DE1750737A1

DE1750737A1 - Dichtungsanordnung in einem Drehkugelventil

Info

Publication number: DE1750737A1
Application number: DE19681750737
Authority: DE
Inventors: Richards Cecil Graham Francis
Original assignee: BC Richards and Co Pty Ltd
Current assignee: BC Richards and Co Pty Ltd
Priority date: 1967-05-30
Filing date: 1968-05-30
Publication date: 1971-04-22
Also published as: GB1187327A; US3522930A

Description

Püfenturiwülf Dipl. Phys. GtKHARD LIEDL · 8 München 22, Steinsdorfstraße , 1750737

kl. fun. ntitJ Fuinichri-ibcr 05 JJ2Ü6

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B. C. RICHARDS & CO. PTY. LTD. Bilsen Road, Geebung, Brisbane, Queensland, Australia

Dichtungsanordnung in einem Drehkugelventil

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für ein Drehkugelventil mit einem durch einen Stützring aus nachgiebigem Material an die Drehkugel angepreßten Dichtring,

Drehkugelventile der obenerwähnten Art sind bekannt. Bei derartigen Ventilen dient als Strömungsführung ein Kanal in einer von außerhalb eines Ventilgehäuses betätigbaren Kugel, deren Oberfläche gegenüber

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dem die Kugel umgebenden Gehäuse mittels Dichtringen abgedichtet ist. Um zu gewährleisten, daß der Dichtring auch bei leichten Bewegungen der Ventilkugel unter dem Einfluß des Flüssigkeitsdruckes eine Abdichtung gewährleistet, ist es erwünscht, daß der Dichtring als ganzes beweglich ist und gegen die Ventilkugeloberfläche mit Hilfe einer Federkraft angepreßt wird. Die Dichtringe werden deshalb gewöhnlich von einem elastisch nachgiebigen Stützring an die Kugel angedrückt.

Die Dichtringe bestehen vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen oder ähnlichem Plastikmaterial, das nach aufgebrachter Verformung nur langsam seine vorherige Form wieder einnimmt. Solche Materialien werden gewöhnlich als "langsam reformierend" bezeichnet.

Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß die bekannten,elastisch nachgiebigen Stützringe im allgemeinen nicht zufriedenstellen, da sie beim Andrücken gegen den Dichtring dazu neigen, sich radial nach innen zu verquetschen und somit nicht genügend radial nach außen gerichteten Dichtdruck an das Ventilgehäuse übertragen. Dadurch wird das Ventilgehäuse nicht ausreichend abgedichtet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Dichtungsanordnung für ein Drehkugelventil vorzuschlagen, bei der sum Anpressen

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des Dichtringes an die Ventilkugel ein Stützring verwendet wird, der eine gute Abdichtung sowohl zur Kugeloberfläche als auch zum Gehäuse gewährleistet und deren Einzelteile einfach und daher billig herzustellen sind und trotzdem eine lange Lebensdauer aufweisen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Sttitzring von einem in seinem Querschnitt weitgehend L-förmigen, starren Haltering mit hochgezogenem Innenrand an seiner hinteren Stirnfläche und der radial innenliegenden Fläche umfaßt ist.

Auf diese Weise schließen der Haltering und die innere Wandungsfläche des Ventilgehäuses den Stützring so ein, daß er an einer radial nach innen gerichteten Ausdehnung gehindert wird und infolgedessen einen angemessenen Dichtdruck sowohl auf die Ventilkugel als auch auf die Innenwandung des Ventilgehäuses ausübt und diese abdichtet. Die Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung läßt sich besonders auf kleine Kugelventile anwenden, bei denen die gesamte Dichtungsanordnung einschließlich Ventilkugel und Dichtungseinheiten in der Bohrung eines den Ventilkörper bildenden Rohres angeordnet werden. Dabei wird der Einbau dieser gesamten Anordnung einfach durch Einsetzen der Einzelteile der Dichtungsanordnung vorgenommen, d.h. die Ventilkugel und eventuell der die Kugel betätigende Mechanis-

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mus wird von einem Ende her in die Bohrung des Rohres eingeschoben. Die Anwendung dieser Dichtungsanordnung ist jedoch nicht auf derartige kleine Ventile beschränkt.

In einer bevorzugten Ausführungsform schließt der hochgezogene Rand des starren Halteringes mit dem ebenen Ringteil des Halteringes einen stumpfen Winkel ein. Weitere Merkmale und Vorteile sind aus der Beschreibung und den Unteransprüchen ersichtlich.

Nachfolgend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ventilkörper mit einer

lose darin eingeschobenen Dichtungsanordnung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Drehkugelventil mit einge

bauter Dichtungsanordnung, bei dem zwei der erfindungsgemäßen Dichtungeanordnungen vorgesehen sind und

Fig. 3 eine modifizierte Ausführungsform der Dichtungsanordnung.

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In Fig. 1 sind die Einzelteile der Dichtungsanordnung deutlichkeitshalber getrennt voneinander dargestellt. Ein rohrförmiger Ventilkörper 10 besitzt' eine innere Ringnut 11, in der ein Federring 12 aufgenommen ist. Die Dichtungsanordnung ist zwischen dem Federring Ϊ2 und einer gestrichelt dargestellten Ventilkugel 13 vorgesehen. Ein z.B. aus Polytetrafluoräthylen bestehender Dichtring 14 ist gleitend innerhalb des Ventilkörpers 10 eingepaßt und wird durch einen federnd nachgiebigen Stützring 15 an seiner hinteren Stirnfläche 16 unterstützt. Die vordere Stirnfläche 17 des Dichtringes 14 ist der Oberfläche der Ventilkugel 13 angepaßt.

Zwischen dem Stützring 15 und dem Federring 12 ist ein starrer Haltering 18 angeordnet. Der Haltering 18 besitzt einen weitgehend L-förmigen Querschnitt mit einem hochgezogenen Innenrand, wobei der radiale ebene Ringteil 19 mit dem axial vorgezogenen Innenrand 20 einen nur f

wenig über 90° liegenden, stumpfen Winkel einschließt.

In Einbaulage (Fig. 2) wird der nachgiebige Stützring 15 zwischen dem Dichtring 14 und dem radialen, ebenen Ringteil 19 des Halteringes 18 zusammengepreßt. Dadurch neigt der Stützring 15 dazu, sich radial nach innen auszudehnen, liegt dabei jedoch an dem axial hochgezogenen Innenrand 20 des Halt er Inges 18 an und ist somit zwischen den Ring-

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teilen 19, 20 und dem Ventilgehäuse 10 eingeschlossen. Durch den stumpfen Winkel zwischen den Ringbereichen 19 und 20 wird zusätzlich eine leichte Keil wirkung auf den Stützring 15 ausgeübt, die den Umschließungseffekt unterstützt. Dadurch kann sich in dem nachgiebigen Stützring 15 ein beträchtlicher Druck aufbauen, der den Stützring 14 in engen Dichtkontakt mit der Ventilkugel 13 bringt und zugleich einen wirkungsvollen, nach außen gerichteten Dichtdruck zwischen dem Dichtring 15 und dem Ventilgehäuse 10 hervorruft.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind in dem gezeigten Ventil zwei Dichtungsanordnungen A und B gemäß Fig. 1 angeordnet, die jeweils auf beiden Seiten der Ventilkugel 13 zum Einsatz kommen.

Das Ventilgehäuse 10 besteht aus einem Rohrabschnitt, der an beiden Enden mit einem Innengewinde versehen ist und in den die Ventilkugel und die Dichtungsanordnungen A und B satt eingepaßt sind. Das Ventilgehäuse 10 besitzt eine seitliche öffnung zur Aufnahme eines Betätigungsorgans 21 für die Ventilkugel, an dem ein Handgriff 22 befestigt ist. Das Betätigungsorgan 21 besitzt eine Rippe 23 an seinem inneren Ende, die in einer Nut 24 in der Ventilkugel 13 aufgenommen ist. Bei Drehung des Betätigungsorganee 21 wird dadurch die Ventilkugel zwischen der

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Offen- und der Schließstellung des Ventils verdreht. Die seitliche Öffnung im Ventilgehäuse 10 ist durch einen Polytetrafluoräthylen-Dichtring 26 zwischen einer Schulter in der Öffnung und einem Flansch am Betätigungsorgan 21 abgedichtet. Eine Federscheibe 28, die sich an einem Ring 27 im Betätigungsorgan 21 und außen am Ventilgehäuse abstützt, sorgt für den notwendigen Dichtdruck.

Der Einbau der gesamten Ventil- und Dichtungsanordnung gestaltet sich denkbar einfach. Zuerst wird das Betätigungsorgan 21 durch die seitliche Öffnung in das Ventilgehäuse 10 eingeführt, und daraufhin die Federscheibe 28, der Ring 27 und der Handgriff 22 befestigt. Daraufhin wird der Federring 12 der Dichtungsanordnung A eingesetzt und die Ringe 18, 15 und 14 eingeschoben. Das Betätigungsorgan 21 wird so gedreht, daß die Rippe 23 in Längsrichtung zum Ventilgehäuse 10 liegt und dadurch die Ventilkugel 13 in der Schließstellung des Ventils mit der Nut 24 in die Rippe 23 eingesetzt und eingeschoben werden kann. Anschließend werden die Ringe 14, 15 und 18 der Dichtungsanordnung B eingeschoben, zusammengedrückt und der entsprechende Federring 12 der Dichtungsanordnung B eingesetzt.

Die besonderen Vorteile des mit der Dichtungsanordnung ausgestatteten Ventils,sind die wirkungsvolle Abdichtung zwischen Ventilkugel und

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Gehäusewand, die einfache Konstruktion, die auch auf dem einstückigen, rohrförmigen Ventilgehäuse und dem Wegfall eines mehrteiligen Dichtkörpers beruht und schließlich die einfache >: Montagemöglichkeit innerhalb des rohrförmigen Ventilkörpers.

Das beschriebene Ventil besitzt im wesentlichen eine Kugelöffnung mit einem geringeren Durchmesser als die Rohrbohrung selbst beträgt. In vielen Anwendungsarten ist dies Jedoch nicht von Nachteil und ohne Bedeutung.

Die Dichtungsanordnung gemäß Fig. 1 kann selbstverständlich in anderen Ventilen von komplizierterer Konstruktion Anwendung finden, z.B. in glattdurchgehenden Kugelventilen, bei denen die Strömungsöffnung in der Kugel den gleichen Durchmesser wie das Ventilgehäuse besitzt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Dichtungsanordnung. In dieser Anordnung sind der Dichtring und der Stützring miteinander derart kombiniert, daß der aus Polytetrafluoräthylen bestehende Dichtring 14* in den nachgiebigen Stützring 15' eingesetzt ist, so daß der Stützring 15' den Dichtring 14' sowohl radial als auch von hinten umschließt. Auch hier erfaßt der Stützring 15' die hintere Stirnfläche 16 des Dichtringes 14', so daß eine völlig gleich-

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artige Wirkungsweise dieser Anordnung,wie bei der in Fig. 1, erfolgt. In Fig. 3 ist der Haltering 18 mit einem L-förmigen Querschnitt dargestellt, wobei zwischen den Schenkeln ein rechter Winkel vorgesehen ist. Es kann jedoch auch hier anstelle des rechten Winkels ein stumpfer Winkel gemäß Fig. 1 vorgesehen sein.

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann der Dichtring aus nachgiebigem Material bestehen, wobei der Dichtring und der Stützring eine Einheit darstellen. In diesem Fall wird sich der L-förmig ausgebildete Haltering bis nahe an die Kugeloberfläche erstrecken, um eine nach innen gerichtete Verformung der Dichtfläche unter dem Einfluß des Druckes zu vermeiden, wird jedoch die Ventilkugel nicht berühren.

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Claims

Patentansprüche

1. Dichtungsanordnung für ein Drehkugelventil mit einem durch einen Stützring aus nachgiebigem Material an die Drehkugel angepreßten Dichtring, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (15) von einem in seinem Querschnitt weitgehend L-förmigen, starren Haltering (18) mit hochgezogenem Innenrand (20) an seiner hinteren Stirnfläche (16) und der radial innenliegenden Fläche umfaßt ist.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hochgezogene Innenrand (2o) des starren Halteringes (18) mit dem ebenen Ringteil (19) einen ötumpfen Winkel einschließt.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendurchmesser des Dichtringes (14) und des Stutzringes (15) gleich sind.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (14) in den Stützring (15) eingepaßt ist.

5. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkugel (13), der Dichtring (14), der Stützring (15) und der Haltering (18) durch Federringe (12) in einem aus einem Rohrabschnitt bestehenden Ventilgehäuse (lo) gehalten sind.

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