DE1142257B

DE1142257B - Device for the elastic connection of two mutually movable components

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Publication number: DE1142257B
Application number: DEM37852A
Authority: DE
Original assignee: PFORZHEIM METALLSCHLAUCH; Metallschlauch Fabrik Pforzheim Vorm HCH Witzenmann GmbH
Current assignee: PFORZHEIM METALLSCHLAUCH; Metallschlauch Fabrik Pforzheim Vorm HCH Witzenmann GmbH
Priority date: 1958-06-02
Filing date: 1958-06-02
Publication date: 1963-01-10
Also published as: FR1225361A

Description

Vorrichtung zum elastischen Verbinden zweier gegeneinander beweglicher Bauteile Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elastischen Verbinden zweier gegeneinander beweglicher Bauteile, von denen mindestens einer ein Hohlkörper ist, der unter dem Druck eines durch ihn hindurchgeleiteten Mediums steht.Device for the elastic connection of two mutually movable Components The invention relates to a device for elastic connection two mutually movable components, at least one of which is a hollow body which is under the pressure of a medium passed through it.

Vorrichtungen, bei denen zum elastischen Verbinden zweler gegeneinander beweglicher Bauteile ein Balg Verwendung findet, werden auf vielen Gebieten der Technik in weitem Umfang benutzt. Als Beispiel sei hier die Verwendung einer solchen Vorrichtung als Wärmedehnungsausgleicher bei Heißdampfleitungen genannt. Ein anderer Anwendungsfall betrifft beispielsweise die längsverschiebbare und stopfbüchsenlose Abdichtung des Ventilträgers eines Hochdruckventils. Darüber hinaus gibt es noch eine Reihe weiterer bekannter Anwendungsmöglichkeiten für solche Ausgleichsvorrichtungen zum elastischen Verbinden zweier gegeneinander beweglicher Bauteile. Die Bälge können die axialen Verschiebungen und/oder die Winkelbewegungen der miteinander verbundenen Teile elastisch aufnehmen und sind auch durch ihre röhrenförmige Gestalt in der Lage, holle Druckdifferenzen zwischen innen und außen aufzunehmen. Meist werden solche Bälge außerdem thermisch sehr hoch beansprucht.Devices in which to elastically connect zweler against each other Moving components a bellows is used in many areas of the Technology widely used. An example is the use of one Device called as a thermal expansion compensator for superheated steam pipes. Another Application concerns, for example, the longitudinally displaceable and glandless Sealing of the valve carrier of a high pressure valve. Beyond that there is still a number of other known uses for such balancers for the elastic connection of two mutually movable components. The bellows can the axial displacements and / or the angular movements of the interconnected Absorb parts elastically and are also due to their tubular shape in the Able to absorb high pressure differences between inside and outside. Most will be such bellows are also subject to very high thermal loads.

Bei sehr großen Nennweiten der Bälge kann man bekanntlich die Wand mehrschichtig ausbilden und damit erreichen, daß ein solcher Balg außer der Aufnahme elastischer Formänderungen auch sehr hohe Druckdifferenzen und Temperaturdifferenzen zwischen innen und außen aushalten kann. Bei mittleren und kleineren Nennweiten dagegen ergeben sich Schwierigkeiten, weil einschichtige Bälge nur begrenzten Druck- und Temperaturdifferenzen standhalten können.With very large nominal widths of the bellows you can, as is well known, the wall form multilayer and thus achieve that such a bellows apart from the recording elastic changes in shape also include very high pressure differences and temperature differences can withstand between inside and outside. For medium and smaller nominal sizes on the other hand, difficulties arise because single-layer bellows have only limited pressure and can withstand temperature differences.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es bereits bekannt, zwei solche Bälge koaxial zueinander anzuordnen, den zwischen den beiden Bälgen gebildeten ringförmigen Hohlraum beidseitig zu schließen und mit einem Druckmittel zu füllen, dessen Druck so bemessen ist, daß die Druckdifferenz sowohl zum Innenraum des Doppelbalges als auch zur äußeren Umgebung das zulässige Maß nicht überschreitet. Da sich jedoch beim Zusammendrücken des Doppelbalges das eingeschlossene Volumen zwischen den beiden Bälgen verkleinert, steigt der Druck des darin eingefällten Druckmittels beträchtlich an, so daß die Grenze der Beanspruchbarkeit der Bälge rasch erreicht wird.In order to overcome this disadvantage, it is already known two such To arrange bellows coaxially to one another, the annular formed between the two bellows To close cavity on both sides and to fill with a pressure medium, its pressure is dimensioned so that the pressure difference to both the interior of the double bellows as also does not exceed the permissible level to the external environment. Since, however when the double bellows is compressed, the volume enclosed between the two If the bellows are reduced in size, the pressure of the pressure medium precipitated in them increases considerably so that the limit of the capacity of the bellows is quickly reached.

Es sind auch schon Vorrichtungen zum elastischen Verbinden zweier gegeneinander beweglicher Bauteile bekannt, von denen mindestens ein Bauteil ein Hohlkörper ist, der unter dem Druck eines durch ihn hindurchgleitenden Mediums steht, unter Verwendung von mindestens einem Paar den ersten Bauteil konzentrisch umschließender, axial hintereinander angeordneter Bälge (axial zusammendrückbare und - /oder krümmbare Wellrohre oder Faltenbälge), deren einander entgegengesetzt liegende Enden geschlossen und mit dem ersten Bauteil fest verbunden sind, während ihre einander zugewandten offenen Enden miteinander und mit dem zweiten Bauteil fest verbunden sind.Devices for the elastic connection of two mutually movable components are also known, of which at least one component is a hollow body which is under the pressure of a medium sliding through it, using at least one pair of bellows concentrically surrounding the first component, axially arranged one behind the other (axially compressible and - / or bendable corrugated pipes or bellows) whose mutually opposite ends are closed and integral with the first component, while their mutually facing open ends are fixedly connected together and to the second component.

Eine derartig aufgebaute bekannte Vorrichtung stellt ein stopfbuchsenloses Rohrventil dar, bei dem der erste, unter dem Druck eines durch ihn hindurchgeleiteten Mediums stehende Bauteil durch das rohrförmige Ventilgehäuse, der zweite Bauteil durch die auf dem Ventilgehäuse axial verschiebbare, den Ventilkörper betätigende Muffe gebildet wird. Die Bälge sind innen durch Leitungsdruck, außen durch Umgebungsdruck beaufschlagt; die Erhaltung einer Volumenkonstanz in dem zwischen den Bälgen und dem rohrförmigenVentilgehäuse eingeschlossenen leitungsmitteldruckbeaufschlagten Raum bei Axialverschiebung der Muffe ist eine rein konstruktive Zufälligkeit.A known device constructed in this way is one without a stuffing box Pipe valve, in which the first, under the pressure of a passed through it Medium standing component through the tubular valve housing, the second component by the valve body which is axially displaceable on the valve housing and actuates the valve body Sleeve is formed. The bellows are inside by line pressure, outside by ambient pressure applied; the maintenance of a constant volume in that between the bellows and the tubular valve housing enclosed by line medium pressure Space for axial displacement of the socket is purely a constructive coincidence.

Eine andere derartig aufgebaute bekannte Vorrichtung stellt eine Rohrdurchführung durch eine Wand dar, bei der der erste unter dem Druck eines durch ihn hindurchgeleiteten Mediums stehende Bauteil durch den durch die Wand geführten Rohrstutzen, der zweite Bauteil durch einen mit der Wand verschraubten Flanschring gebildet wird. Der eine Balg ist außen von dem vor der Wand herrschenden Umgebungsdruck, der andere Balg ist außen von dem hinter der Wand herrschenden Mediumsdruck, beide Bälge sind innen vom Druck eines Kühlmittels beaufschlagt, das über eine ti'ntritts- und eine Austritts-Öffnung im Flanschling durch die zwischen demRohrstutzen und den Balgen gebildete Kühlkammer geleitet wird. Eine zufällige Erhaltung der Volumenkonstanz der Kühlkammer ist lediglich bei Bewegung des Rohrstutzens von der Wand weg gegeben; eine Vorschrift über die Ab#dtimmung des Kühlmitteldruckes auf die Außendrücke der Bälge ist nicht gegeben.Another known device constructed in this way is a pipe leadthrough through a wall, with the first being passed through it under the pressure of one Medium standing component through the pipe socket led through the wall, the second Component is formed by a flange ring screwed to the wall. The one The bellows are on the outside of the ambient pressure in front of the wall, the other bellows is on the outside of the medium pressure behind the wall, both bellows are on the inside acted upon by the pressure of a coolant, that about an entry and an exit opening in the flange loop through between the pipe stub and the bellows formed cooling chamber is passed. An accidental preservation of constant volume the cooling chamber is only given when the pipe socket is moved away from the wall; a regulation on the adjustment of the coolant pressure to the external pressures of the Bellows is not given.

Die Erfindung geht von einer ebenso aufgebauten Vorrichtung aus und löst an ihr die Aufgabe, wesentlich höhere Druckdifferenzen als die bekannten Vorrichtungen zwischen innen und außen bei gleicher Elastizität der'Verbindüng zu überbrücken. Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die gemeinsame Anwendung folgender Merkmale gelöst: a) Durch den zweiten, in an sich bekannter Weise als Hohlkörperausgebildeten und eine konzentrische Druckkammer bzw. Druckmittelkammer um den Balg bildenden Bauteil ist nur ein Balg des ersten Balgpaares umschlossen; bei Anwendung weiterer äxial hintereinander und hinter dem ersten Balgpaar angeordneter Balgpaare schließt sich an die Druckkammer bzw. Druckmittelkammer eine entsprechende Anzahl ge- schlossener Druckmittelkammem an, die ihrerseits nur je einen Balg des einen Balgpaares und den anschließenden Balg des nächsten Balgpaares konzentrisch umschließen.The invention is based on a device of the same construction and uses it to solve the problem of bridging significantly higher pressure differences than the known devices between inside and outside with the same elasticity of the connection. The object is achieved according to the invention by the joint application of the following features: a) The second component, which is designed as a hollow body in a manner known per se and which forms a concentric pressure chamber or pressure medium chamber around the bellows, only encloses one bellows of the first pair of bellows; Another when applied äxial behind one another and behind the first pair of bellows arranged Balgpaare adjoins the pressure chamber or pressure medium chamber a corresponding number of closed Druckmittelkammem, which in turn enclose only ever a bellows of a Balgpaares and subsequent bellows of the next Balgpaares concentric.

b) In den aus den Bälgen je eines Balgpaares und dem ersten Bauteil gebildeten geschlossenen Hohlräumen und in den Druckmittelkammern ist in zur Balgwandabstützung an sich bereits vorgeschlagener Weise ein Druckmittel eingeschlossen, wobei der auf die Balginnenflächen wirkende Druck in den Hohlräumen mit dem auf die Balgaußenflächen wirkenden Druck in der Druckkammer und/oder in den Drucknüttelkammern auf die maximale zulässige Belastung der Bälge abgestimmt ist. b) In the closed cavities formed from the bellows of a pair of bellows and the first component and in the pressure medium chambers, a pressure medium is enclosed in a manner already proposed for supporting the bellows wall, the pressure acting on the inner surfaces of the bellows in the cavities with that acting on the outer surfaces of the bellows Pressure in the pressure chamber and / or in the pressure vibration chambers is matched to the maximum permissible load on the bellows.

Sofern die Vorrichtung eine Druckkammer aufweist, die nur einen Balg eines Paares übergreift, kann diese Druckkammer nach dem Innenraum des zweiten Bauteiles offen sein und damit unmittelbar unter dem im Innern des zweiten Bauteiles herrschenden Druck stehen.If the device has a pressure chamber that only has a bellows of a pair overlaps, this pressure chamber can after the interior of the second component be open and thus directly below that prevailing inside the second component Standing under pressure.

Zweckmäßig kann auch die nur einen Balg eines Paares übergreifende Druckmittelkammer gegen den Innenraum des zweiten Bauteiles durch einen weiteren Balg abgeschlossen sein, der mit seinen Enden an den gegeneinander beweglichen Bauteilen befestigt ist.It can also expediently overlap only one bellows of a pair Pressure medium chamber against the interior of the second component by another Bellows to be completed with its ends on the mutually movable components is attached.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich in besonders vorteilhafter Weise als Wärmedehnungsausgleicher für Hochdruckleitungen, insbesondere für Heißdampfleitungen,und alslängsverschiebbare stopfbüchsenlose Abdichtung des Ventilträgers eines Hochdruckventils verwenden, wobei der erste Bauteil als Ventilträger und der zweite Bauteil als Ventilgehäuse mit Ventilsitz ausgebildet ist.The device according to the invention can be particularly advantageous Way as a thermal expansion compensator for high pressure lines, especially for hot steam lines, and as a longitudinally displaceable seal without a stuffing box for the valve carrier of a high-pressure valve use, the first component as a valve carrier and the second component as a valve housing is designed with a valve seat.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawings shown.

Fig. 1 bis 4 zeigen im Längsschnitt in schematischer Darstellung das Prinzip der Anordnung der Bälge und der durch sie gebildeten Hohlräume, Druckkammern und Druckmittelkammern; Fig. 5 zeigt die Anwendung der Vorrichtung als Wärmedehnungsausgleicher für eine Heißdampfleitung; Fig. 6 zeigt ein Anwendungsbeispiel für die längsverschiebbare stopfbüchsenlose Abdichtung des Ventilträgers eines Hochdruckventils an Hand eines Längsschnittes durch ein solches Hochdruckventil. 1 to 4 show in longitudinal section in a schematic representation the principle of the arrangement of the bellows and the cavities, pressure chambers and pressure medium chambers formed by them; 5 shows the use of the device as a thermal expansion compensator for a superheated steam line; FIG. 6 shows an application example for the longitudinally displaceable sealing of the valve support of a high pressure valve without a stuffing box on the basis of a longitudinal section through such a high pressure valve.

In den Fig. 1, 3 und 4 ist der erste Bauteil als Rohr dargestellt und mit 1 bezeichnet, während in Fig. 2 dieser erste Bauteil als starrer Körper dargestellt und mit 1 a bezeichnet ist. Der zweite, als Hohlkörper ausgebildete Bauteil ist in allen vier Figuren mit 2 bezeichnet.In FIGS. 1, 3 and 4, the first component is shown as a tube and denoted by 1 , while in FIG. 2 this first component is shown as a rigid body and is denoted by 1 a. The second component, designed as a hollow body, is denoted by 2 in all four figures.

Auf dem ersten Bauteil 1 bzw. la in Fig. 1 und 2 sind in axialer Richtung hintereinander zwei Bälge 3 und 4 angeordnet, die den Bauteil 1 bzw. la umschließen. An ihren einander entgegengesetzten Enden 5 und 6 sind die Bälge 3 und 4 geschlossen und fest und druckdicht mit dem ersten Bauteil 1 bzw. la verbunden. An ihren einander zugewendeten offenen Enden 7 und 8 sind die beiden Bälge 3 und 4 miteinander und mit einem Flansch 9 des Bauteiles 2 verbunden. Dadurch ist durch den Bauteil 1 bzw. la und die beiden Bälge 3 und 4 ein den ersten Bauteil unischließender Hohlraum a gebildet. An den Flansch 9 des Bauteiles 2 schließt sich ein rohrföriniges Stück 10 an, welches den zweiten Balg 4 übergreift. Dadurch ist eine Druckkammer b gebildet, die in unmittelbarer Verbindung mit dem Innenraum C des zweiten Bauteiles 2 steht.On the first component 1 or la in FIGS. 1 and 2, two bellows 3 and 4 are arranged one behind the other in the axial direction , which bellows enclose the component 1 or la. At their opposite ends 5 and 6 , the bellows 3 and 4 are closed and firmly and pressure-tightly connected to the first component 1 or la. At their open ends 7 and 8 facing one another, the two bellows 3 and 4 are connected to one another and to a flange 9 of component 2. As a result, a cavity a which does not close the first component is formed by the component 1 or la and the two bellows 3 and 4. A tubular piece 10 , which engages over the second bellows 4, adjoins the flange 9 of the component 2. As a result, a pressure chamber b is formed, which is in direct connection with the interior space C of the second component 2.

Werden die Bauteile 1 bzw. la und 2 in axialer Richtung gegeneinander bewegt, dann wird einer der Bälge des Balgpaares 3, 4 in axialer Richtung zusammengedrückt, während gleichzeitig der andere Balg um das gleiche Maß gedehnt wird. Das von den Bälgen 3 und 4 und dem ersten Bauteil 1 bzw. la eingeschlossene Volumen des Hohlraumes a bleibt daher konstant. Es sei angenommen, daß die verwendeten Bälge 3 und 4 eine Druckdifferenz von 100 atü aushalten können. Wird nun bei der beschriebenen Anordnung der Hohlraum a mit einem Druckmittel von 100 atü Druck gefüllt, dann ergibt sich eine Druckdifferenz nach außen, die von dem Balg 3 aufgenommen werden muß, von 100 atü. Wird der Innenraum c des Bauteiles 2 mit einem Druck von 200 atü beaufschlagt, dann ergibt sich zwischen dem Hohlraum a und der in den Innenraum c des zweiten Bauteiles 2 mündenden Druckkammer b ebenfalls nur eine Druckdifferenz von 100 atü, die vom Balg 4 aufgenommen wird. Die Beanspruchung des Balges 4 erreicht auch dann keine höheren Werte, wenn der Druck im Innenraum des Bauteiles 2 von 200 atü auf 0 atü fällt. Die Bauteile 1 bzw. la und 2 können in axialer Richtung und/oder auch winklig zueinander bewegt werden, weil die Verschiebungen von den Bälgen elastisch aufgenommen werden. Da sich aber das Volumen des Hohlraumes a trotz der Verschiebung der Bauteile nicht ändert, bleiben die oben geschilderten Druckdifferenzen unverändert erhalten.If the components 1 or 1 a and 2 are moved against each other in the axial direction, then one of the bellows of the pair of bellows 3, 4 is compressed in the axial direction, while at the same time the other bellows is stretched by the same amount. The volume of the cavity a enclosed by the bellows 3 and 4 and the first component 1 or la therefore remains constant. It is assumed that the bellows 3 and 4 used can withstand a pressure difference of 100 atmospheres. If, in the arrangement described, the cavity a is filled with a pressure medium of 100 atmospheres pressure, then there is a pressure difference to the outside, which must be absorbed by the bellows 3 , of 100 atmospheres. If the interior c of the component 2 is subjected to a pressure of 200 atmospheres, then there is likewise only a pressure difference of 100 atmospheres between the cavity a and the pressure chamber b opening into the interior c of the second component 2, which is absorbed by the bellows 4. The stress on the bellows 4 does not reach any higher values even if the pressure in the interior of the component 2 falls from 200 atmospheres to 0 atmospheres. The components 1 or 1 a and 2 can be moved in the axial direction and / or at an angle to one another because the displacements are elastically absorbed by the bellows. However, since the volume of the cavity a does not change despite the displacement of the components, the pressure differences described above remain unchanged.

Fig. 3 zeigt eine Weiterentwicklung des oben beschriebenen Anordnungsprinzips mit dem Ziel, insgesamt eine Druckdifferenz zu überbrücken, die dreimal so hoch ist wie die für den einzelnen Balg zugelassene Druckdifferenz. Hier sind in gleicher Weise, wie oben beschrieben, auf den Bauteil 1 zwei Bälge 3 und 4 angeordnet, deren geschlossene Enden 5 und 6 mit dem Bauteil 1 und deren offene Enden 7 und 8 miteinander und mit einem Flansch 9 des Bauteiles 2 fest verbunden sind. Hierdurch ist wieder ein geschlossener Hohlraum a gebildet. Der sich an den Flansch 9 anschließende röhrenförmige Teil 10 des Bauteiles 2 übergreift wieder den Balg 4. Im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 1 ist durch einen weiteren Balg 11, der mit seinem einen Ende 12 am Bauteil 1 und mit seinem anderen Ende 13 am Bauteil 2 befestigt ist, eine gegen den Innenraum c den Bauteiles 2 abgeschlossene Druckmittelkammer b' gebildet. Wird wieder vorausgesetzt, daß die Bälge eine Druckdifferenz von 100 atü aushalten können, dann kann in diesem Fall der Hohlraum a mit einem Druck von 100 atü, die Kammer b' mit einem Druck von 200 atü gefüllt werden, während der Innenraum c des Bauteiles 2 mit einem Druck von 100 bis 300 atü beaufschlagt sein kann. Es tritt dann ebenfalls nirgendwo eine größere Druckdifferenz als 100 atü auf, welche von den Bälgen aufgenommen werden müßte. Auch hier lassen sich die Bauteile 1 und 2 gegeneinander bewegen, ohne daß die Drücke in dem Hohlraum a und der Druckmittelkammer b' geändert würden. 3 shows a further development of the arrangement principle described above with the aim of bridging a total pressure difference which is three times as high as the pressure difference permitted for the individual bellows. Here, in the same way as described above, two bellows 3 and 4 are arranged on component 1 , whose closed ends 5 and 6 are firmly connected to component 1 and whose open ends 7 and 8 are firmly connected to one another and to a flange 9 of component 2 . This again forms a closed cavity a. The subsequent to the flange 9 tubular member 10 of the component 2 overlaps again the bellows 4. In contrast to the embodiment of FIG. 1 by a further bellows 11, with its one end 12 on the component 1 and at its other end 13 on the Component 2 is attached, a pressure medium chamber b ' which is closed off from the interior c of the component 2 is formed. If it is again assumed that the bellows can withstand a pressure difference of 100 atmospheres, then in this case the cavity a can be filled with a pressure of 100 atmospheres, the chamber b ' with a pressure of 200 atmospheres, while the interior c of the component 2 can be subjected to a pressure of 100 to 300 atmospheres. There is then also nowhere a pressure difference greater than 100 atmospheres which would have to be absorbed by the bellows. Here, too, the components 1 and 2 can be moved relative to one another without the pressures in the cavity a and the pressure medium chamber b 'being changed.

In der beschriebenen Weise lassen sich noch beliebig viele weitere Hohlräume und Druckmittelkammein hintereinanderschalten.Any number of others can be created in the manner described Connect cavities and pressure medium combs one behind the other.

Fig. 4 veranschaulicht den nächsten Schritt. Wieder ist auf dem Bauteil 1 ein Hohlraum a durch das Balgpaar 3 und 4 gebildet, deren einander entgegengesetzte Enden 5 und 6 am Bauteil 1 und deren gegeneinander gerichtete Enden 7 und 8 über den Flansch 9 mit dem Bauteil 2 verliunden sind. Anschließend an den Hohlraum a ist ein weiterer abgeschlossener Hohlraum a' in der gleichen Weise wie der Hohlraum a gebildet durch ein Balgpaar 14 und 15, deren einander entgegengesetzte Enden 16 und 1.7 am Bauteil 1 und deren einander zugewendete offene Enden 18 und 19 mit einem weiteren Flansch 20 des Bauteiles 2 verbunden sind. Durch den rohrförmigen Teil 10 des Bauteiles 2 ist eine Druckkammer b gebildet, welche nur den Balg 4 des ersten Paares übergreift und in den Innenraum c des zweiten Bauteiles mündet. Die Fortsetzung 10a dieses rohrfönnigen Teiles 10 des Bauteiles 2 bildet eine Druckmittelkammer b", welche den Balg 3 des ersten Paares und den Balg 15 des zweiten Paares übergreift.Figure 4 illustrates the next step. Again on the component 1, a cavity a is formed by the pair of bellows 3 and 4, the opposite ends 5 and 6 of which are connected to the component 1 and the mutually directed ends 7 and 8 of which are connected to the component 2 via the flange 9. Subsequent to cavity a, another closed cavity a 'is formed in the same way as cavity a by a pair of bellows 14 and 15, their opposite ends 16 and 1.7 on component 1 and their open ends 18 and 19 facing one another with another Flange 20 of component 2 are connected. The tubular part 10 of the component 2 forms a pressure chamber b which only engages over the bellows 4 of the first pair and opens into the interior space c of the second component. The continuation 10a of this tubular part 10 of the component 2 forms a pressure medium chamber b ″ which engages over the bellows 3 of the first pair and the bellows 15 of the second pair.

Der nächste Schritt wäre, die Druckkammer b gegen den Innenraum c des Bauteiles 2 durch einen weiteren Balg abzuschließen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.The next step would be to close off the pressure chamber b from the interior space c of the component 2 by means of a further bellows, as shown in FIG. 3.

Es sei bei der Ausführung nach Fig. 4 auch wieder angenommen, daß alle Bälge eine Druckdifferenz von 100 atü aushalten können. Dann kann der Hohlraum a' mit einem Druck von 100 atü, die Druckmittelkammer Y' mit einem Druck von 200 atü, der Hohlraum a mit einem Druck von 300 atü gefüllt werden, und der Innenraum c des Bauteiles 2 und damit die Druckkammer b können dann mit einem Druck von 200 bis 400 atü beaufschlagt werden, ohne daß an irgendeiner Stelle ein Balg eine größere Druckdifferenz als 100 atü auszuhalten hätte.In the embodiment according to FIG. 4, it is assumed again that all bellows can withstand a pressure difference of 100 atmospheres. Then the cavity a 'can be filled with a pressure of 100 atü, the pressure medium chamber Y' with a pressure of 200 atü, the cavity a with a pressure of 300 atü, and the interior c of the component 2 and thus the pressure chamber b can then A pressure of 200 to 400 atmospheres can be applied without a bellows having to withstand a pressure difference greater than 100 atmospheres at any point.

Durch die beschriebene Anordnung kann also eine elastische Verbindung zweier gegeneinander beweglicher Bauteile geschaffen werden, wobei die Gesamtdruckdifferenz zwischen innen und außen ein Mehrfaches der zulässigen Druckbeanspruchung der einzelnen Bälge beträgt.The arrangement described thus allows an elastic connection two mutually movable components are created, the total pressure difference between inside and outside a multiple of the permissible pressure load of the individual Bellows is.

Fig. 5 zeigt einen Axial-Dehnungsausgleicher für eine Heißdampfleitung 1, 2, dessen Aufbau völlig dem Schema nach Fig. 3 entspricht.FIG. 5 shows an axial expansion compensator for a superheated steam line 1, 2, the structure of which corresponds completely to the scheme according to FIG. 3.

Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch ein Hochdruckventil als Beispiel für die Anwendung der in Fig. 2 schematisch dargestellten Vorrichtung. Im Ventilgehäuse 2, welches dem Bauteil 2 der Fig. 2 entspricht, ist in bekannter Weise ein Ventilsitz 21 angeordnet, mit dem ein Ventilkörper 22 zusammenarbeitet. Dieser Ventilkörper kann durch eine Gewindespindel 23 mit Handrad 24 auf den Ventilsitz 21 zu und von ihm weg bewegt werden, wodurch das Ventil geschlossen und geöffnet wird. Die durch Drehung des Handrades 24 erzeugte Längsbewegung der Gewindespindel 23 wird auf einen starren, stabförmigen Ventilträger la übertragen, der dem Bauteil la der Fig. 2 entspricht und am einen Ende einen Flansch 25 und am anderen Ende den Ventilkörper 22 trägt. Am Flansch 25 und am Ventilkörper 22 ist das Ende 5 bzw. 6 je eines Balges 3 bzw. 4 starr und druckdicht befestigt. Die beiden einander zugewendeten Enden 7 und 8 der beiden Bälge sind untereinander und mit dem Ventilgehäuse 2 durch einen ringförmigen Körper 26 verbunden, der zugleich den unteren Teil des Ventilgehäuses 2 druckdicht gegen den Oberteil 2ä des Gehäuses abschließt. Die Bälge 3 und 4 bilden zusammen mit dem Flansch 25 und dem Ventilkörper 22 einen Hohlraum a, dessen Volumenkonstanz durch den starren Ventilträger la gesichert ist. Die äußere Seite des Balges 4 steht unter dem Druck des durch das Ventil strömenden Mediums, während die äußere Seite des Balges 3 unter dem Druck der Außenluft steht. Wird wieder angenommen, daß die Bälge 3 und 4 eine Druckdifferenz von 100 atü überbrücken können, dann kann das durch das Ventil strömende Medium einen Druck von 0 bis 200 atü haben, wenn der von den beiden Bälgen, dem Flansch 25 und dem Ventilkörper 22 eingeschlossene Hohlraum a mit einem Druckmittel gefüllt wird, dessen Druck 100 atü beträgt. Bei der Längsverschiebung des Ventilträgers la zum öffnen und zum Schließen des Ventils dehnt sich der eine Balg um das gleiche Maß, um das der andere Balg zusammengedrückt wird. Der Hohlraum a behält deshalb immer das gleiche Volumen, so daß das im Hohlraum a eingeschlossene Druckmittel, beispielsweise Druckflüssigkeit, bei der Verschiebung des Ventilträgers la keinerlei Druckänderung erfährt.FIG. 6 shows a longitudinal section through a high pressure valve as an example of the application of the device shown schematically in FIG. 2. In the valve housing 2, which corresponds to the component 2 of FIG. 2, a valve seat 21 is arranged in a known manner, with which a valve body 22 cooperates. This valve body can be moved towards and away from the valve seat 21 by means of a threaded spindle 23 with a hand wheel 24, whereby the valve is closed and opened. The longitudinal movement of the threaded spindle 23 generated by the rotation of the handwheel 24 is transmitted to a rigid, rod-shaped valve carrier la, which corresponds to the component la of FIG. 2 and carries a flange 25 at one end and the valve body 22 at the other end. On the flange 25 and on the valve body 22 the end 5 or 6 of a respective bellows 3 or 4 is rigidly and pressure-tightly attached. The two mutually facing ends 7 and 8 of the two bellows are connected to one another and to the valve housing 2 by an annular body 26 which at the same time closes the lower part of the valve housing 2 in a pressure-tight manner against the upper part 2a of the housing. The bellows 3 and 4 together with the flange 25 and the valve body 22 form a cavity a, the constant volume of which is ensured by the rigid valve support la. The outer side of the bellows 4 is under the pressure of the medium flowing through the valve, while the outer side of the bellows 3 is under the pressure of the outside air. If it is assumed again that the bellows 3 and 4 can bridge a pressure difference of 100 atmospheres, then the medium flowing through the valve can have a pressure of 0 to 200 atmospheres when the pressure between the two bellows, the flange 25 and the valve body 22 is enclosed Cavity a is filled with a pressure medium whose pressure is 100 atü. During the longitudinal displacement of the valve carrier la to open and close the valve, one bellows expands by the same amount by which the other bellows is compressed. The cavity a therefore always retains the same volume, so that the pressure medium enclosed in the cavity a, for example pressure fluid, does not experience any pressure change when the valve carrier la is displaced.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nicht auf die beiden in Fig. 5 und 6 dargestellten Anwendungsbeispiele beschränkt. Vielmehr läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung überall dort einsetzen, wo Bälge als elastische Verbindung zweier gegeneinander beweglicher und durch Druck beaufschlagter Bauteile Verwendung finden können. In vielen Fällen lassen sich einfache, aber sehr hoch beanspruchte Bälge durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ersetzen. An die Stelle eines hochbeanspruchtenBalges treten dann zwei oder mehr hintereinandergeschaltete, aber geringer beanspruchte Bälge. Dadurch läßt sich der Preis verringern und/oder der Sicherheitsfaktor erhöhen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung schafft auch dort Abhilfe, wo bisher die einfachen Bälge die auftretenden Druckdifferenzen nicht mehr überbrücken konnten.The application of the device according to the invention is not limited to the two in Fig. 5 and 6 shown examples of application. Rather, the device according to the invention can be used wherever bellows can be used as an elastic connection between two components that are movable relative to one another and are acted upon by pressure. In many cases, simple, but very highly stressed bellows can be replaced by the device according to the invention. Instead of one highly stressed bellows, there are two or more bellows connected in series, but less stressed. This can reduce the price and / or increase the safety factor. The device according to the invention also provides a remedy where previously the simple bellows could no longer bridge the pressure differences that occur.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for the elastic connection of two mutually movable components, at least one of which is a hollow body which is under the pressure of a medium passed through it, using at least one pair of bellows concentrically surrounding the first component, axially one behind the other (axially compressible bellows . and / or bendable corrugated pipes or bellows) whose opposite ends are closed and firmly connected to the first component, while their open ends facing each other are firmly connected to each other and to the second component, characterized by the common use of the following features: a) The second, designed as a hob body in a manner known per se, and one concentric one. Pressure chamber (b) or pressure medium chamber (b ') around the component (2) forming the bellows, only one bellows (4) of the first pair of bellows (3, 4) is enclosed; when using further pairs of bellows (14, 15 ) arranged axially one behind the other and behind the first pair of bellows (3, 4), the pressure chamber (b) or pressure medium chamber (b ') is followed by a corresponding number of closed pressure medium chambers (b ") only each a bellows (3) of the one Balgpaares, (3, 4) and the adjoining bellows (15) of the next Balgpaares (14, 15) concentrically enclose. b) In the out of the bellows per one Balgpaares (3, 4 or 14, 15) and the first component (1 or la) formed closed cavities (a or d) and in the pressure medium chambers (b ' or K) a pressure medium is enclosed in a manner already proposed to support the bellows wall the pressure in the cavities acting on the inner bellows surfaces (a or d) with the pressure acting on the outer surfaces of the bellows in the pressure chamber (b) and / or in the pressure medium chambers (b 'or b ") to the maximum permissible load on the bellows ( 3, 4; 14, 15) is coordinated.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the only one bellows (4) of a pair (3, 4) cross-pressure chamber (b) after the interior (c) of the second component, (2) is open. 3. Device according to spoke 1, characterized in that the, only one bellows (4) of a pair (3, 4) overlapping pressure medium chamber (b ') against the interior (c) of the second component (2) by a further bellows (11 ) is completed, which is attached with its ends (12, 13) to the mutually movable components (1 and 2). 4. Use of the device according to claims 1 to 3 as a thermal expansion compensator for high pressure lines, in particular superheated steam lines. 5. Use of the device according to spoke 2 as a longitudinally shiftable glandless, sealing of the valve carrier of a high pressure valve, wherein the first component as a valve carrier and the second component - is designed as a valve housing with a valve seat. Documents considered: German Auslegeschrift, No. 1 048 449; Swiss Patent No. 251730; U.S. Patent Nos. 2,708,563, 2,196,766.