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Dichtung für den Antrieb zum Übertragen einer Drehbewegung Die Erfindung
betrifft eine Dichtung für den Antrieb zum Obertragen einer Dreh- oder Schwenkbewegung,
insbesondere für Armaturen. Dabei befindet sich auf einer Seite einer Trennwand
ein antreibendes und auf der anderen Seite ein angetriebenes Glied, und es ist wesentlich,
daß bei diesem Antrieb eine absolute Dichtigkeit erzielt wird. Das angetriebene
Glied kann beispielsweise ein Ventil sein, doch gibt es auch noch andere Anwendungsgebiete,
bei denen an einen hohen Grad von Dichtigkeit bei einem solchen Antrieb scharfe
Anforderungen gestellt werden.
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Beispielsweise in der chemischen Industrie kann es vorkommen, daß
im Innern eines Behälters für gefährliche Gase, Flüssigkeiten od. dgl. ein Organ
vorgesehen ist, das einer Bedienung bedarf, beispielsweise ein Ventil. Die Betätigung
dieses Ventils soll von außen erfolgen, und die Gefährlichkeit des Behälterinhalts,
der auch unter hohem Druck stehen kann, verbietet die Anwendung von Stopfbuchsen
u. dgl.
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Nach der Erfindung weist eine für derartige Zwecke geeignete Dichtung
folgende Merkmale in Kombination auf: a) Die Dichtung besteht aus einem biegsamenRohr,
das um die Dreh- oder Schwenkachse gewunden ist.
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b) Das Rohr enthält im Innern einen gewundenen Stab, der am
einen Ende mit dem antreibenden, am anderen Ende mit dem angetriebenen Glied verbunden
ist.
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c) Das Rohr ist am einen Ende verschlossen und mit dem gewundenen
Stab verbunden, am anderen mit einer festen Trennwand.
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Zweckmäßig sind sowohl das biegsame Rohr als auch der spiralförmig
gewundene Stab schraubenlinienförmig bzw. wendelförmig gestaltet, und bei einer
zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist das biegsame Rohr an seinem verschlossenen
Ende mit dem innenliegenden spiralförmig gewundenen Stab unmittelbar verbunden.
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Eine solche Dichtung weist den bekannten Balgdichtungen gegenüber
eine Reihe von Vorteilen auf. Sie ist bei hohem Druck und bei hoher Temperatur ohne
weiteres anwendbar; so lassen sich Drücke von über 50 kg/CM2 und/oder Temperaturen
über 260' C
ohne weiteres beherrschen. Die neuen Dichtungen sind aus preiswertem
handelsüblichem Material herstellbar und lassen sich sicher vorausberechnen. Sie
können in die Behälterwand eingeschweißt werden, wobei die Schweißstellen gut zugänglich
sind; die Dichtungen können aus schweißbaren Metallegierungen hergestellt werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile gehen aus der Beschreibung einiger
in der Zeichnung voranschaulichter Ausführungsbeispiele hervor.
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Fig. 1 zeigt die Betätigungseinrichtung eines Tellerventils
im Mittellängsschnitt; Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 2-2 der
Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig.
1;
Fig. 4 zeigt die Betätigungseinrichtung eines entlasteten Ventils in ähnlicher
Darstellung wie Fig. 2; Fig. 5 zeigt einen Teil eines der Fig. 2 entsprechenden
Schnitts durch eine Abänderungsforrn eines Ventils, bei dem ein drehbarer Ventilkörper
Verwendung findet.
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Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen ein hermetisch abgeschlossenes
Ventil mit einem äußeren rohrförmigen Gehäuse 10, das mit einem kappenartigen
Abschlußglied 11 mittels einer ringförmigen Schweißnaht 15
verbunden
ist. Das Abschlußglied 11 weist ein rohrförmiges Ventilgehäuse auf, dessen
Einlaß- und Auslaßöffnungen 13 bzw. 14 in gleicherFlucht angeordnet sind,
wie dies aus Fig. 2 zu erkennen ist. Ein Tellerventilkörper
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sitzt an einem Ventilschaft 17 und ist in dem Ventilgehäuse 12 derart angeordnet,
daß es mit einem ringförmigen Ventilsitz 20 zusammenwirkt, der im Ventilgehäuse
vorgesehen ist. Gegebenenfalls kann der Ventilkörper 16 mit einem nachgiebigen
Dichtungsglied 21 versehen sein, das die Außenfläche des Ventilkörpers umgibt, so
daß eine sichere Abdichtung zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz 20 gewährleistet
ist. Das dem Ventilkörper 16 abgewandte Ende des Ventilschaftes
17 ist mittels eines Schnappringes 23 an dem Ende eines Steuerarmes
22 befestigt. Das andere Ende des Steuerarmes 22 sitzt drehbar auf einem Achsstummel
24, der an der Stirnwand 25 eines inneren rohrförrnigen Gehäuses
26 befestigt ist; dieses innere rohrförrnige Gehäuse 26 liegt gleichachsig
im Innern des Gehäuses 10 und wird in dieser Stellung durch einen Endverschluß
31 gehalten, der mit dem Gehäuse 26 durch eine ringförmige Schweißnaht
30 hermetisch abdichtend verbunden ist. Auch das äußere rohrförmige Gehäuse
10 ist hermetisch abgedichtet gegenüber dem Deckelteil 31, und zwar
mittels einer ringförmigen Schweißnaht 33.
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In dem Ringraum zwischen dem inneren und äußeren rohrförmigen Gehäuse
liegt ein wendelartig ausgebildetes Rohr 40, das aus einem Material hoher Festigkeit
besteht und sich ohne Verformung verbiegen kann; als Material kommt beispielsweise
rostfreier Stahl in Betracht. Das äußerste linke Ende 41 des Wendelrohres 40 ist
durch eine ringförmige Schweißnaht geschlossen, die die Außenseite des Rohres hermetisch
abschließt und mit dem Arm 22 verbindet. Die Stimwand des Deckelteiles
31 weist einen Abschnitt 44 auf, der radial zur Achse der Gehäuse
10 und 26 gerichtet ist und eine öffnung aufweist, in die das Ende
des Rohres 40 hineinragt, dieses Ende des Rohres ist mittels einer ringförmigen
Schweißnaht 45 hermetisch abgedichtet. Im Innern des Wendelrohres 40 liegt eine
Wendelstange 46, deren eines Ende 50 sich bis zum äußersten linken Ende des
Wendelrohres erstreckt. Die Wendelstange besteht aus verhältnismäßig steifem Material,
das in der Lage ist, ein Drehmoment zu übertragen; es kann also eine aus einem Stück
bestehende und aus rostfreiem Stahl hergestellte Stange zur Verwendung kommen. An
Stelle eines festen Stabes oder einer Stange kann auch ein Rohr zur Verwendung gelangen,
vorausgesetzt, daß es hinreichend starr bzw. steif ist. Das Ende 50 der Stange
ist mit dem Steuerarm 22 für das Ventil hermetisch abdichtend verbunden, und zwar
mittels einer ringförtnigen Schweißnaht 51.
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Das rechte Ende 52 der Stange 46 ist gelenkig zwischen den
Zinken des gabelförmigen Endes 56 eines Steuerarmes 53 befestigt,
und zwar mittels einer in den Arm 53 eingesetzten Schraube 54, die mit einem
zapfenartigen Ansatz 55 in eine öffnung hineinragt, die in dem Ende der Stange
vorgesehen ist. Der Steuerarm 53 sitzt drehbar auf einer Welle
60, die in der mittleren Öffnung des Deckels 31 befestigt ist.
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An dem anderen Ende des Steuerarmes 53 befindet sich ein Radsegment
61, das mit einer Schnecke 62
kämmt, die, wie Fig. 3 zeigt,
am Ende einer Bedienungswelle 63 vorgesehen ist. Diese Bedienun(Yswclle ist
in einem Lager 66 drehbar, das in einer Öffnung eingeschweißt ist, die sich
in einer Abschlußkappe 71
befindet; diese Kappe 71 ist mit dem Dcckel
31 durch eine Mutter 75 verbunden, die auf das Ende der Welle
60 aufschraubbar ist. In dem Flansch der Endkappe 71 und dem damit
zusammenwirkenden nach Gußen gerichteten Flansch 77 des Deckels
31 sind einige Ventilstifte 76 vorgesehen. Diese Stifte
76 dienen dazu, die Kappe 71 in ihrer richtigen Lage züi sichern und
zu verhindern, diß sie sich verdreht, wenn 5 das Ventil betätigt wird. Die
Bedienungswelle 03
weist einen nach außen aerichteten Flansch 64 auf, der
einerseits mit einer nach innen vorragenden Schulter 65 des Lagers
66 und andererseits mit einem Ventil 73 zusammenwirkt, das durch eine
Stopfbuchsenschraube 72 gesichert ist, welche in das offene Ende des Lagers
66 eingeschraubt ist. Auf dem `äußeren Ende der Bedienungswelle
63 sitzt ein Handrad 74.
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Zur Bedienung des Ventils wird das Handrad 74 verstellt, wodurch der
Antriebsarm 53 gedreht wird. Die Drehung dieses Armes 53 hat zur Folge.
daß das rechte Ende 52 des Stabes 46 uni die Achse der Welle 60
verdreht
wird. Diese Drehung des rechten Endes 52
des Stabes 46 hat zur Fol-e, daß
auch das linke Ende 50 des Stabes 46 verdreht wird. Diese Bewegung des Stabendes
50 bewirkt, daß der das Ventil betätigende Arm 22 um die Achse der Welle
24 gedreht wird, um dabei das Ventil zu öffnen oder zu schließen. Wenn das Stabende
50 gedreht wird, hat es das Bestreben, den Durchmesser der verschiedenen
Windun-en des Rohres 40 zu vergrößern oder zu verklein2rn, und zwar je nach
der Richtung der Verstellbewegung Zwischen dem Stab 46 und dem Rohr 40 muß
ein
hinreichend großes Spiel vorhanden sein. damit das Rohr 40 hinreichend
aestreckt oder zus2immenaüpreßt werden kann, damit eine hinreichenule Verdrehung
zwischen den Enden des Stabes erfoleen kann, ohne daß dabei eine unzulässige Reibung
zwischen (lern Stab und dem Rohr entsteht.
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Die Verwendung des Rohres 40 zu dem Zweck-, eine # gs um den beweglichen
hermetischc Abdichlung rin Stab 46 herbeizuführen, hat ge ., genüber bisherigen
Anordnungen verschiedene Vorteile. Einer dieser Vorteile ist darin zu sehen, daß
die rohrfürmigo Gestalt für Druckbehälter sehr wirksam Ist. so daß mit einem Mindestmaß
an Wandstärke ausgekommen werden kann, um Druckunterschieden zu beiden Seiten der
Wandung zu widerstehen. Außerdem ist es möglich. das Rohr sehr genau zu formen
und auf diesc Weise eine einwandfreie Betriebsweise zu gewährleisten, was bei den
bisher bekannten Einrichtung n, beispiels-..e weise bei Anwendung von Bälgen, nicht
möglich i3t. Die Einrichtung nach der Erfindung kann auch so ausgebildet sein, daß
sie extrem hohen Temp-,raturen und Drücken gewachsen ist, denn die bei der Bedienung
des Ventils in dem rohrförmigen Teil entstehenden zusätzlichen Beanspruchungen sind
verhältnismäßig gering.
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Die Ausführungsform nach Fig. 4 entspricht im wesentlichen derjenigen
nach Fig. 1 bis 3,nur mit (lern
Unterschied. daß ein gewichtsaus- egl
g ichenes Tellerventil 80 zur Anwendung kommt, das an dem einen Ende eines
etwas abgeänderten Antriebsarmes 81
mittels eines Stiftes 82 befestigt
ist; dieser Stift ist an dem Szhaft 80 des Ventils angeordnet und ragt in
einen läncylichen Schlitz des gabelförmigen Endes des Armes 81 hinein. Das
Ventil weist eine Ventilscheibe 83 auf. die mit cinem Ventilsitz
85 zusammenwirkt. der in dem Ventilgehäuse 90 vorgesehen ist. Das
Ventilgehäuse 90 weist eine Einlaßöffnung 91 und eine mit ihr in gleicher
Flucht angeordiete Auslaßöffnung 92 auf. Das Ventil ist mittels eines Kolbens
84 ausgeglichen, der an dem rechten Ende des Ventilschaftes 80 vorgesehen
ist. wie dies in Fig, 41 veranschaulicht
ist; der Kolben
84 ist in einer Ausgleichkammer 93 in axialer Richtung hin und her verschiebbar.
Die Kammer 93 steht mit dem Einlaß 91 des Ventils durch einen Ausgleichkanal
95 in Verbindung, so daß die auf das Tellerventil einwirkenden Kräfte ausgeglichen
werden. Die übrigen Teile der Antriebseinrichtung sind im wesentlichen die gleichen
wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3.
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Fig. 5 veranschaulicht einen Hahn mit Hahnküken, der mit der
gleichen Einrichtung steuerbar ist, die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt
ist. Bei dieser Ausführungsform befindet sich ein kegelförmiges Küken
100 in einem entsprechend kegelförmig ausgestalteten Sitz 101, das
in dem Gehäuse 102 vorg.-sehen ist, weiches einen Einlaßkanal 106 und einen
Auslaßkanal 107
hat. Das Küken weist einen Achsansatz 103 auf, der
in einer Aussparung drehbar ist, welche in der Stirnwand des inneren rohrförmigen
Gehäuses 26 liegt. Eine kleine Druckfeder 110 hält das Küken
100 mit dem Sitz 101 im Eingriff. An den Enden des Rohres JO und des
Stabes 46 ist im wesentlichen in der eleichen Weise wie bei der Bauart nach Fig.
1 ein Antriebsarm 104 befestigt. Das andere Ende des Armes 194 ist mit dem
Hahnküken 100 in geeigneter Weise verbunden, derart, daß dieses Küken
100 gedreht wird, wenn das Handrad 74 verstellt wird.. Das Küken
100 weist eine öffnung 105 auf, deren Achse senkrecht zur Drehachse
de s Kükens verläuft Lind die den Einlaßkanal 106 und den Auslaßkanal
107 miteinander verbinden kann.
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Der mit einem Hahnküken ausgestattete Hahn nach Fig. 5 erfordert
eine Drehung des Kükens um 900,
um das Küken aus der Schließstellung in die
voll geöffnete Stellung zu überführen. Dieses Bewegungsmaß kann in einfacher Weise
bei der in Fig. 1 veranschaulichten Einrichtung erzielt werden, indem das
Rohr 40 und der Stab 46 entsprechend ausgcstaltet werden.