DE2524895A1 - BARRIER - Google Patents
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- F16K1/228—Movable sealing bodies
- F16K1/2285—Movable sealing bodies the movement being caused by the flowing medium
Description
77330 FEROLLLS - 0Z0IR-LA-FERRISRE /Frankreich77330 FEROLLLS - 0Z0IR-LA-FERRISRE / France
Unser Zeichen: M 1340Our reference: M 1340
AbsperrorganShut-off device
Die Erfindung bezieht sich auf Abcperrorgane für Strömungsmittelleitungen, beispielsweise Ventile und Klappen, und sie befaßt sich insbesondere mit der Ausbildung der Abdichtung solcher Absperrorgane.The invention relates to shut-off devices for fluid lines, for example valves and flaps, and it is particularly concerned with the formation of the seal such shut-off devices.
Es sind Absperreinrichtungen bekannt, die einen Dichtungsring aufweisen, der mit einem Metallring zusammenwirkt. Dei Metallring ermöglicht die Abschwächung der Nachteile, die durch das elastische Nachgeben der Dichtungslippe des Dichtungsringes entstehen.Shut-off devices are known which have a sealing ring which cooperates with a metal ring. Dei Metal ring makes it possible to mitigate the disadvantages caused by the elastic yielding of the sealing lip of the sealing ring develop.
Derartige Dichtungseinrichtungen haben im allgemeinen ein gutes mechanisches Verhalten bei Arbeitsbedingungen, die normalen Temperaturen und Drücken entsprechen, und auch bei niedrigen Temperaturen. Bei hohen Temperaturen treten aber in der Dichtungslippe Fließerscheinungen auf, die wegenSuch sealing devices generally have good mechanical behavior in working conditions that correspond to normal temperatures and pressures, and also at low temperatures. At high temperatures, however, occur flow phenomena in the sealing lip due to
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örtlicher Dimensionsänderungen die Verwendung der Vorrichtung auf einen engen Temperaturbereich beschränken.local dimensional changes the use of the device to a narrow temperature range.
Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung dieser Eachteile durch Schaffung eines Absperrorgans mit einer einfachen Dichtungseinrichtung, die aus herkömmlichen Bauelementen besteht, aber ein ausgezeichnetes mechanisches Verhalten der Dichtungseinrichtung über große Zeiträume selbst unter Arbeitsbedingungen gewährleistet, die sich an die maximal zulässigen Temperaturen für die Materialien der Bestandteile annähern. The aim of the invention is to eliminate these parts by creating a shut-off device with a simple sealing device, which consists of conventional components, but an excellent mechanical behavior of the sealing device Guaranteed over long periods of time even under working conditions that adhere to the maximum permissible Approximate temperatures for the constituent materials.
Ein Absperrorgan mit einem Gehäuse und mit einem Verschlußkörper, der mit einer Dichtungseinrichtung zusammenwirkt, die durch einen Dichtungsring aus fließfähigem Material gebildet ist, vom dem ein Rand am Gehäuse befestigt ist, ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch erste elastische Mittel, die einen Druck auf den mit dem Verschlußkörper zusammenwirkenden Rand des Dichtungsringes ausüben, ein am Gehäuse befestigtes Formteil, das eine profilierte Fläche mit stetiger Krümmung aufweist, und durch zweite elastische Mittel, welche den Dichtungsring in Anlage an der profilierten Fläche des Formteils halten, wobei das Formteil aus einem unverformbaren Material besteht, das den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizient wie der Verschlußkörper hat, und wobei das Formteil so bemessen iot, daß der Verschlußkörper in der Schließstellung am Formteil anliegt.A shut-off device with a housing and with a closure body, which cooperates with a sealing device which is formed by a sealing ring made of flowable material is, of which one edge is attached to the housing, is characterized according to the invention by first elastic Means that exert a pressure on the edge of the sealing ring cooperating with the closure body, an am Housing attached molded part, which has a profiled surface with constant curvature, and by a second elastic Means which hold the sealing ring in contact with the profiled surface of the molded part, the molded part from a non-deformable material that has the same coefficient of thermal expansion how the closure body has, and wherein the molded part is dimensioned so that the closure body in the closed position rests on the molded part.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:Further features and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments based on the drawing. In the drawing show:
Fig. 1 ein Absperrorgan nach der Erfindung, das für eine Strömungsrichtung ausgebildet ist undFig. 1 shows a shut-off device according to the invention, which is designed for one flow direction and
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Pig. 2 ein Absperrorgan nach der Erfindung, das für zwei Stroniungsrichtungen ausgebildet ist.Pig. 2 a shut-off device according to the invention, which is designed for two directions of flow.
Das in Pig. 1 dargestellte Absperrorgan ist ein Drehklappenventil mit einem Ventilgehäuse 1, das eine Bohrung 2 aufweist, die als Führung für eine Stellspindel 3 für das Absperrorgan 4 dient, das als exzentrisch gelagerte Drehklappe ausgebildet ist.That in Pig. 1 shown shut-off valve is a butterfly valve with a valve housing 1, which has a bore 2, which serves as a guide for an adjusting spindle 3 for the shut-off element 4, which acts as an eccentrically mounted rotary valve is trained.
Das Gehäuse hat eine Schulter 5, die sich an den Durchlaßquerschnitt des Ventils über eine Abrundung 6 anschließt.The housing has a shoulder 5, which is attached to the passage cross-section of the valve is connected via a rounding 6.
An die Schulter 5 ist eine elastische Schale 8 angelegt, deren Grundfläche an einer Abstufung 7 der Schulter 5 abgestützt ist.An elastic shell 8 is placed on the shoulder 5, the base area of which is supported on a step 7 of the shoulder 5 is.
An diese elastische Schale 8 ist ein Dichtungsring 9 angelegt, dessen vorstehender Rand eine Dichtungslippe 10 bildet.A sealing ring 9 is applied to this elastic shell 8, the protruding edge of which forms a sealing lip 10.
An den Dichtungsring 9 ist ein Formteil 11 angelegt, das eine profilierte Fläche 12 mit stetiger Krümmung auf'./eist, die am Dichtungsring anliegt und diesen durch die Gegenwirkung der Schale 8 in Form hält.A molded part 11 is placed on the sealing ring 9, which has a profiled surface 12 with a constant curvature on './ eist, which rests on the sealing ring and keeps it in shape by the counteraction of the shell 8.
Der aus der Schale, dem Dichtungsring und dem Formteil gebildete Stapel wird durch eine Befestigungsvorrichtung 14 herkömmlicher Bauart in fester Anlage an der Schulter 5 des Gehäuses gehalten.The one formed from the shell, the sealing ring and the molded part The stack is firmly attached to the shoulder 5 of the by a fastening device 14 of conventional design Housing held.
Die "benetzte" Fläche 13 des Formteils hat ein Abwicklungsprofil von solcher Art, daß dann, wenn der Verschlußkörper in die Schließstellung gelangt, eine am Verschlußkörper angebrachte Abrundung 15 an der Fläche 13 des Formteils zur Anlage kommt und dadurch das Ende des Verstellwegs des Absperrorgans markiert.The "wetted" surface 13 of the molded part has a development profile of such a type that when the closure body arrives in the closed position, one attached to the closure body Rounding 15 comes to rest on the surface 13 of the molded part and thereby the end of the adjustment path of the shut-off element marked.
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Bei der in Pig. 1 gezeigten Ausbildung ist die bevorzugte Strömungsrichtung des Strömungsmittels im Absperrorgan durch den Pfeil 17 angegeben, und der Strömungsmitteldruck wirkt mit der Wirkung der elastischen Schale 8 zusammen, um die Dichtungslippe 10 hermetisch an die profilierte Fläahe 16 des Verschlußkörpers 4 anzulegen.In Pig. 1 is the preferred direction of flow of the fluid in the shut-off device indicated by the arrow 17, and the fluid pressure cooperates with the action of the elastic shell 8 to the Sealing lip 10 hermetically attached to the profiled surface 16 of the closure body 4 to apply.
Die profilierte Fläche 12 des Formteils, die mit der Gegenwirkung der elastischen Schale 8 zusammenwirkt, ergibt eine vollständige Führung des Hauptteils des Dichtungsrings, wodurch die Gefahr eines örtlichen Fließens vermieden v/ird, und demzufolge auch die Gefahr von eventuellen Bruoheinschnürungen, an denen Ermüdungsrisse auftreten können.The profiled surface 12 of the molded part, which interacts with the counteraction of the elastic shell 8, results in a complete guidance of the main part of the sealing ring, which avoids the risk of local flow, and consequently also the risk of possible Bruo constrictions on which fatigue cracks can occur.
Der auf den ganzen Dichtungsring verteilte elastische Druck macht es ferner möglich, daß der Dichtungsring unter ausgezeichneten mechanischen Bedingungen arbeitet (ohne Gefahr eines Abscherens), selbst bei hohen Temperaturen.The elastic pressure distributed over the entire sealing ring also makes it possible that the sealing ring under excellent mechanical conditions works (without risk of shearing), even at high temperatures.
Im Fall der Verwendung einer solchen Vorrichtung bei einem kryogenen Strömungsmittel ist dagegen zu erkennen, daß durch geeignete Wahl der Materialien der Schale und des Formteils (beispielsweise aus dem gleichen Material wie der Verschlußkörper) eine homogene Zusammenziehung der verschiedenen (an sich herkömmlichen) Bestandteile der Vorrichtung eintritt, ohne daß dadurch die besonderen Deformationen beeinträchtigt werden, die dem Dichtungsring selbst zu eigen sind.In the case of using such a device with a cryogenic fluid, however, it can be seen that through a suitable choice of materials for the shell and the molded part (for example, from the same material as the closure body) a homogeneous contraction of the various (per se conventional) components of the device occurs without affecting the particular deformations inherent in the sealing ring itself are.
Man erhält dadurch eine einfache Dichtungseinrichtung* deren Bestandteile aus herkömmlichen Materialien bestehen, deren Temperatur- und Druckbereich sehr ausgedehnt ist, und die sowohl hinsichtliche der mechanischen Festigkeit als auch hinsichtlioh der Abdichtung eine sehr große Zuverlässigkeit hat, wie Dauerbelastungsprüfungen gezeigt haben.This gives a simple sealing device * Components consist of conventional materials, the temperature and pressure range of which is very extensive, and which both in terms of mechanical strength and in terms of sealing a very high level of reliability has, as endurance tests have shown.
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Bei dem Zweirichtungs-Drehklappenventil von Pig. 2 enthält ein Ventilgehäuse 51 eine Bohrung 52, die als Führung für eine Stellspindel 53 für einen Verschlußkörper 54 dient, der als exzentrisch gelagerte Drehklappe ausgebildet ist. Der Verschlußkörper hat eine profilierte Fläche 55, die als Sitz für das Zusammenwirken mit einer Dichtungseinrichtung wirkt. With the two-way butterfly valve from Pig. 2, a valve housing 51 contains a bore 52 which serves as a guide for an adjusting spindle 53 for a closure body 54 which is designed as an eccentrically mounted rotary flap. The closure body has a profiled surface 55 which acts as a seat for cooperation with a sealing device.
Das Gehäuse 51 hat eine Schulter 56, die sich über eine Abrundung 58 an den Durchlaßquerschnitt des Absperrorgans anschließt. The housing 51 has a shoulder 56 which adjoins the passage cross section of the shut-off element via a rounded portion 58.
An diese Schulter ist eine erste elastische Schale 59 angelegt, deren Grundfläche an einer Abstufung 57 der Schulter abgestützt ist.A first elastic shell 59 is applied to this shoulder, the base area of which is at a gradation 57 of the shoulder is supported.
An diese erste Schale ist ein erster Dichtungsring 60 angelegt, dessen nach innen vorstehender Rand eine Dichtungslippe 73 bildet. An die erste Dichtung 60 ist ein Formteil 61 angelegt. Dieses Formteil hat zwei profilierte Flächen 62 und 63 mit stetigen Krümmungen, deren konkave Seiten entgegengesetzt gerichtet sind, so daß ein sich erweiternder Querschnitt besteht, der innen durch eine Fläche "begrenzt ist, deren Profil im wesentlichen parallel zu der profilierten Fläche 55 des VersehluSkörpers liegt. Die erste profilierte Fläche 62 des Formteils hält den ersten Dichtungsring 60 im Zusammenwirken mit der ersten elastischen Schale 59.A first sealing ring 60, the inwardly protruding edge of which forms a sealing lip 73, is placed on this first shell. To the first seal 60 is a Molding 61 applied. This molded part has two profiled surfaces 62 and 63 with continuous curvatures, the concave Sides are oppositely directed, so that there is a widening cross-section, the inside through a surface "is limited, the profile of which is substantially parallel to the profiled surface 55 of the VersehluSkörper. The first profiled surface 62 of the molded part holds the first sealing ring 60 in cooperation with the first elastic Bowl 59.
An die zweite profilierte Fläche 63 des Formteils 61 ist ein zweiter Dichtungsring 65 durch die Gegenwirkung einer zweiten elastischen Schale 66 angelegt.On the second profiled surface 63 of the molded part 61 is a second sealing ring 65 by the counteraction of a second elastic shell 66 applied.
Diese zweite elastische Schale ist an den zweiten Dichtungsring durch ein Halteteil 67 angelegt. Eine Befestigungsvor-This second elastic shell is attached to the second sealing ring by a holding part 67. A fastening device
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richtung 68 herkömmlicher Art hält den aus dem Halteteil, der zweiten elastischen Schale, dem zweiten Dichtungsring, dem Formteil, dem ersten Dichtungsring und der ersten elastischen Schale gebildeten Stapel in Anlage an der Schulter 56.direction 68 of conventional type holds the out of the holding part, the second elastic shell, the second sealing ring, the molding, the first sealing ring and the first elastic Shell formed stack in abutment on shoulder 56.
Der zweite Dichtungsring 65 hat an seinem zusammengedrückten Teil eine Verdiokung 69, die in einer Ausnehmung 70 liegt, die in der Druckfläche des Halteteils angebracht ist. In dieser Yerdickung 69 ist eine Rinne 71 ausgebildet, in welche der eingespannte Randteil der zweiten elastischen Schale eingreift.The second sealing ring 65 has on its compressed part a Verdiokung 69, which lies in a recess 70, which is attached in the pressure surface of the holding part. In this thickening 69, a groove 71 is formed into which the constrained edge portion of the second elastic shell engages.
Wie der erste Dichtungsring 60 hat auch der Körper des zweiten Dichtungsrings einen konstanten Querschnitt zwischen der zweiten profilierten Fläche des Formteils und der zweiten elastischen Schale, und sein nach innen vorstehender Rand bildet eine zweite Dichtungslippe 74.Like the first sealing ring 60, the body of the second sealing ring also has a constant cross-section between the second profiled surface of the molding and the second elastic shell, and its inwardly protruding edge forms a second sealing lip 74.
Wenn somit der Yerschlußkörper 54 in der Schließstellung steht, d.h. wenn der Sitz 55 mit den Dichtungslippen 73 und 74 unter der Wirkung der elastischen Schalen 59 und 66 zusammenwirkt, erhält man eine richtungsunabhängige Abdichtung der Vorrichtung. Wenn die durch das Absperrorgan gehende Strömung die durch den Pfeil 75 angegebene Richtung hat, wird der erste Dichtungsring 60 kräftig gegen den Sitz 55 angelegt, wobei der Strömungsmitteldruck die Wirkung der ersten Schale verstärkt. Wenn die Strömung in der entgegengesetzten Richtung erfolgt, wird diese Dichtungswirkung durch den zweiten Dichtungsring 65 ausgeübt«Thus, when the closing body 54 is in the closed position, i.e. when the seat 55 with the sealing lips 73 and 74 cooperates under the action of the elastic shells 59 and 66, a direction-independent sealing of the device is obtained. If the going through the shut-off device If the flow is in the direction indicated by the arrow 75, the first sealing ring 60 is forcefully against the seat 55 applied, the fluid pressure enhancing the action of the first shell. When the flow is in the opposite Direction takes place, this sealing effect is exerted by the second sealing ring 65 «
Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform werden die auf die Hauptteile der Dichtungsringe ausgeübten oeachniechen Spannung von den profilierten Flächen des Formteils inAs in the embodiment described above, the oeaches exerted on the main parts of the sealing rings will be weak Stress from the profiled surfaces of the molded part in
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Zusammenwirken mit den entsprechenden elastischen Schalen vollkommen geführt und aufgenommen.Cooperation with the corresponding elastic shells completely guided and taken up.
Diese Ausbildung mit zwei einander entgegengesetzten Dichtungsringen macht es möglich, bei einem richtungsunabhängigen Absperrorgan die gleichen bemerkenswerten Ergebnisse hinsichtlich des mechanischen Verhaltens und der Dichtwirkung wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform zu erzielen.This training with two opposing sealing rings makes it possible to achieve the same remarkable results with a non-directional shut-off device to achieve the mechanical behavior and the sealing effect as in the embodiment described above.
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