CN104040232B - 用于盘阀的密封件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种盘阀上的密封件,其中设置有由弹性材料构成的密封圈,所述密封圈不仅用于静态的法兰密封部而且用于阀盘上的动态密封部和切换销轴上的动态密封部,其中,所述静态的法兰密封部(14)的密封功能与所述动态的盘密封部的密封功能分开。
Description
技术领域
本发明涉及一种在盘阀也称为瓣阀上的密封件,所述盘阀用于控制液体流经管路系统特别是饮料和食品工业中的管路系统的通道。
背景技术
这种类型的阀通常由具有阀盖和由弹性材料构成的密封圈的法兰连接部构成,所述密封圈不仅设置为用于静态的法兰密封部而且用于在阀盘上的动态的密封部和在切换销轴上的动态的密封部。密封圈在此承担所有三个密封功能并且附加地防止密封圈因液体原因而后移。在此在密封性、使用寿命和切换销轴上的切换力之间进行折衷。密封圈通过法兰轴向挤压,由此不仅在法兰上设置静态的密封部而且在阀盘上和切换销轴上设置动态的密封部。在此不利的是,在法兰压缩(Zusammenziehen)时同时获得所有四个密封功能。也存在如下危险,即密封圈从其保持部中移出。
在EP 1 813 842A1中示出一种盘阀,所述盘阀具有密封圈,所述密封圈基本上椭圆形地成形,以至于降低了横向通道的区域中的摩擦和磨损。阀的耐用度被提高,这也是因为在横向轴支承部(Querachslagerung)的整个环周上的压紧力的均化。
发明内容
本发明基于如下目的,即实现一种密封件,所述密封件在最佳的密封功能的情况下具有高的使用寿命。所述密封件应以较低的公差来制造并且安全地置入其保持部中。除此之外,也应实现在切换销轴上的扭矩降低。
所提出的目的的解决方案通过根据本发明的一种盘阀上的密封件来实现,其中在两个法兰之间轴向压紧有弹性材料构成的密封圈,所述密封圈不仅用于静态的法兰密封部而且用于阀盘上的动态密封部,所述密封圈由用于所述动态的盘密封部的中间部分和用于所述静态的法兰密封部的经由铰链式的过渡部连接到所述中间部分上的径向向外伸出的环形边缘构成,使得所述静态的法兰密封部的密封功能与所述动态的盘密封部的密封功能分开。下文描述了本发明思想的其它有利的设计方案。
实现密封功能的分开,在这一点上可以看出本发明的基本思想。由此可能的是,密封功能能够彼此不相关地优化。因此能够进行静态的法兰密封部的密封功能和动态的盘密封部的密封功能的分开。这允许密封件的固定的静态夹紧,这使得移出是不可能的。除此之外密封件设置为,使得形成挤压腔,所述挤压腔能够接受制造公差和热力学的膨胀。除此之外,例如也能实现密封件和法兰密封部的本身的对中心。
在本发明思想的其它设计方案中,动态的切换销轴密封部上的密封功能同样能够与静态的法兰密封部的密封功能和动态的法兰密封部的密封功能分开执行。
在阀瓣的结构设计方案中,所述阀瓣本身保持已知的构造。阀瓣和切换销轴在此形成一个单元并且由金属制成。在切换销轴贯通部处,阀瓣设置有密封轮廓或者加厚部。
在其最简单的实施方式中,密封圈由用于动态的盘密封部的中间部分和经由铰链式的过渡部连接到中间部分上的径向向外伸出的用于静态的法兰密封部的环形边缘形成。包围密封圈的支撑环嵌入到密封圈中,所述支撑环以其外边缘贴靠环形边缘并且以其内面支撑密封圈的中间部分。通过置入的支撑环,在法兰收缩时通过在支撑环上挤压环形边缘,能够实现静态的法兰密封部,所述静态的法兰密封部与阀盘上的和切换销轴上的动态的密封部不相关。铰链式的过渡部构成为,使得在挤压密封圈的环形边缘时没有力流传输到密封圈的中间部分上。密封圈的中间部分本身支撑在支撑环的内面上。
通过选择相应的材料,但是特别是选择中间部分的高度、即中间部分的动态的密封面距支撑环的内面的距离,确定其密封力。在这里出现的密封力对静态的法兰密封部的作用在这里也通过在中间部分到伸出的环形边缘上的过渡部来防止。
本发明的优选的实施方式提供密封圈的一种构成方案,其中在中间部分和密封圈的相应的环形边缘之间引入环形槽式的凹陷部。支撑环的环形支持部插入到这些凹陷部中,其中支撑环相应地构成。所述支撑环在其外部的边缘上具有向内指向的环形支持部,所述环形支持部在其形状上与密封圈中的凹陷部的形状相同。如果支撑环插入到密封圈中,那么环形支持部借助于其轴向外面贴靠密封圈的环形边缘的轴向内面并且形成在静态的法兰密封部中的支撑。法兰本身也如在之前提到的简单的实施方式中一样在其与环或者环形支持部相对置的面上向内轻微圆锥形地渐缩。密封圈的中间部分嵌入到环形支持部之间。在此环形支持部的轴向内面贴靠中间部分的轴向外面。在这里中间部分也贴靠支撑环的内面。在所有的设计方案中,在此有利的是,中间部分具有径向向外拱起的外面。在此有利的是,这些外面设置有平地构成的部段,所述部段贴靠在支撑环的内部的底部上。动态的盘密封部在其作用效果方面主要通过中间部分在其平的部段中的所选择的厚度来确定。
此外有利的是,密封圈的环形边缘在其径向靠外的端部部分上隆起状地构成。这些端部部分伸入到在法兰的轴向的壁面上引入的槽中,其中端部部分设置有底切,借助于所述底切,端部部分贴靠在法兰的径向内部的槽壁上。由此实现了非常好的保护以防止密封圈移出。除此之外可能的是,将用于端部部分的由热力学原因引起的膨胀的补偿区安置在端部部分和槽壁之间的空的角部中。
阀盘的切换销轴保持在支撑环中的共轴的彼此对置的开口中。在此所述销轴由圈的中间部分包围和密封。该密封通过在密封圈上构成的接套实现,所述接套包围切换销轴,并且在接套内面上设有密封轮廓。借助于接套的轴向外面,接套贴靠支撑环的底部。
所有这三种密封功能,即法兰上的静态的密封、阀盘上的动态的密封和切换销轴上的动态的密封的脱耦通过脱耦套筒实现,所述脱耦套筒插入到接套中的环形槽中。所述接套以其端面位于密封圈的中间部分和切换销轴上的密封隆起部之间的密封面的区域中。接套因此安置并且设置在环形槽中,使得来自于切换销轴密封部的沿径向方向的和沿轴向方向的所产生的力具有位于接套壁内部的交点。由此可能的是,在切换销轴密封部上存在的力与在密封圈上的动态的密封部和法兰上的静态的密封部隔离。因此,在这个实施方式中,在盘阀的法兰连接中,所有的密封功能能够设置为彼此完全分离。
为了实现切换销轴的良好引导,有利的是,切换销轴由引导套筒保持。所述引导套筒例如能够被一同嵌入到脱耦套筒中。
此外有利的是,支撑环在中间被分开。这例如能够垂直于环形平面来进行,以至于产生两个环形半部。然而优选支撑环在中间在其环形平面中被分开。在这里轴承在中间处被断开,这在安装时是有利的。如果需要的话,接套或者引导套筒也能够由两个半部构成。为了将被分开的部分支撑环对中心,在分型面中设置重叠的引导部,所述重叠的引导部由一个部分支撑环上的伸出的环形部分和另一个部分支撑环上的对应于所述环形部分的环形容纳部构成。组装好时,部分环彼此对准。这也有利地对法兰产生作用,所述法兰在被推到密封部上时同样对中心。
附图说明
接下来根据在附图中示出的实施例详细阐述本发明。
附图示出:
图1示出在密封部的原则上简单的实施方式中穿过密封部的一侧的纵剖面,其中静态的法兰密封部在插入单一的密封圈时与盘上的动态的密封部和切换销轴上的动态的密封部无关,
图2和图3示出一个实施方式,其中密封部具有支撑环,所述支撑环具有环形支持部,
图4和图5示出根据图2和3的密封部设计方案的切换销轴密封部,
图6示出具有脱耦套筒的切换销轴密封部,以及
图7a和7b在立体视图和剖面中示出分开的支撑环。
具体实施方式
在图1中示意地示出穿过密封结构1的剖面,所述剖面由密封圈3、法兰连接机构6的法兰4和5、支撑环9的部分支撑环7和8和阀瓣10构成。密封圈3由中间部分11和径向向外伸出的环形边缘12组成,所述环形边缘经由铰链式的过渡部13与中间部分11连接。在环形边缘12上通过如下方式实现静态的法兰密封部14:法兰4和5的向内轻微圆锥形渐缩的面15将环形边缘12压靠支撑环9的外边缘16。环形边缘12在其径向外部的端部部分17上隆起状地构成。这些端部部分17位于槽18中,所述槽安置在法兰4、5的壁面中。端部部分17具有底切19,借助于所述底切,端部部分贴靠法兰4、5的径向内部的槽壁。端部部分17和槽壁之间的空的角部20形成用于端部部分17的由热力学原因引起的膨胀的补偿区。支撑环7、8在分型面21中具有重叠的引导部22,所述引导部产生部分支撑环7、8和法兰4、5的对中心。引导部22由部分支撑环7上的环形部分23和部分支撑环8上的对应于所述环形部分23的环状的容纳部24构成。在密封部的这个实施方式中,静态的法兰密封部14与阀盘10上的动态的密封部和切换销轴上的动态的密封部彼此分开。通过法兰密封部14同时实现了可靠的后移保护。在密封圈3和部分支撑环7、8之间设置有用于密封圈3的补偿腔57,这是尤其有利的。
图2和3示出密封圈3,其中在中间部分11和相应的环形边缘12之间存在槽型的凹陷部25。密封圈3同样由金属的支撑环29围绕,所述金属的支撑环由部分支撑环27、28构成。支撑环29在其外部的边缘30上具有环形支持部31,所述环形支持部接合到密封圈3的凹陷部25中。环形支持部31以其轴向外面32贴靠密封圈3的环形边缘12的轴向内面33。经由这些环形支持部31,在挤压法兰4和5时,实现静态的法兰密封部14。法兰4、5的圆锥形渐缩的部分与环形支持部31对置。中间部分11的轴向外面34贴靠环形支持部31的轴向内面35。通过这个实施方式,在静态的密封部14中实现了增大的密封面。同样可能的是,更大地构成端部部分17。密封圈3的中间部分11以与在根据图1的实施例中相同的方式具有径向向外拱起的外面39。这个外面39装配有平地构成的部段37。平地构成的部段贴靠支撑环29的内部的底部38。动态的盘密封部在其作用效果方面通过中间部分11在平的部段37中的所选择的厚度来确定。
在所有的实施方式中,阀瓣10和切换销轴40是一个单元,所述单元由金属制造。阀瓣10在切换销轴贯通部处具有半球帽形的密封轮廓41。切换销轴40以本身已知的方式保持在在支撑环9或者29中共轴的彼此对置的开口42中。
在图5中示出穿过切换销轴40的密封部的剖面。在这里密封圈3具有包围切换销轴40的成形部43,所述成形部的内面设置有密封隆起部44。成形部43借助于其轴向外面46贴靠支撑环9或29的底部38。用于切换销轴40的彼此对置的开口关于密封功能具有类似的构造。
在图6中示出一个实施方式,其中切换销轴密封部在其力流中也与动态的盘密封部分开地实行。在这里脱耦套筒插入到密封圈3的成形部43中,更确切地说,插入到引入在密封圈3的成形部43中的环形槽51中。脱耦套筒50以其伸出的端部52位于密封圈3的中间部分11和密封轮廓41之间的密封区域中。通过这种结构可能的是,切换销轴40上的动态密封部的所产生的力53和54形成为,使得其交点位于脱耦套筒50上。这允许分开地设计切换销轴40上的密封部以及在密封轮廓41和密封圈3的中间部分11之间的密封部。
最后,此外还可将引导套筒56置入到脱耦套筒50中,所述引导套筒改进了切换销轴10的旋转能力。为了便于安装,这两个套筒50和56也能够在其中间平面处被分为两个半部。
在图7a和7b中示出在其中间平面处被分为两个部分支撑环27、28的支撑环29。
Claims (27)
1.一种盘阀上的密封件,其中在所述盘阀的两个法兰(4,5)之间轴向压紧有弹性材料构成的密封圈(3),所述密封圈不仅用于静态的法兰密封部而且用于阀盘上的动态密封部,
其特征在于,所述密封圈(3)由用于所述动态的盘密封部的中间部分(11)和用于所述静态的法兰密封部(14)的径向向外伸出的环形边缘(12)构成,所述环形边缘经由铰链式的过渡部(13)连接到所述中间部分(11)上,使得所述静态的法兰密封部(14)的密封功能与所述动态的盘密封部的密封功能分开。
2.根据权利要求1所述的密封件,其特征在于,金属的支撑环(9,29)嵌入到所述密封圈(3)中,所述支撑环以其外边缘(16)贴靠所述环形边缘(12)的内面(33)并且以其内面支撑所述密封圈(3)的所述中间部分(11)。
3.根据权利要求2所述的密封件,其特征在于,所述支撑环在其外部的边缘(30)上设置有向内指向的环形支持部(31),所述环形支持部接合到所述密封圈(3)中的凹陷部(25)中。
4.根据权利要求2或3所述的密封件,其特征在于,所述支撑环(9,29)在中间被分为两个部分支撑环(7,8)。
5.根据权利要求4所述的密封件,其特征在于,所述部分支撑环(7,8)在分型面(21)中具有重叠的引导部(22),所述引导部导致所述部分支撑环(7,8)和所述法兰(4,5)彼此对中心。
6.根据权利要求5所述的密封件,其特征在于,所述引导部(22)由在所述部分支撑环中的一个(7)上伸出的环形部分(23)和另一个支撑环(8)上的对应于所述环形部分(23)的环形容纳部(24)构成。
7.根据权利要求3所述的密封件,其特征在于,所述环形支持部(31)借助于其轴向外面(32)贴靠所述密封圈(3)的所述环形边缘(30)的轴向内面(33)。
8.根据权利要求3所述的密封件,其特征在于,法兰连接部的所述法兰(4,5)在其与所述环形支持部(31)对置的面(15)上向内圆锥形地渐缩。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的密封件,其特征在于,在所述中间部分(11)和所述密封圈(3)的相应的所述环形边缘(12)之间存在环形槽式的凹陷部(25)。
10.根据权利要求3所述的密封件,其特征在于,所述环形支持部(31)的轴向内面(35)贴靠所述中间部分(11)的轴向外面(34)。
11.根据权利要求2所述的密封件,其特征在于,所述中间部分(11)具有径向向外拱起的外面(39),其中在所述支撑环(9,29)的底部(38)和所述中间部分(11)的外面(39)之间形成有用于所述中间部分(11)的机械膨胀和热力学膨胀的空腔(57)。
12.根据权利要求2或3所述的密封件,其特征在于,所述中间部分(11)的外面以平坦的部段(37)贴靠所述支撑环(9,29)的内部的底部(38)。
13.根据权利要求12所述的密封件,其特征在于,所述动态的盘密封部在其作用效果方面通过所述中间部分(11)在平的所述部段(37)中的所选择的厚度(36)来确定。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的密封件,其特征在于,所述密封圈(3)的所述环形边缘(12)在其径向靠外的端部部分(17)上隆起状地构成。
15.根据权利要求14所述的密封件,其特征在于,在所述法兰(4,5)的轴向的壁面中引入有用于容纳所述环形边缘(12)的隆起状的所述端部部分(17)的槽(18)。
16.根据权利要求14所述的密封件,其特征在于,所述端部部分(17)具有底切(19),借助于所述底切,所述端部部分贴靠所述法兰(4,5)的径向内部的槽壁。
17.根据权利要求16所述的密封件,其特征在于,在所述端部部分(17)和所述槽壁之间的空的角部(20)形成用于所述端部部分(17)的由热力学原因引起的膨胀的补偿区。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的密封件,其特征在于,动态的切换销轴密封部上的密封功能同样与所述静态的法兰密封部(14)上的密封功能和所述动态的盘密封部上的密封功能分开。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的密封件,其特征在于,所述阀盘(10)和切换销轴(40)形成一个单元。
20.根据权利要求1至3中任一项所述的密封件,其特征在于,所述阀盘(10)与切换销轴(40)由金属制成。
21.根据权利要求1至3中任一项所述的密封件,其特征在于,所述阀盘(10)在切换销轴贯通部上具有动态的密封轮廓(41)。
22.根据权利要求2所述的密封件,其特征在于,所述阀盘(10)的切换销轴(40)保持在所述支撑环(9,29)中的共轴的彼此对置的开口(42)中。
23.根据权利要求2或3所述的密封件,其特征在于,所述密封圈(3)对于动态的切换销轴密封部具有包围切换销轴(40)的成形部(43),所述成形部的内面具有密封隆起部(44)。
24.根据权利要求23所述的密封件,其特征在于,所述密封隆起部(44)接合到所述切换销轴(40)中的环形槽(45)中。
25.根据权利要求23所述的密封件,其特征在于,所述成形部(43)以其轴向外面(46)贴靠所述支撑环(9,29)的底部(38)。
26.根据权利要求25所述的密封件,其特征在于,所述成形部(43)设置有环形槽(51),脱耦套筒(50)插入到所述环形槽中。
27.根据权利要求26所述的密封件,其特征在于,切换销轴(40)由引导套筒(56)保持,所述引导套筒嵌入到所述脱耦套筒(50)中。
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