CN111226066A

CN111226066A - 包括密封装置的关闭装置

Info

Publication number: CN111226066A
Application number: CN201880047995.3A
Authority: CN
Inventors: 阿兰·福克
Original assignee: Sumos International
Current assignee: Sumos International
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2020-06-02
Also published as: EP3662185A1; BR112020001436A2; WO2019025045A1; MX2019014638A; DE102017120389A1; CA3066195A1; US20200370660A1; BR112020001436B1; US11248711B2; KR102376166B1; KR20200031675A

Abstract

一种阀，其包括：壳体(5)和旋转体(3)，所述旋转体(3)旋转地布置在所述壳体(5)中、具有用于流体的通路开口(4)，其中流动路径根据所述旋转体(3)围绕旋转轴线的旋转角位置而被关闭或至少部分地打开，其中所述旋转体(3)连接到主轴(2)，所述旋转体(3)借助所述主轴(2)能够旋转，其中所述壳体(5)设置有覆盖件(6)，并且其中所述主轴(2)延伸穿过所述覆盖件(6)；对于指定一种即使在不期望施加力的情况下也永久表现出高操作适用性的阀的问题，其特征在于，所述主轴(2)由密封装置(1，1')动态地密封，所述密封装置(1，1')跟随所述主轴(2)相对于所述壳体(5)和/或所述覆盖件(6)的移动。

Description

包括密封装置的关闭装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的前序的阀。

背景技术

从DE 20 2004 019 228 U1中已知具有锥形塞的旋塞阀(tap cock)。所述文献公开了其塞子接收在壳体中的旋塞阀。所述塞子是以下这种元件：布置在壳体中以便能够围绕塞子的轴线旋转，具有用于流体的通路开口。这种元件在下文称为锥形旋转体。

流动路径根据锥形旋转体围绕其旋转轴线的旋转角位置而被完全关闭或至少部分地打开。锥形旋转体承载有主轴，锥形旋转体借助所述主轴能够致动或旋转。所述阀设置有覆盖件。主轴通过压盖密封(gland seal)抵靠所述覆盖件密封。

在此上下文中，已知其中密封装置布置在覆盖件中的阀，其中所述密封装置与锥形旋转体的表面接触。

当覆盖件通过锥形旋转体以固定方式连接到阀的静态壳体时，其不能跟随主轴的任何侧向移动。因此，引起不受控制的逸出排放。

这在不利地引发沿主轴发生的意外侧向移动的情况下尤其如此。

这类移动在密封装置的表面的在临时状况期间被卸载的一部分中变得明显，

这是由于主轴的不期望的侧向移动，也就是说，密封装置可在一个方向上加载而在另一方向上卸载。泄漏可能至少发生在卸载侧上。

因此，危险介质，特别是液体，还有气体或固体，都可能扩散到环境中。介质还可能导致暴露于介质的表面发生不可修复的改变。而且，如果介质不期望地逸出，可能对人类和动物或环境造成风险。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种即使在不期望的力负载下也具有永久高的操作适用性的阀。

本发明通过如权利要求1所述的特征实现了上述目的。

据此，主轴由密封装置动态地密封，所述密封装置至少在区域或部分中跟随主轴相对于壳体和/或覆盖件的移动。

密封装置可提供与主轴相对于覆盖件的任何移动无关的或与其脱开关联的密封。

密封装置跟随主轴，而不失去其在主轴周面上的密封接触。密封装置特别是在区域或部分中跟随主轴的倾斜移动而不是主轴的旋转移动。

根据本发明，密封装置至少部分地随着主轴或阀的旋转体尽可能严密地移动。根据本发明，这尽可能在不受到固定部件的任何不利影响的情况下实现。

根据本发明，首先发现：为了能够长期实现密封装置的功能，绝对必要的是，主轴的密封装置尽可能不承受任何压力负载和/或侧向压力卸载。

根据本发明，还发现：密封部件应承受持续且不间断的密封压力，而不受密封装置向内施加到主轴或旋转体其他表面上的力的影响。

根据本发明，通过密封装置的组装好的部件的适当运动学来满足以本发明方式建立的这些外围条件。

具体地讲，在根据本发明的密封装置中，限定的密封部件通过弹簧游隙(springplay)承受均匀负载，其中弹簧游隙局部地作用，而与旋转体的位置无关。

根据本发明，以此方式产生了易于生产并且由主轴有效地引导的简单紧凑的密封装置。

密封装置的位置基本上只取决于与主轴的接触表面。以这种方式，主轴的密封受到保护而免受所有侧向负载的影响，这些侧向负载是由旋转体的振幅较小的侧向位移引起的。

如果主轴的密封承受由壳体内部的流体或介质产生的不对称推力，则主轴的密封尤其受到保护。在阀的正常使用期间可能引起这种推力。

存在保护是由于密封装置基本上仅以可移动的方式与主轴接触。

关于密封装置的气密性，根据本发明，阀还被保护免受控制元件的错误取向的后果的影响。根据本发明，阀被保护免受由于使用不对称的杠杆或由于交替负载造成的影响。此类负载可能是由于地震或由于承载阀的车辆所造成的振动而产生的。这种车辆可以是例如在道路上或在铁轨上移动的槽罐车。

密封装置可具有固定密封部分和动态密封部分，其中所述动态密封部分以密封方式接收主轴的周面并且能够相对于固定密封部分移动。相对可动性特别地局限于主轴和旋转体的微小移动。优选地基本上由膜形成的固定密封部分用作波纹管的类型。动态密封部分优选地形成为圆柱形和/或轴环状。动态密封部分不随主轴的移动而进行旋转移动。

密封装置可具有第一防挤出环和/或导向环以及与所述第一防挤出环轴向间隔开的第二防挤出环和/或导向环，其中这两个防挤出环和/或导向环在覆盖件的内部接收主轴的外周面。密封装置仅由主轴引导，主轴作用在防挤出环上、不具有操作游隙。

在防挤出环以及导向环之间可分别布置有具有V形、矩形和/或其他形状的截面的若干环或绳。防挤出环为具有V形、矩形和/或其他形状的截面的环或绳提供挤出保护。这些环或绳堆叠和/或包封在防挤出环之间。具有V形或其他形状的截面的环或绳可由塑料或石墨烯制成，优选地由聚四氟乙烯(PTFE)或石墨烯制成。

弹簧装置可至少作用在密封圈上，并且/或者弹簧装置可以弹性方式位于密封圈中，其中所述弹簧装置直接或间接地抵靠在覆盖件和/或密封圈上。以此方式，具有V形截面的环、具有其他形状的环或绳保持处于永久张力下。优选地，密封圈由金属制成。进一步优选地，弹簧装置具有弹簧垫圈。

密封装置可具有第一压缩环和第二压缩环，其中若干密封部件轴向地接收在压缩环之间。密封装置优选地处于弹簧装置的弹簧张力下。可适当地转向作用在压缩环上的力。

对于静态密封，密封装置可包括至少一个膜，所述至少一个膜布置在覆盖件与壳体之间。这保护外部或环境免受逸出介质的伤害。此外，确保了阀的气密性与旋转体的气密性无关。还可设想，使用连接在一起的若干膜，特别是金属膜。

所述膜可连接到第一压缩环。由于膜牢固地连接到压缩环，因此简化了安装。膜优选地由金属制成并且焊接到压缩环。然而，另一种完全密封的连接也是可能的。膜束也可以完全密封的方式焊接或连接到压缩环。还可设想，膜焊接或连接到壳体或覆盖件。

除第一膜之外，还提供了由聚合物或聚四氟乙烯制成的另外的膜，所述另外的膜位于第一膜上并且布置在覆盖件与壳体之间。这改善了密封性。

除第一膜之外，还可提供主体密封件，所述主体密封件位于第一膜上并且布置在覆盖件与壳体之间。这进一步改善了密封性，也就是说，实际上使密封性提高了一倍，因为主体密封件实现了从内到外的气密性，并且反之亦然。主体密封件优选地通过形状配合和/或力配合而接收在壳体中。通过主体密封件还保证了对大气的密封，由金属制成的膜优选地位于主体密封件上。

密封装置可具有用于密封阀的保险装置(security means)。所述保险装置确保在第一关闭元件可能发生故障的情况下，合格的操作者可以密封阀而不会不利地影响所描述的运动学。

本文所描述的阀可被设计为旋塞阀、球阀或其中可将本文所描述的密封装置适当地用作浮动密封装置的其他阀。

就此而言，阀意指可配备本文所描述类型的浮动密封装置的任何关闭装置。此类阀可例如被设计为旋塞阀、瓣阀或球阀。

附图说明

附图示出：

图1是连接到主轴的锥形旋转体的透视图，其中所述主轴被密封装置围绕，

图2是阀的具有壳体的上部部分的剖面图，以及来自图1的密封装置的剖面图，其中箭头描绘与旋转体、壳体和覆盖件的位置无关的力流，

图3是阀的具有壳体和覆盖件的上部部分的剖面图，以及来自图1的密封装置的剖面图。

图4是根据图2和图3的密封装置的左下侧，其中示出了第一防挤出环，其上布置有若干由PTFE制成的V形环以便形成带角轴环，

图5是具有金属膜的第一下部压缩环的透视图，所述金属膜以不可穿透的方式连接到压缩环，并且

图6是另外的密封装置的绘图，其中示出了用于密封阀的保险装置，其中示出了阀的具有壳体和覆盖件的上部部分的剖面图，并且其中示出了密封装置的剖面图的详细视图。

具体实施方式

图1示出主轴2的浮动密封装置1，其允许对大气的气密性的显著改善。

密封装置1仅由主轴2来引导。这实现了尽可能高的气密性，以符合与不受控排放相关的高标准而在基准时段中不干涉密封装置1。

在这里，基准时段是在此期间不触及密封装置1的时间段。在此时段期间，用户期望不需要维护。

主轴2与旋转体3一体构造成型，在旋转体3中形成有用于流体的通路开口4。

图2和图3示出包括壳体5和旋转体3的阀的局部剖面图，所述旋转体3旋转地布置在壳体5中、具有用于流体的通路开口4。流动路径根据旋转体3围绕旋转轴线(未示出)的旋转角位置而被关闭或至少部分地打开。旋转体3连接到主轴2，旋转体3借助所述主轴2能够旋转。壳体5设置有覆盖件6。主轴2延伸穿过所述覆盖件6。

主轴2与旋转体3是一体的并且由与旋转体3相同的材料制成。然而，还可设想，主轴2和旋转体3不是一体形成的并且/或者不具有相同的材料。可设想主轴2和旋转体3在结构上的分离。旋转体3被形成为锥形的，也就是说，形成为锥形塞。

主轴2由密封装置1动态地密封，所述密封装置1跟随主轴2相对于壳体5和/或覆盖件6的移动。

图2示出具有固定密封部分1a、1'a和动态密封部分1b、1'b的密封装置1、1'，其中所述动态密封部分1b、1'b以密封方式接收主轴2的周面并且能够相对于固定密封部分1a、1'a移动。固定密封部分1a、1'a由下文描述的膜形成。

密封装置1具有较少地用作导向环的第一防挤出环7和与所述第一防挤出环7轴向间隔开并且更多地用作导向环的第二防挤出环8，其中这两个防挤出环7、8在覆盖件6的内部接收主轴2的外周面。主轴2作用在这两个防挤出环7、8上。防挤出环7、8具有导向功能。主轴2本身不具有操作游隙。

在防挤出环7、8之间布置有若干具有V形截面的环9。它们为具有V形截面的环9提供挤出保护，所述具有V形截面的环9由于主轴2和防挤出环7、8的结构布置而被包封。具有V形截面的环9由聚四氟乙烯(PTFE)制成，但也可由石墨制成。具有V形截面的环9包封在环腔室中。

第一防挤出环7、以及导向功能，上述全部具有防止环9通过游隙挤出的功能。然而，第一防挤出环7也可不提供任何导向功能，而是仅发挥防挤出功能并且仅被构造为防挤出环。

弹簧装置11至少作用在密封圈10上。弹簧装置11在弹簧力的作用下位于密封圈10上，其中弹簧装置11抵靠在第二压缩环13上。还可设想间接支撑。就此而言，具有V形截面的环9连接到环导向件。具有V形截面的环9保持处于弹簧装置11的多个弹簧垫圈的永久张力下，其中所述弹簧垫圈作用在金属密封圈10上。

密封圈10可设计成两件式。这允许减轻归因于膨胀现象的影响。在任何情况下由于使用不同的回火介质或在特定过程中发生的温度循环都可能引起这种现象。当使过程中使用的介质处于不同的温度时，许多过程都具有不同的温度循环。

径向偏转应力。由弹簧装置11施加在第二压缩环13上的力被所述结构偏转到第一压缩环12上。这消除了对其他部件的所有影响，从而保证内部气密性。

图2示出用于描绘力流的主要图解视图。

图2和图3详细示出密封装置1具有第一压缩环12和第二压缩环13，其中若干密封部件接收在压缩环12与压缩环13之间。图4示出密封部件的详细视图。

对于静态密封，密封装置1可包括至少一个膜14，所述至少一个膜14布置在覆盖件6与壳体5之间。若干膜14可以金属固定在覆盖件6与壳体5之间。

图5示出膜14连接到第一压缩环12，也就是说，焊接到第一压缩环12。然而，相对于图5，还可设想位于膜14与第一压缩环12之间的其他不可穿透的连接。

图3和图6示出：除第一膜14之外，还提供了由聚合物制成的另外的膜15，所述另外的膜15位于第一膜14上并且布置在覆盖件6与壳体5之间。另外的膜15直接位于壳体5上。

另外的膜15由聚合物，特别是PTFE或PTFE化合物制成，并且具有密封效果，所述密封效果通过主体密封件16而加倍，从而保证两个方向(也就是说，从内到外，并且反之亦然)上的气密性。

主体密封件16优选地形成为平坦密封件，所述平坦密封件在第一径向外部区域中被压缩在覆盖件6与壳体5之间，并且在第二径向内部区域中被压缩在膜14与壳体5之间。

通过使用第二压缩环13，提高了上述密封效果。

图6示出替代密封装置1'包括用于密封阀的保险装置。

为此，第二压缩环13'具有加强密封环17或可被压盖18密封的填料。所述压盖18通过控制元件19移动。用户在紧急情况下能够触及所述控制元件19。此装置独立于覆盖件6，并且可跟随主轴2和旋转体3的自适应移动，特别是向下移动。

内部密封件，特别是O形环22保证第二压缩环13'与第一压缩环12之间的气密性。在环9'故障的情况下，必要的是，对位于加强密封环17或填料下方的腔体进行密封，这可手动操纵。

尽管图6示出具有矩形截面的替代环9'；但是，以类似于图2的方式，还可设想将图3所示的环9布置在防挤出环7、8的旁边。

图3和图6还示出保险销(security pin)21，所述保险销21确保布置在压缩环12、13、13'之间的密封部件保持压在一起。

图3和图6还示出可提供至少一个调节元件20用于特别是轴向地使旋转体3位移。详细地说，提供三个螺钉状调节元件20，以便通过主轴2和旋转体3的向下移动来产生阀的内部气密性。这些自适应移动或向下移动优选地是轴向取向的。

附图标记列表

1，1' 密封装置

2 旋转体的主轴

3 旋转体

4 通路开口

5 壳体

6 覆盖件

7 第一下部防挤出环或导向环

8 第二上部防挤出环或导向环

9 带角轴环的具有V形截面的环

9' 环

10 密封圈

11 弹簧装置

12 第一下部压缩环

13，13' 第二上部压缩环

14 金属膜

15 由PTFE制成的另外的膜

16 主体密封件

17 加强密封环或填料

18 压盖

19 加强密封件的控制元件

20 调节元件

21 保险销

22 内部密封件或O形环

Claims

1.一种阀，其包括：壳体(5)和旋转体(3)，所述旋转体(3)旋转地布置在所述壳体(5)中、具有用于流体的通路开口(4)，其中流动路径根据所述旋转体(3)围绕旋转轴线的旋转角位置而被关闭或至少部分地打开，其中所述旋转体(3)连接到主轴(2)，所述旋转体(3)借助所述主轴(2)能够旋转，其中所述壳体(5)设置有覆盖件(6)并且其中所述主轴(2)延伸穿过所述覆盖件(6)，

其特征在于，所述主轴(2)由密封装置(1，1')动态地密封，所述密封装置(1，1')跟随所述主轴(2)相对于所述壳体(5)和/或所述覆盖件(6)的移动。

2.如权利要求1所述的阀，其特征在于，所述密封装置(1，1')具有固定密封部分(1a，1'a)和动态密封部分(1b，1'b)，其中所述动态密封部分(1b，1'b)以密封方式接收所述主轴(2)的周面并且能够相对于所述固定密封部分(1a，1'a)移动。

3.如权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述密封装置(1，1')具有第一防挤出环(7)和与所述第一防挤出环(7)轴向间隔开的第二防挤出环(8)，其中所述两个防挤出环(7，8)接收所述主轴(2)的外周面。

4.如前述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，在所述防挤出环(7，8)之间布置有具有V形、矩形和/或其他形状的截面的若干环(9，9')或绳。

5.如前述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，弹簧装置(11)至少作用在密封圈(10)上，并且/或者弹簧装置(11)以弹性方式位于密封圈(10)上，其中所述弹簧装置(11)直接或间接地抵靠在所述覆盖件(6)和/或密封圈(13)上。

6.如前述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述密封装置(1，1')具有第一压缩环(12)和第二压缩环(13，13')，其中若干密封部件轴向地接收在所述压缩环(12，13，13')之间。

7.如前述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，对于静态密封，所述密封装置(1，1')包括至少一个膜(14)，所述至少一个膜(14)布置在所述覆盖件(6)与所述壳体(5)之间。

8.如权利要求7所述的阀，其特征在于，所述膜(14)连接到第一压缩环(12)。

9.如权利要求7或8所述的阀，其特征在于，除所述第一膜(14)之外，还提供了由聚合物或聚四氟乙烯制成的另外的膜(15)，所述另外的膜(15)位于所述第一膜(14)上并且布置在所述覆盖件(6)与所述壳体(5)之间。

10.如权利要求7至9中任一项所述的阀，其特征在于，除所述第一膜(14)之外，还提供了主体密封件(16)，所述主体密封件(16)位于所述第一膜(14)上并且布置在所述覆盖件(6)与所述壳体(5)之间。

11.如前述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述密封装置(1')具有用于密封所述阀的保险装置。