20 dali bei einen' Zerstörung des Sekunder—Dichtringes 70 auci, der Abstandsring 85 zerstört wird und die Notdichtunc κπ i'iii sam «i'frden 3·. mii.

Aüi vordere?! Er.ne der .Sitzringanordnurq 60 ist der innere 3itzring 6? bei 86 (vgl. Fig. ?.) feinbearbeitet, um einen -iiJr.reichenaer; metalIisehet*. Dichtsitz mit der entsprechend ίeinbo^rbeiteten Oberfläche ?Γε de? Absperr-Schaltorganes "Γ ~u Lilder.. D3 jedoch ein Abstand erforderlich ist, um lit GIvitbrwegimg des inneren Dichtringer 6? an der inneren ZyIinderflache 5β zu ermöglichen, ist die Notdichtung *--rforderlich, um eine wirksame Dichtung im Falle einer '-'eistörung des Sekundär-Dichtringes 70 tmter extrem hohen Temperaturen wie im Brandfall zu gewährleisten.

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Claims

ur-jve Valve and Keguxator OüJJpan.y ϊϋ 08?/ 'J 6o/st

ο>£?■>' Holiis ot;reet
U a k i a 11 u. - C a ± i ϊ <„ γ η :i a

|1..].·_ν PATENTANWÄLTE

Dr re a, _D|Ef£R ^

P? C

LC^entz Dip/.-Pi-.ys.VVOLFGANG SEGETH KESSLERPtATZ 1

8500 NÜRNBERG 20

Patent- (Schutz)- Anspruch

DichtLing für ein Absperrorgan für eine Fluidleitung, mit einem metallischen Sitzring zur gleitbe.beglichen Lagerung ε.η der Innenseite einer Zylinder!"lache-; eines Gehäuses zur dichtenden Anlage an einem Absperr—Schalt- ovgiiii, und mit einem federnden elcCtcmeren Dichtrina, der dichtend cm Sitzring abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zylinderfliic'nc (5^) ein met'iJ lischer Kotdichtring (7ö) gleitbevegli ch gelagert ist, der cegen den Sitzring (6p) in abdichtende AnIacjf·· drückbar ist, und daß eine Einrichtung (85) vorgesehen ist, welche ein Wirksarnv/erden des Notdichtringes (7ö) mitei-halb einer vorbestimmten erhöhten Temperatur vermeidet, die höchstens so hoch ist wie diejenige Temperatur, boi der der elastomere Dichtring 70 beschädigt oder zerstört wird.

Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verhinderung eines Wirksamwerdens der Notdichtung unterhalb einer verbestimmten Temperatur ein Abstandsglied (85) aufweist, welches zwischen dem Notdichtring (78) und dem Sitzring (62) angeordnet ist und aus einem hitzezerstörbaren Material besteht.

Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das. Abstandsglied (85) aus einem Material besteht, desstii Schmelzpunkt höchstens demjenigen des elastomeren üichtringes (70) entspricht.

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A. Dichtung nach Ansprucn 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsglied ein Ring (85) ist, der zwischen dem Sitzrinn (6?) und dem Notdichtring (7S) angeordnet ist.

^li. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß um das rückwärtige Ende des Sitzringes (62) herum ein Abstand vorgesehen ist, und daß sich eine scharfe, an der Innenseite abgeschrägte, ringförmige Lippe (80) des Hilfsdichtringes (78) nach vorne erstreckt und in dem Abstand aufnehmbar ist.

6. Dichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugang zum Abstand durch eine äußere Abschrägung (84) am Umfang des rückwärtigen Endes des Sitzringes (6?) vorgesehen ist, und daß die ringförmige Lippe (BC) eine komplementäre innere Abschrägung (8?) aufweist.

7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Abschrägung (84) einen geringfügig größeren Neigungswinkel gegenüber der Achse der inneren Oberfläche (58) aufweist als die innere Abschrägung (8?).

8. Absperrorgan für eine Pluidleitung mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung beweglich gelagerten Absperr-Schaltorqan, und mit einer zylindrischen Innenoberfläche des Gehäuses in der Nachbarschaft des Absperr-Schaltorganes, die einen Sitzring abstützt, der durch eine Andruckeinrichtung in dichtende Anlage an das Absperr-Schaltorgan gedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzring durch den metallischen Sitzring (6?) der Dichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 gebildet ist, wobei sowohl der Sitzring (6?) als auch der Notdichtring (78) an der Innenoberfläche (5 8)

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cjlfitbev/eolich gelagert sind, inv' jüboi der Notdi chtr ing (78) zwischen dem Sitzring (6?) ur.d dp^r Andruckeinrichtvwg (76) angeordnet ist.

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