DE2937456A1 - Dichtungsring fuer drehklappenventile, insbesondere fuer den einsatz bei kryogenen fluida - Google Patents

Description

a/S Westad Armaturfabrik 3360 GEITHUS, Norwegen

Erfinder: Erik Rishovd 3360 GEITHUS, Norwegen

Dichtungsring für Drehklappenventile, insbesondere für den Einsatz bei kryogenen Fluida

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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtungsring mit zwei radial einwärts ragenden Dichtungslippen für ein Drehklappenventil der im Oberbegriff des nachfolgenden Patentanspruchs und weiterhin in der norwegischen PS No. 131 003 angegebenen Gattung.

Bei Drehklappenventilen der obenerwähnten Gattung ist es in Verbindung mit Dichtungsringen aus unelastischem Werkstoff, wie PFEP oder dergl. bekannt, einen Klemmring einzusetzen, welcher den Dichtungsring unter den unterschiedlichen infragekommenden Temperaturverhältnissen mehr oder weniger gegen die Dichtungsfläche der Klappe drückt, wenn das Drehklappenventil geschlossen ist. Eine derartige Einlage hat bei einer bekannten Drehklappenventilgattung die Form eines Ringes aus Aluminium, der den Dichtungsring in seiner Nut abdeckt. Bei dem Einsatz eines Drehklappenventils in Verbindung mit kryogenen Fluida wird der Klemmring somit etwas mehjr als der Werkstoff der Klappe und des Gehäuses schrumpfen und somit den Dichtungsdruck erhöhen, indem die Dichtungslippe des Dichtungsringes gegen die Dichtungsfläche der Klappe gedrückt wird. Dieser Klemmring ist aber in seiner Umkreisrichtung ziemlich unelastisch und die Konstruktion fordert somit sehr enge Toleranzen. Man kann auch schwer jeden "Kaltfluss" des Dichtungsring-Werkstoffes bei den Temperaturschwankungen denen das Drehklappenventil ausgesetzt ist, vermeiden.

Zur Schaffung einer Dichtung bei Drehklappenventilen der obenerwähnten Art, wo der Dichtungsring an sich nur eine radial einwärts ragende Dichtungslippe aufweist, und damit der Dichtungsring an sich mit dem Klemmring wesentlich mehr elastisch oder federnd in der Umkreisrichtung des Klemmringes wird, damit Kalt-

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fluss des Dichtungsring-Werkstoffes vermieden wird, und damit die federnde Spannkraft des Klemmringes bei abfallender Temperatur zunimmt und die Dichtungslippe des Dichtungsringes dabei zur festen Auflage gegen die Dichtungsfläche der Klappe gedrückt wird, ist es aus der obenerwähnten norwegischen PS No. 131 003 der Anmelderin bekannt, den Klemmring als eine ringförmige Schraubenfeder, vorzugsweise aus bandförmigem Werkstoff, wie beispielsweise säurefestem Stahl, gesponnen zu gestalten. Dieser Klemmring verleiht dem Dichtungsring die erwünschte Elastizität in radialer Richtung mittels jeder einzelnen Schraubenfederwindung ohne dass der Umkreis des Dichtungsringes in besonderem Ausmass beeinflusst wäre, da sich die ringförmige Schraubenfeder im Gegensatz zu dem obenerwähnten Aluminiumring leicht in der Umkreisrichtung strecken lässt. Der bekannte Klemmring in Gestalt einer ringförmigen Schraubenfeder schafft bei allen Temperaturen eine sehr gute Federung sowohl in der Umkreis-, als auch in radialer Richtung und hat ausserdem den Vorteil, dass die Spannkraft der Feder in radialer Richtung bei fallender Temperatur wegen der erhöhten Festigkeit im Werkstoff bei niedriger Temperatur zunimmt. Es ist somit ein Dichtungsring mit Klemmring geschaffen, welcher eine gute Spannkraft bei niedrigen Temperaturen schafft. Das erhöht die Widerstandsfähigkeit des Drehklappenventils gegen Druck, der sogar gegen die Hauptdruckseite des Ventils gerichtet sein könnte.

Zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Drehklappenventils gegen Druck der gegen die Hauptdruckseite des Ventils gerichtet ist, wurden Dichtungsringe mit zwei radial einwärts ragenden Dichtungslippen, wie eingangs erwähnt, vorgesehen, wobei die Dichtungslippen jeweils gegen einen Fluidumdruck wirken, der in der einen oder anderen Richtung in der Leitung, wo das Drehklappenventil eingesetzt ist, wirkt, wie z.B. in der US-PS 3 650 508 darge-

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stellt. · 6'

Der Dichtungsring laut der erwähnten US-PS weist einen Halterungsflansch auf, welcher von dem die eine Dichtungslippe aufweisenden Abschnitt radial absteht. Die zweite Dichtungslippe befindet sich in einem Abschnitt der mit der ersten Dichtungslippe verbunden ist. Jeder erwähnte Abschnitt mit Dichtungslippen ist von Klemmringen umgeben, die bei abfallender Temperatur eine radial einwärts gerichtete Kraft auf die Dichtungslippenabschnitte ausübt und diese zur Auflage gegen die Dichtungsfläche des Klappenventils drückt. Der erwähnte radial abstehende Flansch ist mittels Verspannung zwischen einem Ring und einem Sitz im Ventilgehäuse derart festgehalten, dass der Dichtungsring bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten durch das Ventil nicht losgerissen wird. Der erwähnte Halterungsflansch ist in nahem Kontakt mit der ersten Dichtungslippe vorgesehen, während die zweite Dichtungslippe weiter entfernt vom Halterungsflansch liegt. Unter ungünstigen Verhältnissen besteht somit die Gefahr, dass diese zweite Dichtungslippe abgerissen wird.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Dichtungsringes mit zwei radial einwärtsragenden Dichtungslippen, wo der Halterungsflansch derart vorgesehen ist, dass er eine gleichwertige Halterungswirkung auf beide Dichtungslippen ausübt, so dass die eine Dichtungslippe bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten durch das Ventil nicht mehr ausgesetzt ist als die andere.

Dies wird dadurch erzielt, dass der Dichtungsring wie im kennzeichnenden Teil des nachfolgenden Patentanspruches angegeben gestaltet ist.

Bei dieser Gestaltung des Dichtungsringes wird ein Drehklappenventil erzielt, welches eine erhöhte Widerstandskraft gegen

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entgegen die Hauptdruckseite des Ventils gerichteten Druck aufweist, und wo der Dichtungsring derart im Ventilgehäuse eingespannt ist, dass beide Dichtungslippen bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten durch das Ventil gleich gut gegen Abreissen gesichert ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 stellt einen Schnitt durch das Drehklappenventil der erwähnten Gattung, winkelrecht zur Drehachse der Drehklappe dar und

Fig. 2 ist ein Schnitt in grösserem Masstab durch den Dichtungsring und die benachbarten Ventilbestandteile.

Fig. 1 zeigt ein Drehklappenventil der erwähnten Gattung, welches eine exzentrisch gelagerte Klappe 1 in einem Ventilgehäuse 2 umfasst. Die Drehachse 3 der Klappe 1 ist gegenüber einer mittigen Ebene durch die sphärische mit einem Dichtungsring 5 in einer inneren Nut 6 im Ventilgehäuse 2 zusammenwirkende Dichtungsfläche 4 der Klappe versetzt. Die innere Nut 6 ist zwischen einem gegen einen kreisförmigen Sitz 7 in der Wandung des Ventilgehäuses 2 aufliegenden Halterungsring 18 und einem Halterungsring 8 vorgesehen. Der Halterungsring 8 kann mittels zweckmässiger Mittel, wie z.B. mit einem ausserhalb des Ringes 8 und im Abstand von diesem vorgesehenen Ring 9, gegen den Dichtungsring 5 gedrückt werden. Der Ring 9 ist mittels eines Verriegelungsringes 10, der in einer Nut 11 in der Wandung des Ventilgehäuses vorgesehen ist und mit einer Abstufung 12 im Ring 9 zusammenwirkt, gegen achsiale Bewegung im Ventilgehäuse 2 in der Richtung von der Klappe 1 ab gesichert. Im Ring sind Gewindelöcher 13 für Schraubenbolzen 14 vorgesehen, die beim Anziehen zur Auflage gegen den Halterungsring 8 geführt werden, wobei dieser Letztere den Dichtungsring 5 festhält.

Fig. 2 zeigt die Nut 6 mit dem Dichtungsring 5 und dem HaI-

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terungsring 8 in grösserem Masstab. Dabei geht deutlich hervor, dass der Dichtungsring 5 in einer unterschnittenen Nut vorgesehen ist, die derart entsteht, dass der Halterungsring 8 eine kreisförmige Lippe 15 aufweist, welche vorragt und die Mündung 16 der Nut 6 verkleinert, wobei die andere Seite der Mündung 16 von einer entsprechenden Lippe 17 begrenzt ist, die am Halterungs- oder Einfassungsring 18 vorgesehen ist. Der Ring 18 ist gegen den kreisförmigen Sitz 7 im Ventilgehäuse 2 aufgelegt und hat seine vom Sitz 7 abgewandte Seite für Auflage gegen und zur Halterung des Dichtungsringes 5 gestaltet.

Der zwischen den Ringen 8 und 18 festgehaltene Dichtungsring 5 besteht vorzugsweise aus PFEP-Werkstoff und weist zwei U-förmige Querschnittabschnitte 5a,5b auf, die gegenseitig entgegengesetzt liegen, mit den Stegen 5a',5b¹ der U-abschnitte gegeneinander und mit radial einwärtsragenden Dichtungslippen 19a, 19b an dei mittleren Abschnitten der in radialer Richtung gesehenen inneren U-Schenkel und mit einem radial auswartsragenden Flansch 20 von den einander zugewandten Böden der U-Böden. Die erwähnten U-förmigen Abschnitte sind auch radial gegeneinander versetzt zwecks Anpassung an die sphärische Dichtungsfläche 4 der Klappe· Die einwärtsragenden Dichtungslippen 19 ragen durch die Mündung oder den Schlitz 16 zwischen den einander zugewandten Lippen 15 bzw. 17 des Ringes 8 bzw. 18 und sind in Auflage gegen die sphärische Dichtungsfläche 4 der Klappe 1· Der radial auswärtsragende Flansch 20 ist in einem kreisrunden Raum 21 am Boden der Nut 6 zwischen dem Ring 8 und dem Einfassungsring 18, welcher gegen den kreisrunden Sitz 7 im Ventilgehäuse 2 aufliegt festgehalten. In der U-Form des Dichtungsringes 5 ist ein Klemmring 22a,22b z.B. mit U-förmigem Querschnitt, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl

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vorgesehen. Unter den unterschiedlichen infragekonunenden Temperaturverhältnissen drückt der Klemmring 22a, 22b den Dichtungsring 5 und damit die einwärtsgerichtete Oichtungslippe 19 federnd mehr oder weniger stark gegen die Dichtungsfläche 4 der Klappe, wenn das Drehklappen ventil geschlossen ist.

In den erwähnten Ringen 8 und 18 sind mehrere Kanäle 23a, 23b vorgesehen, welche gestatten, dass Fluid'omdruck jeweils den einen und den anderen der U-förmigen Abschnitte 5a, 5b des Dichtungsringes beeinflusst, abhängig von der Fluidumrichtung, derart, dass der Dichtungsdruck der Dichtungslippen 19a,b gegen die Dichtungsfläche 4 der Klasse 1 erhöht wird.

030015/0749 ORlGlNAtINSPECTED

Claims (1)

1. 293745$

   Patentanspruch

   Dichtungsring für Drehklappenventile/ insbesondere für den Einsatz bei kryogenen Fluida, mit zwei radial einwärtsragenden Dichtungslippen, wo die Drehachse (3) der Klappe (1) gegenüber einer Ebene durch die sphärische Dichtungsfläche (4) versetzt ist/ wobei die Letztere mit dem Dichtungsring (5) zusammenwirkt, der in einer inneren Nut im Ventilgehäuse (2) vorgesehen und festgehalten ist, und wo die Nut (6) zwischen einem gegen einen kreisförmigen Sitz (7) in der Wandung des Ventilgehäuses aufliegenden Einfassungsring (18) und einem in einer zweckmässigen Weise zwecks Halterung des Dichtungsringes (5) gegen diesen gedrückten Halterungsring (8) geschaffen ist, wobei die innere Nut (6) unterschnitten ist und einen radial nach innen offenen Schlitz (16) aufweist, wodurch sich die beiden radial einwärtsragenden Dichtungslippen (19a,19b) des Dichtungsringes (5) zwecks Zusammenwirkung mit der Dichtungsfläche (4) der Klappe erstrecken, wenn sich die Klappe in geschlossener Lage befindet, und wo der Dichtungsring (5) einer sowohl von Federdruck, als auch von Fluidumdruck beeinflusster Gattung ist, wobei der Federdruck von zweckmässig federnden Klemmringen (22a,22b) aus rostfreiem Stahl ausgeübt wird, welche ausserhalb jeweils einer Dichtungslippe (19a,19b) vorgesehen sind um einen radial einwärts gerichteten Druck auf diese auszuüben, und wobei der Dichtungsring auch einen radial auswärtsragenden Flansch (20) zwecks Halterung in einem kreisförmigen Raum (21) am Boden der Nut (6) zwischen dem Halterungsring (8) und dem Einfassungsring (18) im Ventilgehäuse (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring zwei im wesentlichen U-förmige Querschnittsabschnitte (5a,5b) aufweist, die entgegengesetzt, mit den U-förmig-

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   ORIGINAL JNSPECTED

   en Böden (5a',5b') zueinanderwendend gerichtet und gegenseitig radial versetzt sind.

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