Vorrichtung zur Abdichtung zwischen zwe zueinander beweglichen Teilen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abdichtung zwischen 2 zueinander beweglichen Teilen, bei denen der eine Teil zum anderen Teil hin offene Ringnuten zur Aufnahme je eines elastischen Dichtungsringes aufweist, welcher mit seiner dem anderen Teil zugekehrten Umfangsseite auf dem anderen Teil mit einer Auflagekante aufliegt.
Aus der CH-PS 419 751 ist eine Dichtungseinrichtung mit elastischem Dichtungsring bekannt, bei welcher sich der Dichtungsring an 2 zueinander beweglichen Teilen dichtend anlegt, wobei der eine Teil eine zum anderen Teil hin offene Ringnut aufweist und der Dichtungsring auf seiner dem anderen Teil zugekehrten Umfangsseite eine schmale Auflagekante besitzt. Der Dichtungsring ist hierbei so ausgebildet, dass er einen dem Nutgrund zugekehrten nachgiebigen Kranz oder Dichtungslappen besitzt, welcher im Nutgrund mit geringer Vorspannung aufliegt und welcher sich unter dem Überdruck des abzudichtenden Mediums ausserdem jeweils einer der seitlichen Nutbegrenzungswände anschmiegt. Es sind auch Dichtungsringe mit in 2 miteinander verbundene Abschnitte unterteilten, nach Art von Rückschlagklappen wirkenden Partien bekanat (DT-PS 1032 629).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, welche sich zur Abdichtung von sehr hohen Druckunterschieden eignet, z.B.
150 atü, wobei aber Dichtungsringe benutzt werden können, die für wesentlich niedrigere Drucke dimensioniert sind, z. B. 30 atü, und die in diesem Druckbereich verlässliche und in jeder Hinsicht erprobte Dichtungselemente darstellen, so dass damit eine aufwendige Weiterentwicklung derartiger Elemente für wesentlich höhere Drucke erspart bleibt. Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass mehrere Ringnuten mit jeweils einem Dichtungsring in Leckrichtung hintereinander angeordnet sind und dass jeder Ringnut mindestens ein Nebenpfad parallel geschaltet ist, in welchem jeweils ein auf einen Teilwert des gesamten abzudichtenden Druckgefälles ansprechendes Überdruckventil eingeschaltet ist.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung und zwar
Fig. 1 eine Abdichtungsvorrichtung bei einem Ventil mit beweglichem Ventilorgan und
Fig. 2 eine Abdichtungsvorrichtung bei einer Zylinder-Kolben-Einrichtung für wechselseitige Druckbeaufschlagung.
In Fig. 1 besitzt das Ventilgehäuse 1 einen Sitz la, welcher vom Ventilteller 2a des beweglichen Ventilorgans 2 verschliessbar ist. Der zugeführte Hochdruck steht in dem mit p1 gekennzeichneten Raum an. 1b ist die Abgangsseite des Ventils. Das Ventilorgan 2 ist mit dem Teil 2c an eine Antriebseinrichtung angekuppelt, welche von an sich bekannter Art ist und in den mit Pfeilen angedeuteten Richtungen das Ventilorgan bewegt. Das Ventilgehäuse 1 besitzt 5 Ringnuten 1c, in denen sich jeweils ein Dichtungsring 3 befindet. In der gezeichneten Lage liegen die Dichtungen 3 jeweils der unteren Nutbegrenzungswand an, da im Ventil der Hochdruck p1 herrscht und aussen z. B. Atmosphärendruck pO vorliegt.
Die 5 Teilkammern 1d sind über Verbindungskanäle 1e untereinander verbunden, wobei die oberste Teilkammer 1d in den Hochdruckraum mündet. Zugleich führen 5 Kanäle 1f jeweils von den Teilkammern 1d zum Spalt zwischen Gehäuse 1 und Ventilorgan 2. Auf diese Weise besitzt jede Ringnut 1c eine pneumatischen Nebenpfad, aus ld, le, 1f bestehend. Innen ist der Kanal le zur Teilkammer 1d hin mittels einer Ventilplatte 4 abschliessbar, welche unter der Kraft der Feder 5 steht.
Die Feder 5 ist so dimensioniert, dass das aus Ventilplatte 4 und Feder 5 gebildete Überdruckventil bis zum Ansprechdruck Pmax möglichst wenig Druckmedium durchlässt. Beim Überschreiten von Pmax öffnet das tYberd ckvenbil. Der maxi- male Teildruck wird so gewählt, dass n Pmax > Pi-P0 ist, wobei n die Anzahl der hintereinander angeordneten Dichtungen 3 ist und prp, das gesamte abzudichtende Druckgefälle darstellt. Es stellt sich dann über derjenigen Einzeldichtung 3, die am wenigsten leckt, der vorgesehene maximale Teildruck Pmax ein, während sich die verbleibende Druckdifferenz zum Hochdruck auf die übrigen Dichtungen 3 verteilt.
Der kleinste Teildruck wird sich an der undichtesten Einzeldichtung einstellen, und zwar weniger als der maximale Teildruck Pmax. Das parallel liegende Überdruckventil wird dann geschlossen bleiben, d. h. nur einen sehr kleinen Leckverlust haben. Der gesamte Leckverlust des Dichtungssystems ist dann etwa gleich dem Leckverlust der jeweils undichtesten Einzeldichtung beim kleinsten möglichen Teildruck von (p1-p0)-(n-1) Pmax
Fig. 2 zeigt am Beispiel eines wechselseitig beaufschlagbaren Kolbens 7 im Zylinder 6 die Nebenpfadanordnung mit zu jeder Ringnut 7c parallelgeschalteten zwei Überdruckventilen 4, 5, welche zueinander ent gegengesetzte Durchlassrichtungen aufweisen. Im Zylinder 6 kann, z.
B. für hin- und hergehende Antriebsbewegung, abwechselnd der Hochdruck im Raum 6a oder 6b anstehen. Der Kolben 7 mit Kolbenstange 7a besitzt dann zwei Reihen von Teilkammern 7d, die untereinander über I(anäle 7e verbunden sind. Die Teilkammern 7d der beiden Reihen kommunizieren über Kanäle 7b miteinander und eine Reihe über Kanäle 7f mit den Nuten 7c, in denen Dichtungsringe 3' liegen, welche diesmal in an sich bekannter Weise zur Abdichtung bei wechselseitiger Druckbeaufschlagung geeignet ausgebildet sind. In der Fig. 2 ist, wie durch Pfeile angedeutet, ein Moment dargestellt, wo die Druckbeaufschlagung des Kolbens 7 auf der Unterseite stattfindet.
Die Anordnung wirkt in beiden Beaufschlagungsrichtungen analog wie diejenige der Fig. 1.
Device for sealing between two mutually movable parts
The invention relates to a device for sealing between 2 mutually movable parts, in which one part has annular grooves open towards the other part for receiving an elastic sealing ring each, which rests with its peripheral side facing the other part on the other part with a support edge .
From CH-PS 419 751 a sealing device with an elastic sealing ring is known, in which the sealing ring rests sealingly on 2 mutually movable parts, one part having an annular groove open to the other part and the sealing ring on its peripheral side facing the other part has a narrow support edge. The sealing ring is designed in such a way that it has a resilient rim or sealing tab facing the groove base, which rests in the groove base with little pretension and which, under the overpressure of the medium to be sealed, also hugs one of the lateral groove boundary walls. There are also sealing rings with sections divided into 2 interconnected sections and acting in the manner of non-return flaps (DT-PS 1032 629).
The invention has for its object to provide a device which is suitable for sealing very high pressure differentials, e.g.
150 atmospheres, but sealing rings can be used which are dimensioned for much lower pressures, e.g. B. 30 atmospheric pressure, and represent reliable sealing elements that have been tried and tested in every respect in this pressure range, so that an expensive further development of such elements for much higher pressures is saved. According to the invention, it is proposed that several annular grooves, each with a sealing ring, are arranged one behind the other in the leakage direction and that each annular groove is connected in parallel with at least one secondary path in which an overpressure valve responding to a partial value of the total pressure gradient to be sealed is switched on.
The drawing shows two exemplary embodiments of the invention
1 shows a sealing device in a valve with a movable valve member and
2 shows a sealing device in a cylinder-piston device for reciprocal pressurization.
In FIG. 1, the valve housing 1 has a seat 1 a, which can be closed by the valve disk 2 a of the movable valve member 2. The high pressure supplied is in the space marked p1. 1b is the outlet side of the valve. The valve member 2 is coupled with the part 2c to a drive device which is of a known type and moves the valve member in the directions indicated by arrows. The valve housing 1 has 5 annular grooves 1c, in each of which a sealing ring 3 is located. In the position shown, the seals 3 are in each case the lower groove delimitation wall, since the high pressure p1 prevails in the valve and outside z. B. atmospheric pressure pO is present.
The 5 sub-chambers 1d are connected to one another via connecting channels 1e, the top sub-chamber 1d opening into the high-pressure chamber. At the same time, 5 channels 1f each lead from the sub-chambers 1d to the gap between the housing 1 and the valve element 2. In this way, each annular groove 1c has a pneumatic secondary path consisting of 1d, 1e, 1f. Inside, the channel le can be closed off from the sub-chamber 1d by means of a valve plate 4 which is under the force of the spring 5.
The spring 5 is dimensioned so that the pressure relief valve formed from valve plate 4 and spring 5 lets through as little pressure medium as possible up to the response pressure Pmax. If Pmax is exceeded, the tYberd ckvenbil opens. The maximum partial pressure is selected so that n Pmax> Pi-P0, where n is the number of seals 3 arranged one behind the other and prp represents the total pressure gradient to be sealed. The intended maximum partial pressure Pmax is then set over that individual seal 3 which leaks the least, while the remaining pressure difference at high pressure is distributed over the remaining seals 3.
The smallest partial pressure will be found at the leaking individual seal, namely less than the maximum partial pressure Pmax. The parallel pressure relief valve will then remain closed, i.e. H. have very little leakage. The total leakage loss of the sealing system is then roughly the same as the leakage loss of the individual seal with the most leaking seal at the lowest possible partial pressure of (p1-p0) - (n-1) Pmax
Fig. 2 shows the example of a reciprocally acted upon piston 7 in the cylinder 6, the secondary path arrangement with two pressure relief valves 4, 5 connected in parallel to each annular groove 7c, which have opposite flow directions. In the cylinder 6 can, for.
B. for reciprocating drive movement, alternating the high pressure in space 6a or 6b. The piston 7 with piston rod 7a then has two rows of sub-chambers 7d which are connected to one another via channels 7e. The sub-chambers 7d of the two rows communicate with one another via channels 7b and one row via channels 7f with grooves 7c in which sealing rings 3 ', which this time are designed in a manner known per se for sealing in the event of alternating pressurization. In FIG. 2, as indicated by arrows, a moment is shown when the pressurization of the piston 7 takes place on the underside.
The arrangement acts in both directions of action in a manner analogous to that of FIG. 1.