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Absperrhahn mit einem durch einen Druckring gegen das Küken preßbaren
beweglichen Dichtring Unter den vielen Systemen, die bei Absperrhähnen als Absperrdichtung
Verwendung finden, sind auch solche bekanntgeworden, bei denen Dichtringe von der
Gehäuseseite her gegen das geschlossene Küken mittels Druckrino, zur Dichtwirkung
gebracht werden, wobei diese Dichtringe und Druckringe um die Durchflußbohrung des
Hahngehäuses herum in einer Ringnut des Gehäuses verschiebbar gelagert sind und
wobei die Ringnut innen durch ein in die Gehäusebohrung eingesetztes Rohrstück begrenzt
ist. Im allgemeinen bestehen diese Dichtringe dabei entweder aus starren oder elastischen
Werkstoffen, die dem Druckring einfach vorgelegt wurden, oder es sind metallische
Dichtringe, die stimseitig mit elastischem Material armiert wurden.
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Werden nun derartige elastische Dichtringe z. B. bei Absperrhähnen
in Hochdruckleitungen und bei Einleitung des Dichtvorganges gegen das Küken vorgeschoben,
so taucht natürlicherweise die Stirnseite dieser Dichtringe auch in die abzudichtende
Spaltzone zwischen Küken und Gehäuse ein. Die in dieser Spaltzone herrschenden hohen
Strömungskräfte verbunden mit den hohen Betriebsdrücken sowie der nachfolgende Anpreßdruck
des Druckringes bewirken hierbei nicht nur ein Abscheren, sondern auch ein seitliches
Wegquetschen des elastischen Materials solcher Dichtringe in den immer vorhandenen
auch kleinsten Spalt. Dabei und beim Wiederlösen der Dichtung sowie bei der nachfolgenden
Umschaltung des Kükens kommt es dann zu stetigen Abrissen kleinerer und auch größerer
Stücke aus diesem eingequetschten Dichtungsmaterial. Diese und noch andere Verschleißerscheinungen
sowie auch partielle größere Zerstörungen des elastischen Materials solcher Dichtringe
können zudem nicht ausreichend an den Verschleißstellen ausgeglichen werden, da
hier allgemein die ausgleichende und nachstopfbare Masse fehlt. Die Anwendung solcher
Dichtverfahren bleibt daher auch meistens auf Absperrvorrichtungen beschränkt, die
in Leitungen für niedere Drücke eingebaut werden.
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Auch bei Absperrschiebern sind ähnliche Dichtsysteme bekanntgeworden,
während bei Keilschiebern auch ein Verfahren bekannt wurde, bei dem der elastische
Dichtring bereits durch zwei MetaHringe am inneren und äußeren Umfang gestützt wird.
Ebenso ist es bei Hähnen bekannt, Dichtringe zu verwenden, bei denen in dem Dichtring
aus elastischem Material ein Dichtring aus starrem Material eingesetzt ist, der
den gleichen Außendurchmesser wie der Ring aus elastischem Material hat.
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Der Erfindungsgegenstand unterscheidet sich nun vom Bekannten dadurch,
daß stimseitig in das dem Küken zugewandte Ende einer dem Dichtring wesensgleich
eingesetzten ringförnügen Stopfpackung zusätzlich ein an sich bekannter Dichtring
aus starrem Material angeordnet ist, dessen Außendurchmesser gleich dem der Stopfpackung
ist, dessen Innendurchmesser jedoch an seinem kükenseitigen Ende nur um einiges
größer als der Außendurchmesser des Rohrstückes an dieser Stelle gehalten ist und
sich zum entgegengesetzten Ende hin konisch oder abgerundet vergrößert, und dessen
axiale Länge zudem kleiner als die der Stopfpackung gehalten ist, so daß eine größere
stopfbuchsenartige Massierung der Stopfpackung, die aus elastischem Material oder
auch aus üblichem Stopfpackungsmaterial bestehen kann, hinter dem Dichtring ausgebildet
ist. Hierdurch wird erreicht, daß sich zuerst der Ring aus starrem Material an das
Küken anlegt und damit abdichtet und den Spalt zwischen Küken und Gehäusebohrung
abdeckt. Dann erst übernimmt das Stopfpackungsmaterial die weitere Abdichtung, nachdem
es beim Vordrücken durch die konische bzw. abgerundete Form des starren Ringes verdichtet
worden ist.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Absperrhahnes nach der Erfindung wird
an Hand der Zeichnung im nachfolgenden Text erläutert.
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In diesem Beispiel ist ein zylindrisches Küken 1
leicht drehbar
in dem Gehäuse 2 untergebracht, wobei zwischen dem Kükendurchmesser und der entsprechenden
Gehäusebohrung, um den Hahn in Leitungen für unreine Medien verwenden und das Küken
leichter schalten zu können, genügend Toleranz vorhanden sein kann. In die zylindrische,
gerade Durchgangsbohrung 3 des Gehäuses ist ein Rohrstück 5
eingesetzt.
In der zwischen Rohrstück 5 und Gehäuse gebildeten Ringnut sind als Stopfdichtung
bezeichnete
Abdichtteile, bestehend aus dem Druckring
6, der Stopfpackung 7 und dem zusätzlichen Dichtring 8,
untergebracht.
Der Druckring 6 ist entsprechend den Abmessungen der Ringnut des Gehäuses
2 dimensioniert. Das Rohrstück 5 ist mit dem Flanschstück 4, welches mit
dem Gehäuse abnehmbar verbunden ist, verschraubt. Es reicht bis unmittelbar an das
Küken 1.
Der aus starrem Material gefertigte Dichtring 8 ist mit seiner
Stirnseite den Konturen des Kükens 1,
welches wie im vorliegenden Falle nicht
nur zylindrische, sondern auch kugelige, oder andere Formen erhalten kann, angepaßt
und mit dem Außenumfang in der Ringnut geführt. Sein Innendurchmesser ist jedoch
etwas größer gehalten als der Außendurchmesser des Rohrstückes 5 an dieser
Stelle, so daß zwischen diesen beiden Teilen unmittelbar vor dem Küken ein ringförmiger
Spalt freibleibt. Auf seiner Innenseite ist dieser Dichtring 8 nach dem Spalt
zu etwas abgeschrägt oder abgerundet, damit die Stopfpackung 7 möglichst
glatt zum Spalt hin durch Druckwirkung abfließen kann. Die Stopfpackung
7 ist damit durch das Rohrstück 5, den Druckring 6, die Gehäusewandung
und nach der Kükenseite hin durch den Dichtring 8 bis auf den verbliebenen
Ringspalt stopfbuchsenartig eingeschlossen. Sie kann aus jedem für Stopf- und Dichtzwecke
geeigneten, mehr oder weniger leicht verforinbaren elastischen Werkstoff wie z.
B. Gummi oder auch knetbaren Werkstoffen wie z. B. Stopfpackungsmaterial üblicher
Art bestehen. Die Auswahl des Materials richtet sich im wesentlichen, wie auch die
Ringspaltbreite, nach den Betriebsbedingungen, die in der jeweiligen Leitung herrschen,
in der der Absperrhahn eingebaut ist.
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Der für die Abdichtung erforderliche Anpreßdruck erfolgt bei diesem
Ausführungsbeispiel durch eine Schiebebuchse 9, die unmittelbar hinter dem
Druckring 6 auf dem Rohrstück 5 durch Keilverzahnung axial verschiebbar
angeordnet ist, und durch ein Schneckenrad 10, das die Schiebebuchse
9 umgibt und mit ihr durch Gewinde schraubbar verbunden ist, sowie durch
eine Schnecke 11, die mit dem Schneckenrad 10 im Eingriff steht und
außerhalb des Gehäuses mittels Handrad 12 oder anderen Antriebsteilen gedreht werden
kann. Durch Rechts- oder Linksdrehung dieser Schnecke 11 wird damit eine
axiale Verschiebung der Schiebebuchse 9 und ein Anpressen oder Lösen der
Stopfdichtung erreicht. Antriebsvorrichtungen dieser Art sind an sich bekannt.
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Erfolgt nun die Einleitung des Dichtvorganges bei in Schheßstellung
befl:adlichen Küken, so kommt zuerst der starre Dichtring 8 am Küken
1 zum Anliegen und zur Dichtwirkung. Eine Vergrößerung des axialen Druckes
hat dann das Zusammenpressen der Stopfpackung 7 und einen erhöhten Anpreßdruck
des starren Dichtringes 8 mit erhöhter Dichtwirkung zur Folge. Erst dann
preßt sich bei weiterer Druckerhöhung die Stopfpackung 7 auf der Innenseite
des Dichtringes 8 durch den bestehenden Ringspalt gegen das Küken
1 und verstopft dann nur noch verbliebene feinere Undichtigkeiten.
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Da der starre Dichtring 8 ein WegqUetschen des Materials der
Stopfpackung 7 in die Spaltzone zwischen Küken und Gehäuse verhindert, kann
ein sehr starker Anpreßdruck ausgeübt und folglich eine absolute Dichtwirkung auch
bei höchsten Leitungsdrücken erreicht werden. Außerdem wird das Material dieser
Stopfpackung wesentlich vor den zerstörenden Kräften solcher Betriebsdrücke geschützt,
da es, nach der voraufgegangenen Abdichtung durch den starren Dichtring, nur noch
eine stopfende Ab-
dichtung auszuführen braucht und nicht der Einwirkung solcher
Kräfte unterworfen ist. Dies bedeutet eine nicht unwesentliche Verschleißminderung.
Des weiteren steht für tatsächlich in der Dichtzone aufgetretene Verschleißerscheinungen
auch größerer Art hinter dem starren Dichtring 8 immer genügend nachstopfbares
Dichtmaterial zur Verfügung, welches sich durch die Stopfwirkung auch besser an
Verschleißstellen ausgleichen kann als solches, welches wie bei den bekannten Verfahren
mit metallischen Dichtringen fest verbunden oder nur lose einem Druckring vorgelegt
ist.
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Die Dichtungsanordnung nach der Erfindung eignet sich auch wiedie
wesensähnlichen bekannten Dichtungsanordnungen für Absperrschieber mit Keil- oder
Flachschieber als Verschlußstück und ebenso für Hähne mit kugeligem oder konischein
Küken.