DE1110966B

DE1110966B - Sealing arrangement, in particular for valve spindles, with a sealing bellows surrounding the spindle

Info

Publication number: DE1110966B
Application number: DED29407A
Authority: DE
Original assignee: Dewrance and Co Ltd
Current assignee: Dewrance and Co Ltd
Priority date: 1957-11-22
Filing date: 1958-11-21
Publication date: 1961-07-13

Description

Dichtungsanordnung, insbesondere für Ventilspindeln, mit einem die Spindel umgebenden Dichtungsbalg Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für die Gehäusedurchführung einer axial beweglichen Spindel, insbesondere einer Ventilspindel, mit einem die Spindel umgebenden, an seinen Enden mit der Spindel bzw. mit der Gehäusewand dicht verbundenen Dichtungsbalg, der auf einer Seite von dem abzudichtenden Medium und auf der anderen Seite von einer Flüssigkeit beaufschlagt ist, deren Druck durch eine Ausgleichseinrichtung an den abzudichtenden Innendruck angepaßt werden kann und die selbst nach außen durch eine die Spindel umfassende Stopfbüchse abgedichtet ist.Sealing arrangement, especially for valve spindles, with a die Sealing bellows surrounding the spindle The invention relates to a sealing arrangement for the housing lead-through of an axially movable spindle, in particular one Valve spindle, with one surrounding the spindle, at its ends with the spindle or sealing bellows, which is tightly connected to the housing wall and on one side of the medium to be sealed and acted upon by a liquid on the other side whose pressure is adjusted to the internal pressure to be sealed by a compensation device can be adapted and the itself to the outside by a spindle encompassing Stuffing box is sealed.

Dichtungsanordnungen dieser Gattung sind bekannt, jedoch sind sie nicht für hohe Drücke geeignet. Wenn nämlich das Ventil geschlossen ist, so daß der durch das Ventil geregelte Druck des Mediums in der Ventilkammer nicht zur Wirkung kommt, besteht die Möglichkeit, daß der auf der Außenseite der balgförmigen Dichtung herrschende Druck den Dichtungsbalg zerreißt.Sealing arrangements of this type are known, but they are not suitable for high pressures. Namely, when the valve is closed, so that the pressure of the medium in the valve chamber regulated by the valve does not have an effect comes, there is the possibility that the on the outside of the bellows-shaped seal prevailing pressure tears the sealing bellows.

Auch bei bekannten Dichtungsanordnungen ähnlicher Gattungen, bei denen ein inkompressibles Medium, welches nicht das vom Ventil geregelte Medium ist, die biegsame Balgdichtung erfüllt, kann es bei geöffnetem Ventil zur Zerstörung des Balges kommen, und zwar insbesondere im Fall hoher Drücke und Temperaturen und bei großen Ventilhüben.Even with known sealing arrangements of similar genera, in which an incompressible medium, which is not the medium regulated by the valve, the flexible bellows seal, it can destroy the valve when the valve is open Bellows come, especially in the case of high pressures and temperatures and at large valve lifts.

Zur Vermeidung der Balgzerstörung wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß zur Anpassung des Flüssigkeitsdruckes an den Innendruck ein zylindrischer Behälter vorgesehen ist, der einen beweglichen Kolben enthält und dessen durch den Kolben dichtend getrennte Teilräume über Leitungen mit dem Flüssigkeitsraum zwischen dem Dichtungsbalg und der Stopfbüchse bzw. mit dem abzudichtenden Gehäuseinnenraum in Verbindung stehen. Bei dieser Ausbildung kann die Dichtungsvorrichtung ohne weiteres unter beliebigen Druckverhältnissen Verwendung finden. Außerdem entfällt dadurch die Notwendigkeit einer Druckmeßvorrichtung, mit der der Druck des vom Ventil geregelten Mediums gemessen werden muß, ferner die Notwendigkeit einer Pumpe mit zugehörigem Druckregler, der vorgesehen werden müßte, um den von der Pumpe gelieferten Druck immer ungefähr gleich dem vom Vehtil geregelten Druck zu halten. Durch den Wegfall der genannten Meß- und Regeleinrichtungen bei der erfindungsgemäßen Ausbildungsweise ergibt sich neben dem Vorteil geringerer Kosten vor allem eine Erhöhung der Zuverlässigkeit der Ventilabdichtung.To avoid the destruction of the bellows, the invention proposes that that to adapt the liquid pressure to the internal pressure, a cylindrical container is provided which includes a movable piston and its through the piston sealingly separated sub-spaces via lines with the liquid space between the Sealing bellows and the stuffing box or with the housing interior to be sealed in Connected. With this design, the sealing device can easily can be used under any pressure conditions. In addition, it is no longer necessary the need for a pressure measuring device with which the pressure of the valve regulated Medium must be measured, also the need for a pump with associated Pressure regulator that would have to be provided to control the pressure supplied by the pump always about the same as the pressure regulated by the vehtil. By eliminating of the above-mentioned measuring and control devices in the training method according to the invention In addition to the advantage of lower costs, there is above all an increase in reliability the valve seal.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kolben über einen an seinem Umfang befestigten Federbalg mit dem einen Ende der Innenwand des zylindrischen Behälters dichtend verbunden ist, wobei der Behälter auf dieser Seite mit einem Deckel versehen ist, der das Innere des Balges verschließt und an welchen die Verbindungsleitung zu dem Flüssigkeitsraum angeschlossen ist.According to one embodiment of the invention it is provided that the piston via a bellows attached to its circumference to one end of the inner wall of the cylindrical container is sealingly connected, the container on this Side is provided with a lid that closes the inside of the bellows and on which the connecting line to the liquid space is connected.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. Die Abbildung zeigt ein Ventil in einem senkrechten Schnitt, wobei die Spindel durch die Deckplatte des Ventilgehäuses geführt und mit Hilfe der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung abgedichtet ist.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. The figure shows a valve in a vertical section, with the spindle through guided the cover plate of the valve housing and with the help of the sealing arrangement according to the invention is sealed.

Gemäß der Zeichnung ist ein Ventilgehäuse2 mit einer Deckplatte4 versehen, die mittels einer Flansch- und Bolzenverbindung6 und einer Dichtschweißung 8 mit dem Ventilgehäuse 2 verbunden ist. Durch die Deckplatte 4 führt eine Ventilspindel 10 hindurch.According to the drawing, a valve housing 2 is provided with a cover plate 4 which is connected to the valve housing 2 by means of a flange and bolt connection 6 and a sealing weld 8. A valve spindle 10 leads through the cover plate 4.

Das Ventilgehäuse 2 weist eine Eintrittsöffnung 12 für das zu regelnde Medium unmittelbar gegenüber der Deckplatte4 und eine seitliche Austrittsöffnung 14 auf, wobei die Zuleitungs- und Abflußstutzen16, 18 mit ihren Enden20, 22 in eine nicht dargestellte Rohrleitung eingeschweißt werden können. Ein Ventilsitz24 und ein hiermit zusammenwirkender beweglicher Ventilteller 26, der am inneren Ende der Spindel 10 angebracht ist, sind mit harten Auflageflächen 30, 32 versehen. Der Ventilantrieb besteht aus einer mit einem Handrad 34 verbundenen Spindelmutter 36, die drehbar in einem von zwei Säulen 40, 42 getragenen Joch 38 gelagert ist und mit einem Gewindeteil 44 der Spindel 10 zusammenwirkt. Ein auf der Spindel 10 verkeiltes Querstü - ck 46 steht mit seinen Enden verschiebbar mit den Säulen 40, 42 im Eingriff. Dadurch wird eine Drehung der Spindel 10 verhindert.The valve housing 2 has an inlet opening 12 for the medium to be regulated directly opposite the cover plate 4 and a lateral outlet opening 14, whereby the ends 20, 22 of the inlet and outlet connections 16, 18 can be welded into a pipeline (not shown). A valve seat 24 and a movable valve disk 26 cooperating with it, which is attached to the inner end of the spindle 10 , are provided with hard bearing surfaces 30, 32 . The valve drive consists of a spindle nut 36 connected to a handwheel 34, which is rotatably mounted in a yoke 38 carried by two columns 40, 42 and cooperates with a threaded part 44 of the spindle 10 . A keyed on the spindle 10 Querstü - ck 46 communicates with its ends slidably connected to the columns 40, 42 in engagement. This prevents the spindle 10 from rotating.

Die Spindel 10 hat eine ringförmige Schulter 48, an die das eine Ende 49 eines schlauchförmigen biegsamen Dichtungsbalges 50 angeschweißt ist. Das andere Ende des Balges 50 ist mit einem ringförmigen Vorsprung 52 eines Zwischenringes 51 dicht verbunden, dessen Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Spindel 10 und der über einen weiteren ringförmigen Vorsprung 53 an das abgeschrägte Ende 55 einer inneren rohrförmigen Verlängerung 54 der Deckplatte 4 angeschweißt ist. Somit befindet sich der Balg 50 zwischen der Innenwand der rohrförmigen Verlängerung 54 und der Spindel 10 und bildet eine dichte Trennwand zwischen einem Raum 56 im Inneren des Balges 50, der mit dem Innenraum des Ventilgehäuses 2 durch den Spalt zwischen dem Zwischenring 51 und der Spindel 10 verbunden ist, und dem Raum 57 außerhalb des Balges 50. Eine öffnung 58 in der Deckplatte 4 und eine Leitung 59 stellen eine Verbindung zwischen dem Raum 57 und einer Ausgleichseinrichtung 60 her.The spindle 10 has an annular shoulder 48 to which one end 49 of a flexible tubular sealing bellows 50 is welded. The other end of the bellows 50 is tightly connected to an annular projection 52 of an intermediate ring 51 , the inner diameter of which is greater than the diameter of the spindle 10 and which is welded via a further annular projection 53 to the beveled end 55 of an inner tubular extension 54 of the cover plate 4 is. The bellows 50 is thus located between the inner wall of the tubular extension 54 and the spindle 10 and forms a tight partition between a space 56 in the interior of the bellows 50, which communicates with the interior of the valve housing 2 through the gap between the intermediate ring 51 and the spindle 10 and the space 57 outside the bellows 50. An opening 58 in the cover plate 4 and a line 59 establish a connection between the space 57 and a compensating device 60 .

Die Ausgleichseinrichtung60 besteht aus einem Behälter61 von zylindrischer Form, der an einem Ende62 geschlossen ist, aber dort eine öffnung64 besitzt, die über eine Leitun ' g' 66 mit dem Innenraum 15 des Ventilg gehäuses 2 in Verbindung steht. Ein schlauchförmiger Balg68, dessen eines Ende 70 durch einen Kolben72 geschlossen ist, trägt an seinem anderen, offenen Ende einen Ring73 mit einer Lippe 71, die mit einer entsprechenden Lippe 74 an dem offenen Ende des Behälters 61 durch eine Schweißnaht75 verbunden ist.The Ausgleichseinrichtung60 consists of a Behälter61 of cylindrical shape which is closed at one Ende62, but there has öffnung64, which is connected via a INTR 'g' 66 with the interior 15 of the housing 2 in Ventilg compound. A tubular bellows 68, one end 70 of which is closed by a piston 72, carries at its other, open end a ring 73 with a lip 71 which is connected to a corresponding lip 74 at the open end of the container 61 by a weld seam 75.

Ein das Innere des Balges 68 abschließender Dekkel76 ist über einen Flansch77 mit Dichtring78 dicht mit dem Behälter 61 verbunden. Der Deckel 76 besitzt in der Mitte eine Öffnung79, an die die Leitung59 angeschlossen ist, und nahe seinem äußeren Rand ein Fülloch80, das durch einen Gewindestöpsel 82 verschlossen ist.A cover 76 closing off the interior of the bellows 68 is tightly connected to the container 61 via a flange 77 with a sealing ring 78. The cover 76 has an opening 79 in the middle, to which the line 59 is connected, and near its outer edge a filling hole 80 which is closed by a threaded plug 82.

Die Deckplatte 4 des Ventilgehäuses 2 trägt außen einen Rohransatz83 zur Aufnahme einerStopfbüchse, 84 von bekannter Form, die ein Austreten von Flüssigkeit längs der Spindel verhindern soll. Der Raum 57 zwischen der Stopfbüchse 84 und der Außenwand des Balges50 sowie die Öffnung 58, die Leitung59, die Öffnung 79, der Innenraum des Balg el ges 68 und das Fülloch 80 unterhalb des Gewindestöpsels 82 sind vollständig mit einer Flüssigkeit gefüllt. Als Flüssigkeit kann, wenn das durch das Ventil zu regelnde Medium eine relativ niedrige Temperatur hat, ein sonst für hydraulische Systeme benutztes Öl verwendet werden; wenn aber das zu regelnde Medium eine relativ hohe Temperatur hat, ist eine Flüssigkeit mit einem hohen Verdampfungspunkt erforderlich, z. B. ein hochhitzebeständiges Öl. The cover plate 4 of the valve housing 2 carries on the outside a pipe extension 83 for receiving a stuffing box 84 of known shape, which is intended to prevent liquid from escaping along the spindle. The space 57 between the stuffing box 84 and the outer wall of the bellows 50 as well as the opening 58, the line 59, the opening 79, the interior of the bellows 68 and the filling hole 80 below the threaded plug 82 are completely filled with a liquid. If the medium to be regulated by the valve has a relatively low temperature, an oil otherwise used for hydraulic systems can be used as the liquid; but if the medium to be controlled has a relatively high temperature, a liquid with a high evaporation point is required, e.g. B. a highly heat-resistant oil.

Die Flüssigkeitsräume können durch Anschluß des Füllochs 80 an eine Flüssigkeitsquelle gefüllt werden, wenn die Brille der Stopfbüchse 84 entfernt ist.The fluid spaces can be filled by connecting the fill hole 80 to a fluid source when the gland of the stuffing box 84 is removed.

Wenn das Ventil betätigt wird, ändert sich das Volumen des Flüssigkeitsraumes 57, doch kann die Flüssigkeit durch die Leitung 59, welche diesen Raum 57 mit dem Inneren des Balges 68 verbindet, ab- bzw. zufließen. Im Betrieb ist der auf den Kolben 72 wirkende Druck der gleiche oder fast der gleiche wie der durch den Zwischenraum zwischen der Spindel 10 und dem Zwischenring 51 auf das Innere des Dichtungsbalges 50 wirkende Druck. Hieraus folgt, daß die Flüssigkeit in dem Raum 57 außerhalb des Balges 50 etwa den gleichen Druck hat wie das Medium im Raum 56 innerhalb des Balges 50. Somit dichtet die erfindungsgernäße Dichtungsanordnung die Durchführung der Spindel 10 durch die Deckplatte 4 sicher ab und ist selbst dann wirksam, wenn das Ventilgehäuse 2 einem hohen inneren Druck ausgesetzt ist.When the valve is actuated, the volume of the liquid space 57 changes, but the liquid can flow out or in through the line 59 which connects this space 57 with the interior of the bellows 68. In operation, the pressure acting on the piston 72 is the same or almost the same as the pressure acting on the interior of the sealing bellows 50 through the space between the spindle 10 and the intermediate ring 51. It follows that the liquid in the space 57 outside the bellows 50 has approximately the same pressure as the medium in the space 56 inside the bellows 50. Thus, the sealing arrangement according to the invention seals the passage of the spindle 10 through the cover plate 4 and is even then effective when the valve housing 2 is subjected to high internal pressure.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Sealing arrangement for the housing lead-through of an axially movable spindle, in particular a valve spindle, with a sealing bellows that surrounds the spindle and is tightly connected at its ends to the spindle or to the housing wall, the sealing bellows on one side from the medium to be sealed and on the other Side is acted upon by a liquid, the pressure of which can be adapted to the internal pressure to be sealed by a compensating device and which is itself sealed to the outside by a stuffing box encompassing the spindle, characterized in that a cylindrical container (61) is used to adapt the liquid pressure to the internal pressure. is provided which contains a movable piston (72) and its sub-spaces, which are sealed by the piston (72) and separated by lines (59 or 66) with the liquid space. (57) are in communication between the sealing bellows (50) and the stuffing box (84) or with the housing interior (15) to be sealed.

2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the piston (72) via a tubular bellows (68) attached to its periphery with one end of the inner wall of the cylindrical container (60) is sealingly connected, the container (60) on this side is provided with a cover (76) which closes the interior of the bellows and to which the connecting line (59) to the liquid space (57) is connected. Documents considered: German Patent No. 743 622; French Patent Specification No. 1,012,047. U.S. Patent Nos. 2,444,703, 2,652,223.