CH648388A5

CH648388A5 - Sealing body on a shut-off member of a transport and storage container for chemical substances and process for producing it

Info

Publication number: CH648388A5
Application number: CH5185/80A
Authority: CH
Inventors: Guenter Boehmer
Original assignee: Boehmer Gmbh Maschf W
Priority date: 1979-08-22
Filing date: 1980-07-07
Publication date: 1985-03-15
Also published as: NL8003386A; BE884834A; DE2933881C2; SE8005878L; DE2933881A1; SE442331B

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Dichtkörpers. The invention relates to a sealing body according to the preamble of claim 1 and a method for producing this sealing body.

Derartige Dichtkörper werden insbesondere zum Abdichten der Zu- und Ableitungen sowie sonstiger Anschlüsse, die insbesondere mit Kugelhähnen verschlossen werden, eingesetzt. Derartige Dichtkörper sind besonderen Beanspruchungen ausgesetzt, die insbesondere in den gelagerten chemischen Stoffen und den mechanischen Beanspruchungen durch die Betätigung der Kugelhähne begründet sind. Eingesetzt werden verhärtende Stoffe für derartige Dichtungen, die in die vorgegebenen Hohlräume eingepresst sind und der Kugel der eingesetzten Hähne als Gleitfläche dienen. Such sealing bodies are used in particular for sealing the supply and discharge lines and other connections, which are closed in particular with ball valves. Such sealing bodies are exposed to special stresses, which are due in particular to the stored chemical substances and the mechanical stresses caused by the actuation of the ball valves. Hardening substances are used for seals of this type, which are pressed into the specified cavities and serve as a sliding surface for the ball of the taps used.

Aufgrund der vorgegebenen Bedingungen weisen derartige Dichtkörper eine bestimmte Form und eine bestimmte Dicke auf. Sie müssen druckfest sein und zugleich ein Gleiten der Kugel möglichst ohne Auftreten eines Abriebes ermöglichen. Es hat sich nun gezeigt, dass die als selbstschmierend bekannten fluorhaltigen Polymere einen relativ hohen Abrieb aufweisen und nicht ausreichend druckfest sind. Die z.B. durch die Zugabe von Glasfasern mit einer höheren Druckfestigkeit ausgestatteten fluorhaltigen Polymere haben den grossen Nachteil, dass die Glasfasern im Rahmen des Abriebes die Wirkung des Hahns sehr stark beeinflussen. Es kommt somit bei den chemischen Verdünnungsmitteln nicht nur zu einer gewissen Verunreinigung des Stoffes, sondern gleichzeitig auch leicht zu einer Blockierung des Absperrhahnes. Due to the given conditions, such sealing bodies have a certain shape and a certain thickness. They have to be pressure-resistant and at the same time allow the ball to slide without any abrasion. It has now been shown that the fluorine-containing polymers known as self-lubricating have a relatively high abrasion and are not sufficiently pressure-resistant. The e.g. The addition of glass fibers with a higher pressure resistance to fluorine-containing polymers has the major disadvantage that the glass fibers have a very strong influence on the action of the tap in the course of abrasion. With chemical diluents, not only does the substance become contaminated to a certain extent, but at the same time the stopcock is easily blocked.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen zugleich druckfesten und gleitfähigen Dichtkörper sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen. The object of the invention is therefore to create a sealing body which is both pressure-resistant and slidable, and a method for its production.

Die Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass auf den Grundkörper, der aus einem mit Füllstoff verstärktem fluorhaltigem Polymere besteht, eine dünne Schicht eines ungefüllten-fluorhaltigen Polymeres aufgebracht ist. The object is achieved according to the invention in that a thin layer of an unfilled fluorine-containing polymer is applied to the base body, which consists of a fluorine-containing polymer reinforced with filler.

Durch die Füllung des fluorhaltigen Polymeres z.B. mit Glasfasern, wird dessen Druckfestigkeit durch die eintretende Faserverstärkung in vorteilhafter Weise verstärkt, so dass der Grundkörper des Dichtkörpers die geforderte Druckfestigkeit aufbringt. Gleichzeitig wird durch die höhere Festigkeit der Abrieb so weit reduziert, dass durch das Aufbringen einer dünnen Schicht aus ungefülltem fluorhaltigem Polymere das Abtrennen der Glasfasern sicher zu verhindern ist. Gleichzeitig bringt die Schicht die erforderliche Gleitfähigkeit, so dass überraschenderweise derartige Dichtkörper die gestellten Anforderungen ohne weitere zusätzliche Massnahmen erfüllen. By filling the fluorine-containing polymer e.g. with glass fibers, its compressive strength is advantageously reinforced by the fiber reinforcement that occurs, so that the base body of the sealing body applies the required compressive strength. At the same time, the higher strength reduces the abrasion to such an extent that the application of a thin layer of unfilled fluorine-containing polymer can reliably prevent the glass fibers from being separated. At the same time, the layer provides the required lubricity, so that, surprisingly, sealing bodies of this type meet the requirements without additional measures.

Als besonders geeignet und wirksam hat sich herausgestellt, der Schicht aus ungefüllten fluorhaltigem Polymere eine Dicke von 0,2 bis 1 mm zu geben. Bei dieser Dicke kommt der selbstschmierende Effekt des ungefüllten fluorhaltigen Polymeres zur Wirkung, ohne dass sich bereits die geringe Druckfestigkeit bemerkbar macht. Vielmehr erhält die Schicht noch eben die ausreichende Druckfestigkeit über den darunter liegenden ausgefüllten fluorhaltigem Polymere bestehenden Grundkörper. It has proven to be particularly suitable and effective to give the layer of unfilled fluorine-containing polymers a thickness of 0.2 to 1 mm. At this thickness, the self-lubricating effect of the unfilled fluorine-containing polymer comes into effect without the low compressive strength being noticed. Rather, the layer still has sufficient compressive strength over the base body consisting of the filled fluorine-containing polymer.

Während die grösste Fläche des Dichtkörpers mit dem Behälter oder den sonstigen Teilen in Verbindung steht bzw. in diese eingepasst sind, ist nur eine relativ kleine Fläche der Kugel des Hahns ausgesetzt. Zur Versteifung des gesamten Körpers ist daher vorgesehen, dass nur die abgeschrägte Dichtfläche mit der Schicht versehen ist. Das für die Schmierung wichtige ungefüllte fluorhaltige Polymere ist also nur auf die besagte Dichtfläche aufgebracht, während die übrigen Flächen von dem gefüllten, insbesondere mit Glasfaser gefüllten Polymere dargestellt sind. While the largest area of the sealing body is connected to or fitted into the container or other parts, only a relatively small area is exposed to the ball of the tap. To stiffen the entire body, it is therefore provided that only the beveled sealing surface is provided with the layer. The fluorine-containing polymer important for the lubrication is therefore only applied to the said sealing surface, while the remaining surfaces are represented by the filled, in particular glass fiber-filled, polymer.

Eine ausreichende Druckfestigkeit bei gleichzeitiger hoher Zugfestigkeit ist für den Dichtkörper zu gewährleisten, wenn gemäss einer Ausführungsform der Erfindung der Grundkörper aus bis zu 25% mit Glasfasern gefülltem fluorhaltigem Polymere hergestellt ist. Eine Füllung des Polymeres in dieser Grössenordnung mit Glasfasern bringt annähernd eine Verdoppelung der Zugfestigkeit bei einer annähernden Verdreifachung des Elastizitätsmoduls, wobei die Schwindung wesentlich verringert und der Längenausdehnungskoeffizient dem von Metallen nahekommt. Adequate compressive strength combined with high tensile strength must be ensured for the sealing body if, according to one embodiment of the invention, the basic body is made from up to 25% fluorine-containing polymer filled with glass fibers. Filling the polymer in this order of magnitude with glass fibers almost doubles the tensile strength while almost tripling the modulus of elasticity, the shrinkage being substantially reduced and the coefficient of linear expansion coming close to that of metals.

Eine innige Verbindung des gefüllten und des ungefüllten fluorhaltigen Polymeres und damit ein den Forderungen genügender Dichtkörper wird gemäss der Erfindung hergestellt, indem das mit Glasfasern gefüllte Polymere und das reine Polymere nacheinander in die Form gefüllt, dort gemeinsam verdichtet und dabei einer Sinterung unterzogen werden. Das z.B. in Form von Pulver in die Form gefüllte fluorhaltige Polymere in gefüllter und ungefüllter Form wird im Rahmen dieses Verfahrens zu einem festen Körper bei einer unter der absoluten Schmelztemperatur betragenden Temperatur wirksam zusammengebacken. Besonders vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass die Füllung nicht geschmolzen wird, sondern dass nur ein teilweises Schmelzen niedrigschmelzender Teilkomponenten eintritt, die das gewünschte innige Zusammenhalten der einzelnen Komponenten erbringt. An intimate connection of the filled and the unfilled fluorine-containing polymer and thus a sealing body which meets the requirements is produced according to the invention by successively filling the glass-filled polymer and the pure polymer into the mold, compressing them there together and subjecting them to sintering. That e.g. In the form of powder, fluorine-containing polymers filled in the mold, in the filled and unfilled form, are effectively caked into a solid body at a temperature below the absolute melting temperature. The fact that the filling is not melted has a particularly advantageous effect, but rather only partial melting of low-melting part components occurs, which brings about the desired intimate holding together of the individual components.

Ein ausreichend dichter Körper wird erreicht, wenn das gefüllte Polymere und das ungefüllte fluorhaltige Polymere auf 3:1 verdichtet werden. A sufficiently dense body is achieved if the filled polymer and the unfilled fluorine-containing polymer are compressed to 3: 1.

Der Grundkörper sowie die aus ungefülltem fluorhaltigem Polymere bestehende Schicht werden praktisch gleichzeitig fertiggestellt, und dabei eine innige Verbindung zwischen The base body and the layer consisting of unfilled fluorine-containing polymer are finished practically at the same time, and an intimate connection between

2 2nd

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

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beiden Teilen sichergestellt, wenn das gefüllte Polymere nach dem Einfüllen in die Form zunächst in einem Teilbereich vorverdichtet, darauf dieser Teilbereich mit ungefülltem fluorhaltigem Polymere aufgefüllt und anschliessend die gesamte Füllung der Form auf 3:1 verdichtet wird. Damit erreicht man zugleich die für die Aufnahme der Kugel des Hahnes notwendige Schräge. Die Schräge kann durch die individuelle Anpassung des Werkzeuges so gestaltet werden, dass eine dichte Anlagerung der Kugel an den Dichtkörper ohne Belassung jedweder Lücken möglich ist. Weiter ist sichergestellt, dass in dem bereits vorverdichteten Teilbereich eine innige Verbindung der einzelnen Komponenten stattfindet, wobei diese Verbindung eben auf diesen Teilbereich beschränkt ist. Both parts are ensured if the filled polymer is first precompressed in a partial area after being filled into the mold, then this partial area is filled with unfilled fluorine-containing polymer and the entire mold filling is then compressed to 3: 1. This also achieves the slope required for receiving the ball of the tap. The bevel can be designed by the individual adaptation of the tool so that a tight attachment of the ball to the sealing body is possible without leaving any gaps. It is also ensured that an intimate connection of the individual components takes place in the pre-compressed partial area, this connection being limited to this partial area.

Die Erfindung zeichnet sich durch eine einfache Herstellungsweise aus, wobei die so hergestellten Dichtkörper aufgrund ihrer Ausbildung und Zusammensetzung eine gleichbleibende Funktionstüchtigkeit der Kugelhähne sicherstellt. The invention is characterized by a simple method of manufacture, the sealing bodies produced in this way ensuring constant functionality of the ball valves due to their design and composition.

Einzelheiten, und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen: Details and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment with reference to the figures in the drawing; show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemässen Dichtkörper Fig. 1 shows a section through a sealing body according to the invention

Fig. 2 die Zuordnung zweier Dichtkörper zu einer Kugel eines Kugelhahnes und Fig. 2 shows the assignment of two sealing bodies to a ball of a ball valve and

Fig. 3 einen Schnitt durch eine vereinfachte Form für die Herstellung derartiger Dichtkörper. Fig. 3 shows a section through a simplified form for the manufacture of such sealing body.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Dichtkörper 1 handelt es sich um einen ringförmigen Grundkörper 2 aus gefülltem fluorhaltigem Polymere. Während die Seitenflächen 4,6 und die Aussenfläche 5 unbehandelt sind, ist die Innenfläche 3 unter Bildung der Dichtfläche 7 so abgeschrägt, dass, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Kugel 12 zwischen zwei Dichtkörpern 1, The sealing body 1 shown in FIG. 1 is an annular base body 2 made of filled fluorine-containing polymer. While the side surfaces 4, 6 and the outer surface 5 are untreated, the inner surface 3 is chamfered to form the sealing surface 7 such that, as shown in FIG. 2, a ball 12 between two sealing bodies 1,

15 eingepasst werden kann. Die Dichtfläche 7 ist mit einer s Schicht 10 versehen, die aus einem fluorhaltigen Polymere besteht und mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 1 mm aufgebracht ist. 15 can be fitted. The sealing surface 7 is provided with a layer 10, which consists of a fluorine-containing polymer and is applied with a thickness of approximately 0.5 to 1 mm.

Die Form der Schräge, d.h. deren Neigung, Länge und Kantenausbildung, richtet sich im wesentlichen nach der io Grösse der vorgesehenen Kugel 12. Die Dichtfläche 7 kann somit auch bogenförmig ausgebildet sein, um die Kugel 12 gleichsam aufzunehmen. The shape of the slope, i.e. their inclination, length and edge formation depend essentially on the io size of the ball 12 provided. The sealing surface 7 can thus also be arcuate in order to receive the ball 12 as it were.

Die Dicke der Schicht 10 ist gleichmässig über den gesamten Umfang gesehen, so dass die Kugel 12 gleichmässig ls in dem Dichtkörper 1 gleiten kann. Insbesondere die Kanten 13,14 können abgerundet sein, was durch die Ausbildung des Stössels 18 leicht erreicht werden kann. The thickness of the layer 10 is seen uniformly over the entire circumference, so that the ball 12 can slide uniformly in the sealing body 1. In particular, the edges 13, 14 can be rounded, which can be easily achieved by the design of the ram 18.

Bei der Herstellung derartiger Dichtkörper gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird zunächst in die Form 17 die aus gefülltem fluorhaltigem Polymere bestehende Füllung When manufacturing such sealing bodies according to the method according to the invention, the filling consisting of filled fluorine-containing polymer is first placed in the mold 17

16 eingebracht. Dann wird der Stössel 18 mit seinem Ansatz 16 introduced. Then the plunger 18 with its approach

19 so weit auf die Füllung 16 aufgebracht, dass ein Hohlraum 19 applied to the filling 16 so far that a cavity

20 entsteht, der anschliessend mit ungefülltem fluorhaltigem Polymere gefüllt wird. Danach wird die gesamte Füllung 16 20 is formed, which is then filled with unfilled fluorine-containing polymer. Then the entire filling 16

25 im vorgegebenen Verhältnis, d.h. vorzugsweise im Verhältnis 3:1, verdichtet. 25 in the specified ratio, i.e. preferably compressed in a ratio of 3: 1.

Durch die Formgebung des Stössels 18, insbesondere seines Ansatzes 19, kann die Dichtfläche 7 so geformt 30 werden, wie es für den vorgesehenen Einsatzfall, d.h. für den vorgesehenen Kugelhahn, erforderlich ist. Due to the shape of the plunger 18, in particular of its extension 19, the sealing surface 7 can be shaped 30 in the way it is for the intended application, i.e. for the intended ball valve.

20 20th

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

648388 PATENT CLAIMS

1.Sealing body on a closure member of a transport and storage container for chemical substances, e.g. Diluent, which sealing body has at least one beveled sealing surface (7) which is adapted to the shape of the closing part (12) of the closing element, characterized in that on a base body (2) consisting of a fluorine-containing polymer reinforced with filler, a thin layer (10) an unfilled fluorine-containing polymer is applied.

2. Sealing body according to claim 1, characterized in that the thickness of the layer consisting of unfilled fluorine-containing polymers (10) is 0.2 to 1 mm.

3. Sealing body according to claim 1 and 2, characterized in that at least the beveled sealing surface (7) is provided with the layer (10).

4. Sealing body according to claim 1, characterized in that the base body (2) consists of up to 25% filled with filler fluorine-containing polymer.

5. The method for producing a sealing body according to claim 1, characterized in that the filler-filled polymer and the pure polymer are successively filled into the mold, compressed there together and subjected to sintering.

6. The method according to claim 5, characterized in that the filled polymer and the unfilled fluorine-containing polymer are compressed to 3: 1.

7. The method according to claim 6, characterized in that the filled polymer is first precompressed in a partial area after filling into the mold, then this partial area is filled with unfilled fluorine-containing polymer and then the entire filling of the mold is compressed to 3: 1.