Dichtungsvorrichtung an Drosselklappen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungs vorrichtung an Drosselklappen.
Bei Wasserkraftanlagen ist es erwünscht, wenn Drosselklappen dicht schliessen. Dies gilt insbesondere bei Drosselklappen, die als automatischer Rohrab- schluss bei Betriebsstörungen oder Katastrophenfäl len ausgelöst werden und die Rohrleitung abschliessen. Es ist recht schwierig, eine grosse Drosselklappe, bei der die Dichtung durch metallische Berührung der Linse am Gehäuse erfolgt, so weit dicht zu machen, dass das Leckwasser in erträglichen Grenzen bleibt, da das genaue Einpassen der gegenseitig dichtenden grossen Teile schwierig ist. Man hat deshalb Drossel klappen mit elastischen Dichtungen ausgeführt, die im Gehäuse eingebettet sind und durch ein Druck medium beaufschlagt werden.
Dadurch wird zwar die Drosselklappe dichter, doch besteht bei der Durchführung der Welle im Gehäuse eine kritische Stelle. Man behilft sich dadurch, dass man die Dich tung um die Linsenwelle herumführt. Diese gebogene Führung der Dichtung um die Linsenwelle führt jedoch zu einer starken Verformung, wodurch die Dichtung zusätzlich beansprucht wird. Die Linse drückt zudem dauernd auf diese Stelle der Dichtung und scheuert diese bei der Betätigung der Drossel klappe.
Ein weiterer Nachteil solcher druckbeaufschlagten elastischer Dichtungen ist deren grosse Verformbar keit. Bei Teilöffnungen der Drosselklappe entstehen am Gehäuse grosse Strömungsgeschwindigkeiten, die die Tendenz haben, die Dichtung aus ihrer Einbet tung herauszureissen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Dichtungseinrichtung, die die ge schilderten Nachteile vermeidet. Die erfindungsge mässe Dichtungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Dichtungselement aus zwei sich in die Nachbarschaft der Klappenwellenbohrung erstrecken den Halbbogen gebildet ist, wobei die Hohlräume eine Versteifungseinlage enthalten.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh rungsform der erfindungsgemässen Dichtungsvorrich tung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die Dichtungsvorrichtung in einem Axial schnitt durch das Gehäuse, Fig.2 ein Detail der Dichtungsvorrichtung in Ansicht, Fig. 3 eine Stirnansicht.
Mit '1 ist in Fig. 1 das Drosselklappengehäuse bezeichnet, wobei nur diejenige Partie des Gehäuses im Axialschnitt dargestellt ist, welche die Ebene der Klappe 2 in deren Schliesslage enthält. Das Gehäuse enthält in dieser Partie eine sich zwischen den Bohrungen für die Klappenwelle bzw. deren Lagerbüchsen 3 (siehe Fig.2 und! 3) erstreckende Vertiefung 4, wobei diese beidseitig der genannten Bohrungen vorgesehen ist.
Die Vertiefung 4, welche annähernd U-förmigen Querschnitt besitzt, weist an ihrem Grunde eine Rippe 5 auf, auf welche sich ein generell mit 6 bezeichnetes schlauchförmiges Dichtungselement abstützt. Das Dichtungselement 6 besitzt eine ebene, sich an der Rippe 5 abstützende Unterseite 7, deren Breite etwa der Breite der Rippe entspricht. Dabei schliessen an den Mittelteil 8 in Längsrichtung verlaufende Stege 9 an. Der Mittelteil 8 enthält einen sich über die ganze Länge des Dich tungselementes erstreckenden Hohlraum 10, in wel chem eine Versteifungseinlage 11 angeordnet ist. Die Versteifungseinlage begrenzt zusammen mit der In nenwand des Hohlraumes in Längsrichtung verlau fende Durchlässe 12 und enthält selbst Querkanäle 13, die die Durchlässe 12 miteinander verbinden.
Beidseitig des Dichtungselementes sind in die Ver tiefung 4 bogenförmige Leisten 14 eingesetzt, die die Stege 9 desselben übergreifen und der Aussenform des Mittelteiles 8 angepasst sind. Diese Leisten sind mittels Schrauben 15 am Gehäuse befestigt. Die Leisten begrenzen zwischen den einander zugekehr ten Seiten einen Ringspalt, durch welchen sich die Kopfpartie 16 des Dichtungselementes 6 radial nach einwärts in das Gehäuse bzw. dessen durchströmten Innenraum erstrecken kann.
Wie weiterhin aus den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, wird das Dichtungselement im Bereiche der Lagerbüchsen 3 für die Klappenwelle (nicht darge stellt) durch gerade Leistenabschnitte 14a gehalten, die in eine Vertiefung 4a eingesetzt sind. Die Ver tiefungen 4a in den Stirnseiten der Lagerbüchsen entsprechen im Querschnitt etwa den Vertiefungen 4 im Gehäuse. Wie leicht verständlich ist, weist jede Lagerbüchse zwei diametral entgegengesetzt ange ordnete und sich in radialer Richtung erstreckende Vertiefungen auf, da die Dichtung in der Radial ebene der Klappenwellenachse liegt.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass das Dichtungselement 6 sich mit seiner Stirnseite 17 bis an die Wellenbohrung 18 erstreckt bzw. die Welle der Klappe 2 berührt. Um dabei einen besser dichtenden Abschluss zu erreichen, ist die Stirnfläche 17 gekrümmt, und zwar entspre chend dem Radius der Klappenwelle. Im weiteren enthält die Lagerbüchse 3 eine in einer Vertiefung 19 verlaufende O-Ringdichtung 20, die sich vom einen zum anderen der beiden Dichtungselemente erstreckt, welche an beiden Seiten der Welle ihren Anfang nehmen. Die O-Ringdichtung 20, welche z.
B. mit den Dichtungselementen 6 durch Kleben verbunden ist, erstreckt sich nur über den halben Umfang der Welle, und zwar an derjenigen Seite derselben, welche stromaufwärts gerichtet und damit der Druckseite der Drosselklappe gegenüber liegt. Dadurch wird ein Umströmen der Welle, in dem zwischen ihr und der Bohrung 18 der Lagerbüchse 3 vorhandenen Spielraum vermieden, so dass an dieser Stelle keine Leckströmung auftreten kann. Durch die Leisten 14 und 14a wird das Dichtungs element 6 nicht nur gesichert und vor einer Be schädigung durch die Klappe 2 bzw. die Strömung im Gehäuse bewahrt, sondern deren Ausdehnung im druckbeaufschlagten Zustand, d. h.
bei Zuführung eines Druckmediums in den Hohlraum der Dichtung, auf eine solche in radialer Richtung begrenzt.
In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand hat die Klappe 2 ihre geschlossene Lage erreicht. Das Dich tungselement 6 wird erst nach Erreichung dieser Endlage mit Druckmedium beaufschlagt, um eine Beschädigung oder Abnützung der Dichtung beim Schliessen der Klappe zu vermeiden, ebenso wird beim öffnen der Klappe das Dichtungselement vor erst drucklos gemacht, und erst danach wird die Klappe in öffnungsrichtung verschwenkt. Die Ver steifung 11 gewährleistet die Aufrechterhaltung der ursprünglichen Form des Dichtungselementes und ver hindert ein Zusammenquetschen derselben unter den bei der Durchströmung der Drosselklappe auftreten den Drücken.
Anderseits gewährleisten die zwischen der Innenwand des Hohlraumes 10 und der Ver steifung 11 gebildeten Durchlässe 12 sowie die Quer kanäle 13 eine gleichmässige Verteilung des Druck mediums bzw. eine relativ rasche Absenkung des Druckes vor dem öffnen der Klappe. Das Druck medium wird vorzugsweise durch je einen nicht dar gestellten radialen Stutzen in die beiden halbkreis förmigen die Klappe umgebenden Dichtungselemente 6 eingeführt. Selbstverständlich sind die Dichtungs elemente an ihren Stirnseiten 17 abgeschlossen, um ein Entweichen des Druckmediums in die Wellen bohrung zu vermeiden.
Sealing Device on Throttle Valves The present invention relates to a sealing device on throttle valves.
In hydropower plants, it is desirable if the throttle valves close tightly. This applies in particular to butterfly valves, which are triggered as an automatic pipe closure in the event of operational disruptions or disasters and which close the pipeline. It is very difficult to make a large throttle valve, in which the seal is made by metallic contact of the lens on the housing, so tight that the leakage water remains within tolerable limits, since the exact fitting of the large parts sealing each other is difficult. One has therefore designed throttle valves with elastic seals which are embedded in the housing and acted upon by a pressure medium.
This makes the throttle valve tighter, but there is a critical point in the passage of the shaft in the housing. One remedy is that one leads the seal around the lens shaft. This curved guidance of the seal around the lens shaft, however, leads to severe deformation, whereby the seal is additionally stressed. The lens also presses continuously on this point of the seal and rubs it when the throttle valve is operated.
Another disadvantage of such pressurized elastic seals is their great deformability. When the throttle valve is partially opened, high flow velocities occur on the housing, which tend to tear the seal out of its embedding.
The present invention now aims to provide a sealing device which avoids the disadvantages described. The sealing device according to the invention is characterized in that the sealing element is formed from two semi-arches extending into the vicinity of the valve shaft bore, the cavities containing a stiffening insert.
In the drawing, an exemplary embodiment of the sealing device according to the invention is shown. The figures show: FIG. 1 the sealing device in an axial section through the housing, FIG. 2 a detail of the sealing device in view, FIG. 3 an end view.
The throttle valve housing is designated by '1 in FIG. 1, with only that part of the housing being shown in axial section which contains the plane of the valve 2 in its closed position. The housing contains in this part a recess 4 extending between the bores for the valve shaft or its bearing bushes 3 (see FIGS. 2 and 3), this recess being provided on both sides of the bores mentioned.
The recess 4, which has an approximately U-shaped cross section, has a rib 5 at its base, on which a tubular sealing element, generally designated 6, is supported. The sealing element 6 has a flat underside 7 which is supported on the rib 5 and whose width corresponds approximately to the width of the rib. In this case, webs 9 extending in the longitudinal direction adjoin the central part 8. The middle part 8 contains a over the entire length of the device element extending cavity 10, in wel chem a stiffening insert 11 is arranged. The stiffening insert limited together with the inner wall of the cavity in the longitudinal direction verlau fende passages 12 and even contains transverse channels 13 which connect the passages 12 with each other.
On both sides of the sealing element 4 arc-shaped strips 14 are inserted into the recess Ver, which overlap the webs 9 of the same and the outer shape of the central part 8 are adapted. These strips are attached to the housing by means of screws 15. The strips delimit an annular gap between the sides facing each other, through which the head portion 16 of the sealing element 6 can extend radially inward into the housing or its interior through which there is flow.
As can also be seen from FIGS. 2 and 3, the sealing element is held in the region of the bearing bushes 3 for the valve shaft (not illustrated represents) by straight bar sections 14a which are inserted into a recess 4a. The United depressions 4a in the end faces of the bearing bushes correspond in cross section approximately to the depressions 4 in the housing. As is easy to understand, each bearing bush has two diametrically opposed and arranged in the radial direction extending depressions, since the seal is in the radial plane of the valve shaft axis.
From FIG. 2 it can be seen that the sealing element 6 extends with its end face 17 up to the shaft bore 18 or touches the shaft of the flap 2. In order to achieve a better sealing conclusion, the end face 17 is curved, in accordance with the radius of the valve shaft. Furthermore, the bearing bush 3 contains an O-ring seal 20 which runs in a recess 19 and extends from one to the other of the two sealing elements which start on both sides of the shaft. The O-ring seal 20 which, for.
B. is connected to the sealing elements 6 by gluing, extends only over half the circumference of the shaft, namely on that side of the same which is directed upstream and thus the pressure side of the throttle valve is opposite. This avoids flowing around the shaft in the clearance between it and the bore 18 of the bearing bush 3, so that no leakage flow can occur at this point. Through the strips 14 and 14a, the sealing element 6 is not only secured and protected from loading damage by the flap 2 or the flow in the housing, but also their expansion in the pressurized state, d. H.
when a pressure medium is fed into the cavity of the seal, limited to such in the radial direction.
In the state shown in Fig. 1, the flap 2 has reached its closed position. The sealing element 6 is only subjected to pressure medium after reaching this end position in order to avoid damage or wear to the seal when the flap is closed, and when the flap is opened, the sealing element is first depressurized, and only then is the flap pivoted in the opening direction . The United stiffener 11 ensures that the original shape of the sealing element is maintained and ver prevents squeezing the same under the pressures occurring in the flow through the throttle valve.
On the other hand, the passages 12 formed between the inner wall of the cavity 10 and the stiffening 11 and the transverse channels 13 ensure an even distribution of the pressure medium or a relatively rapid lowering of the pressure before opening the flap. The pressure medium is preferably introduced into the two semicircular sealing elements 6 surrounding the flap through a respective radial connection piece not provided. Of course, the sealing elements are completed at their end faces 17 to prevent the pressure medium from escaping into the shaft bore.