DD209887A1

DD209887A1 - SEALING SYSTEM FOR BALL-ENDED SEALING ELEMENTS

Info

Publication number: DD209887A1
Application number: DD24263882A
Authority: DD
Inventors: Hansjoerg Weser; Friedrich Wendel
Original assignee: Hansjoerg Weser; Friedrich Wendel
Priority date: 1982-08-19
Filing date: 1982-08-19
Publication date: 1984-05-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abdichtsystem fuer Kugelfoermige Abdichtelemente in Kugelhaehnen, wobei mit einfachen Mitteln Nachstelleinrichtungen zur Abdichtung bei Verschleiss entfallen koennen. Ausserdem sollen die Stellkraefte und der Angriff auf die Abdichtelemente durch hohen Druck und hohe Temperatur, durch aggressive Medien und durch im Gasstrombefindliche Verunreinigungen durch die bewusste Gestaltung des Abdichtsystems gesenkt werden. Die Loesung ist gekennzeichnet dadurch, dass in axialer Richtung schwimmende metallische Ringfederelemente mit kegeliger Aussenkontur und entsprechend geformter Innenkontur im Gehaeuse und durch das kugelfoermige Abdichtelement begrenzt vorgespannt angeordnet sind und dass in/an den Ringfederelementen gekammerte Gleitelemente aus selbstschmierenden Werkstoffen abdichtend angeordnet sind. Ein weiterer Vorteil ist die Moeglichkeit des nachtraeglichen Einsatzes in bereits betriebenen Kugelhaehnen.The invention relates to a sealing system for spherical sealing elements in ball tongs, which can be eliminated by simple means adjusting means for sealing during wear. In addition, the setting forces and the attack on the sealing elements are to be reduced by high pressure and high temperature, by aggressive media and by in Gasstrombindindliche impurities by the deliberate design of the sealing system. The solution is characterized in that in the axial direction floating metallic annular spring elements with a conical outer contour and correspondingly shaped inner contour in the housing and are limited biased biased by the spherical sealing element and that in / on the annular spring elements chambered sliding elements made of self-lubricating materials are sealingly arranged. Another advantage is the possibility of subsequent use in already operated ball tongs.

Description

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- Abdichtsystem für kugelförmige .Abdientelemente Anwendung, der Erfindung - Sealing system for spherical .Abdientelemente application, the invention

Die Erfindung betrifft ein -Abdichtsystem für kugelförmige Abdichtelemente in Kugelhähnen, welches hohen Druck- und Temperaturbelastungen, den Angriffen von aggressiven Medien und im Gasstrom mitgeführ ten Granulat- und Schmutzpartikeln sicher.wiedersteht und damit eine sichere Abdichtung des Strömungssperrenden kugelförmigen Bauteiles gewährleistet. Die Lösung soll mit geringsten Stellkräften betrieben werden können, um diese sicher in automatisierten Anlagen einsetzen zu können..The invention relates to a -Abdichtsystem for spherical sealing elements in ball valves, which sicher.wiedersteht high pressure and temperature loads, the attacks of aggressive media and mitgeführ th in the gas flow th granules and dirt particles and thus ensures a secure seal the Strömungssperrenden spherical component. The solution should be able to be operated with the lowest possible actuating forces so that it can be used safely in automated systems.

Characteristic of the known technical solutions

Es sind bereits Dreharmaturen mit Kugelküken bekannt, bei denen die druckausbilanzierte Kugel in "beweglichen" Sitzhülsen und Dichtungen gelagert ist. Die Sitzhülsen sind kolbenförmig so ausgebildet, daß der Differenzdruck zwischen dem Außendurchmesser des Kolbens und dem Innendurchmesser des Sitzringes die erforderliche Dichtkraft erzeugt. Die Vorspannung der Sitzringe erfolgt durch im Gehäuse eingebaute Well-Balg-Schrauben oder Tellerfedern bzw. durch von außen verstellbare Keilstücke oder Exzenternocken.There are already rotary valves with ball valves known in which the pressure-balanced ball is mounted in "movable" seat sleeves and seals. The seat sleeves are piston-shaped so that the differential pressure between the outer diameter of the piston and the inner diameter of the seat ring generates the required sealing force. The bias of the seat rings is done by built-in housing corrugated screws or disc springs or by externally adjustable wedge pieces or eccentric cam.

Siehe hierzu die Patentschriften:See the patents:

52 595 DDB52,595 DDB

20 55 467 B5D Offenlegungs3chrift 20 54 045 BHD Offenlegungsschrift20 55 467 B5D Laid-Open Publication 20 54 045 BHD Laid-Open Publication

Weiterhin sind auch Dreharmatüren bekannt, bei denen die Nachstellung der Sitzringe einfach über verstellbare Schraubenringe oder über Druckschrauben erfolgt.Furthermore, Dreharmatüren are known in which the adjustment of the seat rings is easy via adjustable screw rings or pressure screws.

Für einen automatischen Betrieb kommen die letztgenanntenFor an automatic operation come the latter

Jlachstellmoglichkeiten nicht in betracht, da hier keine kontinuierliche Nachstellung möglich ist und die duich Temperatur- und Druckunterschiede bedingten Ausdehnungen und damit veiänderliehen Dichtkräfte nicht sofort ausgeglichen werden.Jlachstellmoglichkeiten not considered, since no continuous adjustment is possible and the duich differences in temperature and pressure due to expansion and thus veiänderliehen sealing forces are not compensated immediately.

Die Verwendung von Well-Balg-Schrauben oder auch Tellerfedern zur Aufbringung der erforderlichen Dichtkräfte und zum Ausgleich von Dehnungsunterschieden der Bauteile der Armatur und der dadurch veränderlichen Dichtkräfte beim Einsatz in weiten Temperatur- und Druckbereichen, erfordern komplizierte Konstruktionen mit hohen Material- und Herstellungsaufwand. Desweiteren sind solche Abdichtsysteme bei granulathaltigen und aggressiven Medien sehr störanfällig, da diese die selbstnachstellende Einrichtung der Sitzringe angreifen.The use of corrugated bellows screws or disc springs to apply the required sealing forces and to compensate for differences in the expansion of the components of the valve and the resulting variable sealing forces when used in wide temperature and pressure ranges, require complicated structures with high material and manufacturing costs. Furthermore, such Abdichtsysteme are very susceptible to interference with granular and aggressive media, as they attack the self-adjusting device of the seat rings.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein einfaches und langzeitig betriebssicheres Äbdichtsystem für kugelförmige Abdichtelemente zu schaffen, welches hohen Druck- und Temperaturbelastungen und den Angriffen von aggressiven Medien und im Gasstrom mitgeführten Granulat- und Schmutzpartikeln wiedersteht und welches kostengünstig mit hoher Qualität gefertigt werden kann und mit geringstem Fertigungsaufwand nachträglich in bereits betriebenen Kugelhähnen eingebaut werden kann.The aim of the invention is to provide a simple and long-term reliable Äbdichtsystem for spherical sealing elements, which withstands high pressure and temperature loads and attacks of aggressive media and entrained in the gas flow granules and dirt particles and which can be manufactured inexpensively with high quality and with lowest manufacturing costs can be retrofitted in already operated ball valves.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile, die an den Abdichtsystemen für kugelförmige Abdichtelemente bestehen, zu beseitigen, dabei soll erreicht weiden, die bisher eingesetzten lachstelleinrichtungen zur Abdichtung bei Verschleiß wesentlich zu vereinfachen bzw. abzulösen, die Stellkräfte und den Angriff auf die Abdicht elemente durch hohen Druck und Temperatur, durch aggressive Medien, durch im GasstromThe object of the invention is to eliminate the disadvantages that exist on the Abdichtsystemen for spherical sealing elements, while it is achieved grave to simplify the previously used lachstelleinrichtungen for sealing in wear significantly or replace the elements and the attack on the Abdicht elements by high pressure and temperature, by aggressive media, by in the gas stream

befindliche Verunreinigungen durch die Gestaltung des Abdichtsystems wesentlich zu senken, um gleichzeitig die Vorteile der Lösung auch bei bereits betriebenen Kugelhähnen nachträglich benutzen zu können. To significantly reduce existing impurities due to the design of the sealing system, at the same time to be able to use the advantages of the solution even with already operated ball valves later.

Features of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß in ein Absperrventil mit kugelförmigen Abdichtelement vorgespannte, in axialer Richtung schwimmende metallische Bingfederelemente mit kegeliger Außenkontur und entsprechend geformter Innenkontur im Gehäuse oder Verbindungsflanschen durch das kugelförmige Abdichtelement begrenzt vorgespannt angeordnet sind und daß in den Hingfederelementen gekamrnerte Gleitelemente aus selbstschmierenden Werkstoffen angeordnet sind, der ITeigungswinkel des metallischen Ringfederelement es und der Innenkontur im Gehäuse 10 - 20 Grad beträgt, wobei zur Verbesserung der Plankenpressung die Winkel von Ringfeder element und Innenkontur variiert, bzw. ballig ausgeführt sind. Vorteilhaft ist die Nutzung der Ringfederelemente und Druckplatten und vorhandener Abdichtelemente bei der' Neugestaltung- betriebener Absperrventile mit-"kugelförmigen Abdichtelement.The object of the invention is achieved in that biased biased in a shut-off valve with spherical sealing element, floating in the axial direction metallic Bingfederelemente with tapered outer contour and correspondingly shaped inner contour in the housing or connecting flanges are biased limited by the spherical sealing element and that in the Hingfederelementen gekamrnerte sliding elements are arranged self-lubricating materials, the ITeigungswinkel of the metallic annular spring element and the inner contour in the housing 10 - 20 degrees, wherein the angle of annular spring element and inner contour varies to improve plank pressing, or are performed crowned. Advantageous is the use of the annular spring elements and pressure plates and existing sealing elements in the 'redesign-operated shut-off valves mit- "spherical sealing element.

exemplary

Die Erfindung soll mittels Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments.

In der rig 1 sind die erfindungsgemäßen Hingfederelemente (1) in den zum Gehäuse (2) gehörenden Gehäuseflanschen angeordnet. Die Flansche besitzen die kegelige Innenkontur, während die in axialer Richtung schwimmenden metallischen Ringfederelemente (1) mit kegeliger Außenkontur mit den gekammerten Gleitelementen (5) wie' PTPE, Kunstkohle und anderen selbstschmierenden Stoffen die Abdichtung gegenüber dem kugelförmigen Abdichtelement (4) herstellen. Die Ringfeder elemente (1) erhalten bei der Montage eine be-In the rig 1, the suspension spring elements (1) according to the invention are arranged in the housing flanges belonging to the housing (2). The flanges have the conical inner contour, while the floating in the axial direction metallic annular spring elements (1) with a conical outer contour with the chambered sliding elements (5) as' PTPE, charcoal and other self-lubricating substances make the seal against the spherical sealing element (4). The annular spring elements (1) receive during assembly a

grenzte Vox spannung. Duich die erfindungsgemäße Gestaltung der Ringfeder elemente und der Gegenkontui folgen diese den entsprechenden Betriebsbedingungen und sichern die Abdichtung. Außerdem wird gleichzeitig eine elastische Zentrierung des kugelförmigen Abdichtelementes auf der zu- und abströmenden Seite erreicht, Poim und Lageabweichungen werden durch den voll konzentrischen, metallisch elastischen Anpressdruck und durch die geschlossene Form des Ringfederelementes (1) vollständig ausgeglichen. Durch die bewußte Gestaltung der Geometrie des Hingfederelementes (1) ist die Einflußnahme auf die Anpresskräfte und damit auf die Stellkräfte möglich, die zur Sicherung des automatisierten Betriebes niedrig ausfallen. Weiterhin ermöglicht dieses Abdicht system, daß durch die geschlossenen in Strömungsrichtung konzentrisch wirkenden Ringfederelemente (1) keine Dichtspalte entstehen, die das Sindringen von Schmutzanteilen ermöglichen, auch Korrosions- bzw. abrasive Gefährdungen sind völlig ausgeschlossen.bordered Vox tension. Duich the inventive design of the annular spring elements and the Gegenkontui follow this the appropriate operating conditions and secure the seal. In addition, an elastic centering of the spherical sealing element on the inflowing and outflowing side is achieved at the same time, Poim and positional deviations are completely compensated by the fully concentric, metallic elastic contact pressure and by the closed shape of the annular spring element (1). Due to the deliberate design of the geometry of the Hingfederelementes (1), the influence on the contact forces and thus on the actuating forces is possible, which are low to secure the automated operation. Furthermore, this Abdicht allows system that by the closed in the direction of flow concentrically acting annular spring elements (1) no sealing gaps arise that enable the Sindringen of soil fractions, even corrosion or abrasive hazards are completely excluded.

In den Pig 2, 3, 4 u. 5 sind mögliche Ausführungsbeispiele dargestellt, wobei die Pig 2 zwei Ringfederelemente (1) aufweist., die den Ringsitz bilden und in der Pig 3 ist die Lösung für eine Nachrüstung bereits gefertigter Kugelhähne unter Hutzung erfindungsgemäßer Ringfederelemente (i) und Druckplatten (β) und bereits vorhandener elastomere Dichtringe (3) und deren Anordnung im Gehäuse (2) bzw. den Gehäuseflanschen dargestellt. In den Pig 4 und 5 sind Varianten dargestellt, mit denen die Plankenpressung erhöht werden kann.In the Pig 2, 3, 4 u. 5 possible embodiments are shown, wherein the Pig 2 has two annular spring elements (1). Forming the ring seat and in the Pig 3 is the solution for retrofitting already manufactured ball valves under use ring spring elements according to the invention (i) and pressure plates (β) and already existing elastomeric sealing rings (3) and their arrangement in the housing (2) and the housing flanges shown. In the Pig 4 and 5 variants are shown, with which the plank pressing can be increased.

Claims

Point 1 - sealing system. for spherical Abdicht elements with opposite housing openings and two seals between the sealing element and housing or Yerbindungsf! watch for constantly changing pressure, changing 'temperature and loads in the gas stream befindliches dust and granules characterized in that in the axial direction floating metallic annular spring elements (1) with tapered Outer contour and correspondingly shaped inner contour in the housing (2) and by the spherical sealing element (4) are arranged biased limited and that in / on the annular spring elements (1) chambered sliding elements (5) of self-lubricating materials are sealingly arranged.

Point 2 sealing system for spherical sealing elements with opposite housing openings and two sealing rings between the sealing element and housing or connecting parts for constantly changing pressure, changing temperature and loads due to dust and granulate components in the gas stream, in particular for retrofitting in ball valves, characterized in that axial direction floating metallic annular spring elements (1) with a conical outer contour and correspondingly shaped inner contour in the housing

(2) and by the spherical sealing element (4), pressure plates (6) and elastomeric sealing rings

(3) and limited biased sealing are arranged.

Point 3 - Sealing system according to "Item 1, characterized in that the angles of inclination of the floating metallic annular spring element (1) and the housing (2) are 10 - 20 degrees.

Point

4 - sealing system according to item 1, characterized in that the conical outer and inner contour of the floating metallic annular spring element (1) and the housing (2) are additionally designed crowned.

Item 5 - sealing system according to item ¹ »characterized in that a plurality of coordinated floating metallic annular spring elements (1) with a conical outer and inner contour in the housing (2) are sealingly arranged.

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