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Abdichtung für nichtsteigende Spindeln von Absperrorgane
Zur Abdichtung von Schieberspindeln werden allgemein Weichpackungen verwendet, die ringförmig um den Spindelschaft gelegt und mit Hilfe von Stopfbuchsenbrillen fest gegen die Spindel und die Innen- flächen des Dichtungsgehause"gepresst werden. An Stelle von Weichpackungen werden häufig auch Lippendichtungen verwendet. BeideDichtungsarten haben den Nachteil, dass sie starken Verschleiss der Spindel hervorrufen und selbst nur eine beschränkte Lebensdauer besitzen. Die Ursache für das leichte Versagen dieser Dichtungsarten ist dem Eindringen von Schmutz längs der Spindeloberfläche und der zugleich ein- setzenden Korrosion dieser Fläche zuzuschreiben.
Bekanntlich ruft das gleichzeitige Einwirken von me- chanischer Reibung und Korrosion besonders starke Materialschäden hervor.
Es ist ferner bekannt, die Abdichtung nichtsteigender Spindeln dadurch vorzunehmen, dass der unterhalb des Spindelbundes liegende Teil der Spindelführung in axialer Richtung in der Weise elastisch ausgebildet ist, dass er in eine elastische Scheibe, eine Grundbuchse und eine Gleitscheibe unterteilt ist, und die Spindel oberhalb ihres Bundes eine elastische Buchse besitzt, die unter dem Druck einer mit dem Oberteil des Schiebergehäuses verschraubbaren Haube steht. Diese Abdichtung ist jedoch in ihrer Herstellung sehr kompliziert und damit teuer in der Ausführung. Darüber hinaus besitzt sie den Nachteil, dass bei geringem Spiel zwischen der Grundbuchse und der elastischen Buchse einerseits und der Spindel anderseits im Falle des Quellens der Buchsen ein Klemmen der Spindel eintritt.
Weiterhin werden bei festsitzender Schieberplatte oder Überdrehen des Schiebers die einzelnen Teile derDichtung über ihre Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht, wodurch Undichtigkeiten hervorgerufen werden.
Zur Beseitigung des letztgenannten Nachteiles ist es bereits bekannt, die Beweglichkeit des Spindelbundes in axialer Richtung zu begrenzen. Die eine derartige Begrenzung aufweisenden Konstruktionen besitzen jedoch kegelförmige Dichtflächen, bei denen eine Keilwirkung zwischen dem Dichtungsring und dem konischen Spindelbund zu erwarten ist. Dadurch wird ein hoher Anpressdruck erreicht, der wieder einen erhöhten Verschleiss der Dichtelemente zur Folge hat.
Schliesslich ist es bei Ventilen bekannt, dass eine von der Ventilspindel getragene feste konzentrische Scheibe zwischen fest eingebetteten Dichtungsscheiben gelagert ist, die mittels einer in das Ventilgehäusehineinschraubbaren Mutter zusammengedrückt werden. Eine derartige Dichtung ist jedoch für grössere Aggregate, wie Schieber, nicht ohne weiteres anwendbar. So müsste bei der Übertragung dieser Konstruktion auf Schieber zwecks Erzielung einer einwandfreien Abdichtung grösste Sorgfalt auf das Anziehen des Dichtungsgehäusedeckels gelegt werden. Ferner müsste, insbesondere bei Schiebern für heisse Medien, der erforderliche Anpressdruck der Dichtungsscheiben verhältnismässig hoch sein, wodurch die Bedienung der Schieber sehr erschwert würde und ausserdem ein erhöhter Verschleiss an den Dichtungsscheiben einträte.
Schliesslich wäre zur Aufrechterhaltung der Dichtwirkung ein öfteres Nachspannen des Dichtungsgehäusedeckels erforderlich.
Alle bisher bekannten Abdichtungen an einer Stirnfläche des Spindelbundes haben weiterhin den Nachteil, dass ein Auswechseln der Dichtelemente nur möglich ist, wenn die Schieberhaube abgenommen und. die Spindel ausgebaut wird. Dies führt insbesondere bei Schiebern für aggressive Medien zu einem grossen Arbeitsaufwand-beim Auswechseln der Dichtelemcnte.
Es wurde nun gefunden, dass es gelingt, die Nachteile der bekannten Abdichtungen zu vermeiden,
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tes elastisches Glied angeordnet ist, wobei erfindungsgemäss die Dichtungsscheibe und das elastische Glied an der dem Schieberinnern abgekehrten Stirnfläche des Spindelbundes angeordnet sind und zwischen dem ! Dichtungsgehäuse und dessen Abschlussdeckel ein mit diesen durch Dichtungen verbundener, mit einem
Bund versehener Flansch angebracht ist.
Durch den zwischen dem Abschlussdeckel des Gehäuses und dem Gehäuse selbst erfindungsgemäss an- geordneten Flansch, der mit einem Bund versehen ist, wird einmal die Beweglichkeit der Spindel in axi- ler Richtung begrenzt. Dadurch wird vermieden, dass die Dichtelemente über ihre Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht werden und damit dieDichtungundichtwird. Zum ändern istdurch die erfindungsgemässe An- ordnung des Bundes gleichzeitig die Möglichkeit gegeben, die Dichtelemente eines eingebauten Schiebers auszuwechseln. wenn dieser geschlossen ist, d. h., wenn seine Schieberplatte an der Dichtfläche des
Schiebergehäuses anliegt. Bei kalten Medien genügt es, als Dichtungsscheibe einen Polyamidring undals elastisches Glied einen Ring aus elastischem Werkstoff, wie z.
B. Gummi, zu verwenden. Soll die erfin- dungsgemässeAbdichtung für heisse Medien eingesetzt werden, so ist es zweckmässig, als Dichtungsschei- be einen Kohlering zu verwenden, der in einen Metallring eingelegt ist. Als elastisches Glied dient in diesem Falle eine von einem abdichtenden Metallbalgen umgebene zylindrische Wendelfeder. Zweck- mässigerweise wird der Metallbalgen an dem Metallring, in den der Kohlering eingelegt ist, dicht be- festigt, während sein der Stirnfläche des Spindelbundes abgekehrtes Ende mit einem weiteren Metall- ring ebenfalls dicht verbunden ist. Dieser Metallring ist so angeordnet, dass er durch die Wendelfeder ge- gen eine am Deckel des Dichtungsgehäuses angeordnete Dichtung gedrückt wird.
Da das elastische Glied aus einem elastischen Werkstoff (für kalteMedien) gegenüber der Wendelfe- der (vorzugsweise für heisse Medien) einen geringeren Raumbedarf hat, müssten die entsprechenden Dich- tungsgehäuse verschieden dimensioniert sein. Um jedoch in beiden Fällen Dichtungsgehäuse gleicher
Grösse benutzen zu können, empfiehlt es sich, allgemein die grösser dimensionierten Gehäuse zu ver- wenden. Da die Abdichtung an der dem Schieberinnern abgekehrten Stirnfläche des Spindelbundes er- folgt, genügt es, bei Verwendung einer elastischen Scheibe als elastisches Glied die grössere Höhe des
Dichtungsgehäuses durch einen entsprechend längeren Bund des Schiebergehäuseabschlussdeckels auszu- gleichen.
Infolge der erfindungsgemässen Anordnung des elastischen Gliedes ist ein Nachspannen der Abdich- tung nicht notwendig. Ein Unbrauchbarwerden infolge Überbeanspruchung des elastischen Gliedes beim Überdrehen des Schiebers oder bei Festsitzen der Schieberplatte wird durch die Begrenzung der Spindelbeweglichkeit in axialer Richtung vermieden, so dass eine ausserordentlich lange Haltbarkeit der Abdich- tung gewährleistet ist.
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Abdichtung wiedergegeben.
Fig. l zeigt eine beispielsweise Ausführungsform an Schiebern für Stoffe normaler Temperatur. Der Spindelbund 1 ist zwischen dem Dichtungsgehäuse 2 und dem mit einem Bund versehenen Flansch 3, der mit demDichtungsgehäuse über eineDichtung4 dicht verschraubt ist, gelagert. Oberhalb der dem Schieberinnern abgekehrten Stirnfläche des Spindelbundes ist ein aus Polyamid bestehender Dichtungsring 5 angeordnet, der durch einen Gummiring 6 an die Stirnfläche des Spindelbundes gedrückt wird. Die notwendige Vorspannung des Gummiringes ergibt sich beim Zusammenbau, wenn der Abschlussdeckel 7 des Dichtungsgehäuses über eine Dichtung 8 mit dem Flansch 3 dicht verschraubt wird.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform an Schiebern für heisse Medien. Der Spindelbund 1 ist zwischen demDichtungsgehäuse 2 und dem Flansch 3 gelagert, der mit einem Bund versehen ist. Der Flansch 3 ist über eine Dichtung 4 mit dem Dichtungsgehäuse verschraubt. An der dem Schieberinnern abgekehrten Stirnfläche des Spindelbundes ist ein Kohlering 9 als Dichtungsscheibe angeordnet. Dieser ist in einen Metallring 10 eingelegt. Das elastische Glied besteht aus einer zylindrischen Wendelfeder 11, die mit einem Metallbalgen 12 umgeben ist. Dieser ist einerseits mit dem Metallring 10 dicht verbunden und zum andern mit einem weiteren Metallring 13 ebenfalls dicht befestigt.
Der oberhalb der zylindrischen Wendelfeder angeordnete Metallring 13 wird durch die vorgespannte Feder gegen eine Dichtung 14 gedrückt, die am Abschlussdeckel 7 des Dichtungsgehäuses angeordnet ist. Der Abschlussdeckel ist über eine Dichtung 8 mit dem Flansch 3 verschraubt.
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Sealing for non-rising spindles of shut-off devices
Soft packings are generally used to seal valve spindles, which are placed in a ring around the spindle shaft and pressed firmly against the spindle and the inner surfaces of the seal housing with the aid of packing glands. Lip seals are often used instead of soft packings. Both types of seal have the disadvantage The cause of the slight failure of these types of seals is to be ascribed to the penetration of dirt along the surface of the spindle and the corrosion of this surface which sets in at the same time.
As is well known, the simultaneous action of mechanical friction and corrosion causes particularly severe material damage.
It is also known to seal non-rising spindles in that the part of the spindle guide located below the spindle collar is designed to be elastic in the axial direction in such a way that it is divided into an elastic disk, a base bushing and a sliding disk, and the spindle above its collar has an elastic bushing which is under the pressure of a hood that can be screwed to the upper part of the valve body. However, this seal is very complicated to produce and therefore expensive to carry out. In addition, it has the disadvantage that if there is little play between the base bushing and the elastic bushing on the one hand and the spindle on the other hand, if the bushings swell, the spindle will jam.
Furthermore, if the slide plate is stuck or if the slide is over-turned, the individual parts of the seal are stressed beyond their elastic limit, which causes leaks.
To eliminate the last-mentioned disadvantage, it is already known to limit the mobility of the spindle collar in the axial direction. However, the constructions having such a limitation have conical sealing surfaces in which a wedge effect between the sealing ring and the conical spindle collar is to be expected. As a result, a high contact pressure is achieved, which again results in increased wear on the sealing elements.
Finally, in the case of valves, it is known that a fixed, concentric disk carried by the valve spindle is mounted between firmly embedded sealing disks which are pressed together by means of a nut that can be screwed into the valve housing. However, such a seal is not readily applicable to larger units, such as slides. When transferring this construction to slides, great care would have to be taken in tightening the seal housing cover in order to achieve a perfect seal. Furthermore, in particular in the case of slides for hot media, the required contact pressure of the sealing washers would have to be relatively high, which would make it very difficult to operate the slides and, moreover, would increase wear on the sealing washers.
Finally, to maintain the sealing effect, it would be necessary to re-tension the seal housing cover more often.
All previously known seals on an end face of the spindle collar also have the disadvantage that the sealing elements can only be exchanged if the valve cover has been removed and. the spindle is removed. In particular in the case of valves for aggressive media, this leads to a large amount of work when the sealing elements are replaced.
It has now been found that it is possible to avoid the disadvantages of the known seals,
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tes elastic member is arranged, according to the invention the sealing washer and the elastic member are arranged on the end face of the spindle collar facing away from the inside of the slide and between the! Sealing housing and its cover plate connected to these by seals, with a
Flange provided with collar is attached.
Due to the flange arranged according to the invention between the cover of the housing and the housing itself, which flange is provided with a collar, the mobility of the spindle in the axial direction is limited. This prevents the sealing elements from being stressed beyond their elastic limit and thus the seal becoming leaky. To change, the arrangement of the collar according to the invention simultaneously gives the possibility of replacing the sealing elements of a built-in slide. when this is closed, d. i.e. when its slide plate is at the sealing surface of the
Valve body is applied. In the case of cold media, it is sufficient to use a polyamide ring as the sealing washer and a ring made of elastic material, such as
B. rubber to use. If the seal according to the invention is to be used for hot media, it is expedient to use a carbon ring as the sealing washer, which is inserted into a metal ring. In this case, a cylindrical helical spring surrounded by a sealing metal bellows serves as the elastic member. The metal bellows is expediently tightly fastened to the metal ring in which the carbon ring is inserted, while its end facing away from the end face of the spindle collar is also tightly connected to another metal ring. This metal ring is arranged in such a way that it is pressed by the helical spring against a seal arranged on the cover of the seal housing.
Since the elastic member made of an elastic material (for cold media) takes up less space than the helical spring (preferably for hot media), the corresponding sealing housings would have to be dimensioned differently. However, in both cases the seal housing is the same
To be able to use the larger size, it is advisable to generally use the larger sized housing. Since the sealing takes place on the end face of the spindle collar facing away from the inside of the slide, it is sufficient, when using an elastic disk as the elastic member, to use the greater height of the
Compensate the seal housing with a correspondingly longer collar of the valve housing cover.
As a result of the arrangement of the elastic member according to the invention, re-tensioning of the seal is not necessary. The limitation of the spindle mobility in the axial direction prevents the elastic member from becoming unusable as a result of overstressing the elastic member when the slide is turned over or when the slide plate is stuck, so that an extraordinarily long durability of the seal is guaranteed.
In the drawing, two exemplary embodiments of the seal according to the invention are shown.
Fig. 1 shows an example embodiment of slides for substances of normal temperature. The spindle collar 1 is mounted between the seal housing 2 and the flange 3 provided with a collar, which is screwed tightly to the seal housing via a seal 4. Above the end face of the spindle collar facing away from the inside of the slide, a sealing ring 5 made of polyamide is arranged, which is pressed by a rubber ring 6 against the end face of the spindle collar. The necessary pretensioning of the rubber ring is obtained during assembly when the cover 7 of the seal housing is screwed tightly to the flange 3 via a seal 8.
Fig. 2 shows an embodiment of slides for hot media. The spindle collar 1 is supported between the seal housing 2 and the flange 3 which is provided with a collar. The flange 3 is screwed to the seal housing via a seal 4. A carbon ring 9 is arranged as a sealing washer on the end face of the spindle collar facing away from the inside of the slide. This is inserted into a metal ring 10. The elastic member consists of a cylindrical helical spring 11 which is surrounded by a metal bellows 12. This is on the one hand tightly connected to the metal ring 10 and on the other hand is also tightly fastened to a further metal ring 13.
The metal ring 13 arranged above the cylindrical helical spring is pressed by the pretensioned spring against a seal 14, which is arranged on the cover 7 of the seal housing. The end cover is screwed to the flange 3 via a seal 8.
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