-
Ventildichtung Die Erfindung betrifft eine Ventildichtung mit einer
metallisch dichtenden Fläche und einem Dichtungsring aus nachgiebigem Material von
flachem Profil, der zwischen zwei, beispielsweise miteinander verschraubten Teilen
fest eingespannt ist und über die metallische Dichtungsfläche etwas vorsteht.
-
Bei vielen Ventilen werden elastische Dichtungselemente bzw. -einsätze,
beispielsweise aus synthetischem Gummi, verwendet, auch werden in einigen Fällen
Metall-auf-Metall-Arbeitsflächen in Verbindung mit Dichtungselementen bzw. -einsätzen
aus elastischem Material benutzt. Bei derartigen Anordnungen wurde auch das elastische
Dichtungselement als verhältnismäßig dünner, zwischenzusammen einen Ventilsitz bildenden
Teilen eingeklemmter Ring ausgebildet, wobei es sich herausstellte, daß das elastische
Dichtungselement bei verhältnismäßig großen Druckunterschieden im Strömungsmittel
aus den entsprechenden Klemmteilen herausgedrückt werden kann. Die Folge hiervon
sind Leckverluste, die entweder auf ungleichmäßiger Berührung einer Umfangskante
des Dichtungselements mit den zugehörigen Ventilarbeitsflächen, auf einem Einquetschen
der Dichtung oder auf teilweisem oder vollständigem Herausdrücken des Dichtungselements
beruhen.
-
Wie dies erfindungsgemäß vermieden wird, ist im Hauptanspruch angegeben.
Die Wirkungsweise der Erfindung ist nachstehend an Hand von Zeichnungen erläutert.
Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch ein Druckreduzierventil mit den Merkmalen
der Erfindung, F i g. 2 einen Einzelheiten darstellenden Schnitt in vergrößertem
Maßstab, aus dem der Aufbau der Ventilteile ersichtlich ist, F i g. 3 einen Einzelheiten
darstellenden Schnitt, in vergrößertem Maßstab, aus dem die gegenseitige Lage der
Teile kurz vor Erreichen der Schließstellung ersichtlich ist, F i g. 4 einen Schnitt
ähnlich F i g. 3, bei dem sich die Teile jedoch in vollständig geschlossener Stellung
befinden, und F i g. 5 einen Einzelheiten darstellenden Schnitt durch eine andere
Ausführungsform der Erfindung, bei dem das elastische Dichtungselement von einem
feststehenden Sitz gehalten wird.
-
Das in F i g. 1 dargestellte Druckminderventil entspricht, von der
Ventildichtung abgesehen, die in den F i g. 2 bis 5 größer dargestellt ist, einer
bekannten Bauweise. Die mit den Bezugszeichen 13 bis 28 bezeichneten
Teile hängen mit der Erfindung nicht zusammen und werden deshalb hier auch nicht
näher behandelt. Bei den Ausführungen nach F i g. 1 bis 4 ist der Dichtring aus
nachgiebigem Material im Ventilkegel angeordnet und nicht im Ventilsitz 29.
-
Der metallische Ventilsitzring ist in einer Aussparung 32 des Ventilkörperstegs
33 gelagert und durch einen nachgiebigen, O-förmigen Dichtungsring gegen den Körper
abgedichtet und durch einen Sprengring 36 in seiner Lage festgehalten. Der Ring
29 hat eine kegelige Dichtfläche 37, die gemäß F i g. 3 als Ringwulst 38 ausgebildet
sein kann.
-
Der Ventilkegel besteht gemäß F i g. 2 aus zwei Teilen 46 und 47,
die durch eine Schraubverbindung 48 miteinander vereinigt sind. Der Teil 47 wird
vom oberen Ende einer Hülse 39 gebildet. Die elastische Dichtung 49 ist ein
im wesentlichen einem Kegelstumpf entsprechender, zwischen den Teilen
46 und 47 eingespannter Ring. Ersichtlicherweise sind die Teile 46 und 47
so bearbeitet, daß sie kegelig geformte, sich ergänzende Klemmflächen 50 und 51
aufweisen, welche die Dichtung 49 von gegenüberliegenden Seiten in der Nähe ihres
äußeren Rands einklemmen. Weiterhin sind diese Teile so bearbeitet, daß neben dem
Umfang des Dichtungsrings Zwischenräume 52 und 53 ausgebildet werden. Der nahe der
Außenkante gelegene Teil der Dichtung 49 steht bei offenem Ventil gemäß F
i g. 3 ein kleines Stück über die benachbarten, von den Teilen 46 und 47 gebildeten
Kegelflächen 54 und 55 hinaus. Die Stirnfläche
bzw. der außenliegende
Rand der Dichtung 49 stellt ebenfalls eine Kegelfläche dar und bildet im Schnitt
mit den angrenzenden Seitenflächen rechte Winkel.
-
Das eine Ende der Ventil-Betätigungsstange 27 wird gemäß F i g. 1
vom Teil 46 des Ventilkegels aufgenommen. Der Ventilteller 31 trägt die in eine
Bohrung im Körper eingesetzte hängende Hülse 39, die zur Entlastung dient. In den
Körper ist ein Formstück 41 eingeschraubt, das eine Aufnahmebohrung 42 für die Hülse
39 bildet. Eine Dichtung 43, beispielsweise in Form eines O-Rings, bildet um die
Hülse eine fluidumdichte Abdichtung. Eine Druckfeder 44 drängt den Ventilkegel
gegen den feststehenden Ringsitz 29. Der Teil 46 weist gemäß F i g. 2 eine Bohrung
57 auf, wodurch der Raum innerhalb der Hülse 39 unter dem Fluidumdruck auf der Austrittsseite
des Reglers steht. Da der Raum innerhalb der Hülse 39 mit der Austrittsseite des
Reglers in Verbindung steht, stehen auch die Räume 52 und 53 auf Grund der Verbindung
über die nicht abgedichtete Verschraubung 48 unter diesem Druck.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt: Bei Bewegung
des Ventilkegels in seine Schließstellung berührt zunächst die Umfangsfläche der
Dichtung 49 den Wulst 38, wie in F i g. 3 dargestellt ist. Bei weiterer Bewegung
wird der äußere Teil der Dichtung 49 zusammengedrückt, bis gemäß F i g. 4 eine Metall-auf-Metall-Berührung
gegeben ist. Dieses Zusammendrücken gewährleistet eine vollkommen fluidumdichte
Abdichtung, die verhältnismäßig hohe Druckunterschiede auszuhalten vermag. Soweit
die elastische Dichtung 49 dem Fluidumdruck ausgesetzt ist, drückt dieser
sie gegenüber den zusammenarbeitenden Teilen 46 und 47 einwärts und
nicht aus ihrer Lage heraus, da der sich in den Räumen 52 und 53 befindliche Teil
der Dichtung 49 dem Austrittsdruck ausgesetzt ist, während der auf den äußeren Randteil
ausgeübte Druck die Dichtung einwärts zu drücken sucht.
-
Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 wird der Sitz durch die zwei
bei 64 miteinander verschraubte ringförmige Teile 62 und 63 aufweisende Anordnung
61 gebildet. Zwischen die von den Teilen 62 und 63 gebildeten ebenen Flächen 67
und 68 ist ein verhältnismäßig dünner, im wesentlichen ebener elastischer Teil 66
eingeklemmt. Die von den Teilen 62 und 63 gebildeten Metallflächen 69 bzw. 71 stellen
eine Kegelfläche dar und bilden die metallischen Ventil-Arbeitsflächen. Der innere
Umfangsteil 72 des elastischen Rings 66 ragt ein kleines Stück über die Flächen
69 und 71. hinaus und berührt dabei die zugehörige Arbeitsfläche des
Ventilkegels.
-
Der Ventilkegel 73 kann ebenfalls rückdruckfrei gebaut sein
und ist arbeitsmäßig mit der Stange 75 verbunden. Seine Arbeitsfläche
74 arbeitet mit den Flächen 69 und 71 des Sitzes zusammen.
Im Betrieb sind die Öffnung 76 an die Eintritts- bzw. Hochdruck-Seite und die Öffnung
77 an die Austritts- bzw. Niederdruckseite angeschlossen. Der Teil 62 des Ventilsitzes
ist durch einen O-förmigen Dichtungsring 78
gegen den Körper abgedichtet und
wird normalerweise durch einen Sprengring 79 in seiner Lage gehalten. Da die Verschraubung
64 nicht abgedichtet ist, stehen der Ringraum 81 und der den Außenrand der Dichtung
66 unmittelbar umgebende Bereich in Verbindung mit der Öffnung 77 an der Austrittsseite.
-
Wenn das in F i g. 5 dargestellte Ventil geschlossen ist, berührt
die Kegelfläche 74 zunächst den Innenrand 72 der Dichtung 66. Danach wird
dieser Randteil der Dichtung zusammengedrückt, bis die Fläche 74 auf den
metallischen Ventilarbeitsflächen 69 und 71 aufsitzt. In diesem Zustand ist
das Ventil gegen Leckverluste abgedichtet. Da der äußere Teil des Dichtungsrings
dem niedrigeren Druck auf der Austrittsseite unterliegt, wird eine auf Grund verschiedener
Betriebsbedingungen etwa mögliche Verlagerung vermieden.