DE2828238C2 - Dichteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichteinrichtung für Absperrklappen oder Kugelhähne mit exzentrischer Lagerang der Klappenscheibe oder des Kugelkükens, bei der oder bei dem ein am Klappenscheibenrand oder am Kugelkükenmantel umlaufender, aus einem gegen höhere Temperaturen beständigen Kunststoff bestehender Dichtring aus einem gekrümmten Profil mit Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst

Dadurch, daß der einen U-Profilquerschnitt besitzende Dichtring eine seitlich zum Haltering hin offene Nut mit einer elliptischen Erweiterung aufweist, in die eine zu einem Ring zusammengedrehte Wurmfeder eingesetzt ist, die sich an dem inneren, in axialer Richtung zwischen Klappenscheibe und Haltering fest eingespannten Dichtringschenkel abstützt, werden sehr hohe Federkräfte auf den als bewegliche Dichtlippe ausgebildeten äußeren Diehifingschenkei des Ü-Profüs

übertragen, so daß die durch die Verwendung eines gegen höhere Temperaturen beständigen Kunststoffes bedingte geringe Elastizität des Dichtringwerkstoffes vollständig ausgeglichen wird. Die einzelnen senkrechten Windungen der Wurmfeder, die sich nach innen hin an dem eingespannten Dichtringschenkel abstützen, werden beim Einfahren der beweglichen Dichtlippe in den Gehäüsesitz federnd in senkrechter Richtung zu einem Oval zusammengedrückt und übertragen dadurch die hohen RücksteliKräfte auf die bewegliche Dichtlippe, so daß die Diehtlippe auch bei hohem Mediumdruck dauernd fest am Gehäusesitz anliegt und durch den großen Federweg eine einwandfreie Abdichtung, im Gehäusesitz bewirkt

Der innere Schenkel des U-förmigen Diditnng=.., ^.r fest zwischen der Klappenscheibe und deir Ha.uring eingespannt ist, gibt dem Dichtring ei;^:?n siel /c Halt :m Absperrkörper und dichtet durch "I.is :este Einspannung und den Druck der Feder g·'- jrvseitig die Anlageflächen der Klappenscheibe ' τ des Kugelkükens und des Halteringes gegen den b^ötring ab, so daß auch kein Medium innen zwischen Dichtring und Absperrkörper hindurchtreten kann. Da die Nut des Dichtringes zum Haltering hin offen ist, kann der an dieser Seite anstehende Mediumdruck die Dichtwirkung durch Aufweiten des U-Profils über die bewegliche Diehtlippe nach außen und über den inneren Dichtringschenkel nach innen noch unterstützen. Kommt der Mediumdruck von der anderen Seite, wird der Absperrkörper im Bereich des vorhandenen Lagerspiels und der möglichen Durchbiegung vom Mediumdruck tiefer in den Gehäusesitzkegel hineingepreßt, so daß auch jetzt die Dichtwirkung außen und innen verstärkt wird.

Durch die schnapperartige Halterung der Wurmfeder in der elliptischen Erweiterung der Dichtringnut läßt sich die Wurmfeder leicht ein- und ausbauen und legt sich bei der Verformung während des Einfahrens in den Gehäusesitz gut an die ovalen Nutinnenflächen des Dichtringes an. In Offenstellung der Absperrklappe oder des Kugeibahnes ist die Wurmfeder entspannt und die gewölbte Außenfläche des als Diehtlippe wirkenden äußeren Dichtringschenkel besitzt gegenüber dem Gehäusesitz ein entsprechendes Übermaß, so daß erst beim Einfahren des Absperrkörpers in den Gehäusesiti. der äußere Dichtringschenkel nach innen gepreßt und die Wurmfeder unter Spannung gesetzt wird.

Dadurch, daß sich der HaHering nach Anspruch 2 über einen Rohrvorsprung mit geringer Wandstärke an der Klappenscheibe oder am Kugelküken abstützt, der den vorderen Teil des Mantels zum Aufschieben des Dichtringes bildet, läßt sich der Dichtringvor der Montage des Halteringes über seine ganze breite stramm auf diesen Halteringmantel aufschieben und bildet hiermit eine Baueinheit, und die relativ kleine Stirnfläche des Rohrvorsprunges am Haltering stellt zusatzlieh eine innere metallische Abdichtung mit hoher Flächenpressung dar.

Zweckmäßigerweise besitzt der zum Aufschieben des Dichtringes vorgesehene Mantel des Halteringes gemäß Anspruch 3 vorn eine Abschrägung und der Dichtring trägt einen diese Abschrägung ausfüllenden Schrägansatz, wodurch das Aufschieben des Dichtringes über den Führungskonus erleichtert wird. Außerdem entsteht durch das Ausfüllen der Abschrägung mit Dichtringwerkstoff eine spitzwinklige Dichtringkante, die im Bereich der senkrecht zur konischen Gehäusesitzfläche verlaufenden Hauptanpreßrichtung liegt und dadurch einem hohen Anpreßdruck ausgesetzt ist, so daß sie die innere Abdichtung des Dichtringes wesentlich unterstützt

Die innere Abdichtung des Dichtringes gegenüber den Anlageflächen am Absperrkörper wird noch durch den Gegenstand des Anspruchs 4 wesentlich unterstützt, da sich die Ringschneiden an der Klappenscheibe bzw. am Kugelküken ganz in den Dichtringwerkstoff eindrücken und hierbei den Durchtritt des abzusperrenden Mediums sicher verhindern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen

F i g. 1 eine Absperrklappe im Längsschnitt mit der erfindungsgemäßen Dichteinrichtung und

F i g. 2 die Dichteinrichtung nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.

Bei der gezeigten Absperrklappe besitzt das zylindrische Gehäuserohr 1 zwei angeschweißte Anschlußflansche 2 und 3 sowie im Innern einen eingeschweißten Gehäusesitz 4 mit kegelstumpfförmiger Gehäusesitzfläche 5. Die Klappenscheibe 6 trägt auf der der Kegelspitze der Gehäusesitzfläche 5 abgewa-idten Seite Lageraugen 7, über die die Klappenscheibt 6 -nittels der Wellen 8 exzentrisch im Klappengehäuse 1 gelagert ist Am Rand der Klappenscheibe 6 ist ein Rücksprung 9 für die Aufnahme des Dichtringes 10 vorgesehen. Der Dichtring 10 wird auf der exzentrischen Lagerung 8 gegenüberliegend Seite der Klappenscheibe durch einen mittels Schrauben 11 an der Klappenscheibe 6 befestigten Haltering 12 gehalten.

Der Dichtring 10 besteht aus Polytetrafluoräthylen, dessen physikalische Eigenschaften durch Einbringen eines oder mehrerer Füllstoffe verbessert wurden. Der Dichtring 10 hat einen U-förmigen Querschnitt mit einer zum Haltering 12 hin offenen Nut 13. Im Innern der Nut 13 ist eine zu einem Ring zusammengedrehte metallische Wurmfeder 14 vorgesehen, die in einer elliptischen Erweiterung 15 der Nut 13 schnappartig gehalten wird. Der innere Schenkel 16 des U-förmigen Dichtringes 10 ist zwischen dem Rücksprung 9 der Klappenscheibe 6 und der Abstufung 17 des Halteringes 12 fes* eingespannt, während der äußere Dichtringschenkel 18 eine bewegliche Diehtlippe bildet, die mit dem Scheitel 19 ihrer gewölbten Außenfläche 20 an der kegelstumpfförmigen Gehäusesitzfläche 5 anliegt und zum Rand 21 des Halteringes 12 hin Spiel aufweist Der Rand 2\ des Haiteringes 12 ist bis über die Nut 13 des Dichtringes iö radial nach außen hochgezogen.

Der Dichtring 10 ist vor der Montage des Halteringes 12 in die Abstufung 17 des Halteringes eingesetzt, wobei der Durchmesser des Halteringmantels 22 so bemessen ist, daß sich der Dichtring 10 stramm hierauf aufschieben läßt Der vordere Teil des Halieringmanteis 22 wird durch einen Rohrvorsprung 23 des Halteringes 12 gebildet, der rine geringe Wandstärke besitzt und mit seiner relativ kleiner Stirnfläche 24 mit hoher Anpressung am Rücksprung 9 der Khppenscheibe 6 anliegt und dadurch auch metallisch nacn innen abdichtet Außerdem ist der Rücksprung 9 der Klappenscheibe 6 mit in den Dichtring 10 eingreifende Ringschneiden 25 versehen, die die innere Abdichtjng wesentlich unterstützen.

Der Mantel 22 des Halteringes 12 besitzt außen eine Abschrägung 26 und der Dichtring 10 ist mit einem diesen Schrägraum aussfüllenden Schrägansatz 27 versehen. Dadurch läßt sich der Dichtring i0 leichter auf den Haltering 12 aufschieben und der spitzwinklige Schrägansatz 27 unterstützt die Dichtwirkung nach innen beim Zusammenpressen des Dichtringes 10 noch erheblich.

Die im Haltering 12 vorgesehenen Bohrungen 28 für

die Aufnahme der Befestigungsschrauben 11 sine* im Durchmesser größer als üblich ausgebildet Dadurch kann sich die aus dem Dichtring 10 und dem Haltering 12 bestehende Baueinheit als Ganzes vor dem Anziehen der Befestigungsschrauben 11 im Gehäusesitz 5 genau zentrieren und der plastomere Dichtringwerkstoff wird gleichmäßig über den Umfang belastet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   t. Dichteinrichtung für Absperrklappen oder Kugelhähne mit exzentrischer Lagerang der Klappenscheibe oder des Kugelkükens, bei der oder bei dem ein am Klappenscheibenrand oder am Kugelkükenmantel umlaufender, aus einem gegen höhere Temperaturen beständigen Kunststoff bestehender Dichtring aus einem gekrümmten Profil mit einem inneren Dichtringschenkel fest zwischen der Klappenscheibe bzw. dem Kugelküken und einem aufgeschraubten Haltering eingespannt ist, während der äußere, zum Haltering hin Spiel aufweisende Dichtringschenkel eine bewegliche Dichtlippe bildet, die in der Schließstellung der Absperrarmatur mit ihrer gewölbten Außenfläche an dem kegelstumpffönniger, Gehäuiesitz dichtend anliegt, dadurch gekennzeichne t, daß der einen U-Profü-Querschnitt besitzerice Dichtring (10) eine seitlich zum Haltering (12) hin offene Nut (ί3) mit einer im Dichtlinienbereich vorgesehenen elliptischen Erweiterung (15) aufweist, in die eine zu einem Ring zusammengedrehte metallische Wurmfeder (14) eingesetzt und hierin schnapperartig gehalten ist, wobei der Haltering (12) in seinem äußeren Bereich eine Abstufung (17) für die Aufnahme des U-Profil-Dichtringes (10) besitzt, dessen innerer Dichtringschenkel (16) sich in radialer Richtung an der Mantel!'.äche (22) der Abstufung (17) nach innen abstützt und in axialer Richtung zwischen der Stirnfläche der Abstufung (17) des Halteringes (12) und der Stirnfläche eines Rückspninges (9) der Klappenscheibe (6) oder des Kugelkükens in Schenkeüsr.bjnobtung fest eingespannt ist, während der äußere, die bewegliche Dichtlippe bildende Dichtringschenkel (18) mit dem Scheitel (19) der gewölbten Außenfläche (20) an dem Gehäusesitz (5) anliegt
2. 2. Dichteinrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Haltering (12) über einen den vorderen Teil des Mantels (22) zum Aufschieben des Dichtringes (10) bildenden Rohrvorsprang (23) mit geringer Wandstärke an der Klappenscheibe (6) oder am k-ügcirCükcü abstützt.
3. 3. Dichteinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Aufschieben des Dichtringes (10) vorgesehene Mantel (22) des Halteringes (12) vorn eine Abschrägung (26) besitzt und der Dichtring (10) einen diese Abschrägung ausfüllenden Schrägansatz (27) trägt
4. 4. Dichteinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Einspan nung des Dichtringes (10) vorgesehene Rücksprang (9) der Klappenscheibe (6) bzw. des Kugelkükens imi cincf üucf ίΐϊέιΐããΐί ϊίϊ uCii ι^ΐΟιιΐΠΠ^ \«0) CIH greifenden Ringschneiden (25) versehen ist

   einem inneren Dichtringschenkel fest zwischen der Klappenscheibe bzw. dem Kugelküken und einem aufgeschraubten Haltering eingespannt ist, während der äußere, zum Haltering hin Spiel aufweisende Dichtringschenkel eine bewegliche Dichtlippe bildet, die in der Schließstellung der AbsperTarmatur mit ihrer gewölbten Außenfläche an dem kegelsiumpfförmigen Gehäusesiiz dichtend anliegt
   Bei einer derartigen aus der US-PS4044 994 be-

   IG kanntgewordenen Dichteinrichtung für Absperrklappen ist ein im Querschnitt hakenförmiges Dichtringprofil verwendet worden, dessen annähernd radial nach innen zeigender langgestreckter Hakenschaft als innerer Dichtringschenkel quer zu seiner Längsrichtung zwisehen der Klappenscheibe und dem Haltering fest eingespannt ist, während der hakenförmig gekrümmte äußere Dichtringabschnitt die bewegliche, nachgiebig am Klappengehäusesitz anliegende Dichtlippe bildet Dieser äußere bewegliche Dichtringschenkel kann sich j'edoch nicht mit ausreichend hoher Rückstellkraft gegen den Gehäusesitz legen, da durch die Verwendung eines gegen höhere Temperaturen bis zu etwa 200 °C beständigen Kunststoffes, insbesondere Teflon als Dichtringwerkstoff die Elastizität und damit die Rückfederung der beweglichen Dichtlippe zu gering ist, um eine einwandfreie Abdichtung im Gehäusesitz auf Dauer zu gewährleisten.

   Es ist außerdem aus Mer DE-OS 24 40 698 eine Absperrklappe mit einem im Querschnitt U-förmigen Dichtring bekannt, dessen radial nach innen gerichtete U-Profilschenkel, zwischen denen ein Stützring eingeklemmt ist, beide fest zwischen der Klappenscheibe und dem Haltering eingespannt sind. Der Dichtring trägt innen einen zwischen dem U-Profilboden und dem Stützring eingelegten metallischen Schraubenfederring. Der am Gehäusesitz zur Anlage kommende ü-Profilboden des Dichtruiges muß hierbei die beim Einfahren der Klappenscheibe in den Gehäusesitz auftretenden Deformationen allein aufnehmen. Infolge der geringen Elastizität des als Dichtringwerkstoff verwendeten, gegen höhere Temperaturen beständigen Polyteirafiuoräthylens können plastische Verformungen an den Obergangsstellen zwischen Schenkeleinspannung und U-Profilboden auftreten, die den U-Profilboden quetschen und abflc · eben und die Vcrspannkraft der Dichtung reduzieren, so daß es zu Undichtheiten kommt Außerdem besitzt der Schraubenfederring schräggestellte Federwindungen, die sich unter der Torsionsbelastung noch schräger stellen, so daß die Rückstellkräfte dieser Feder gering sind.

   Aufgabe der Erfindung ist eine Dichteinrichtung für Absperrklappen oder Kugelhähne für Mediumtemperaturen bis zu 200 ⁰C zu schaffen, die unter Vermeidung der vorgenannten N&'.hteile eine einwandfreie und dauerhafte Abdichtung im Gehäusesitz und hohe