DE1921939A1 - Dichtungsvorrichtung - Google Patents

Description

Di ch.tungsvorrich.tung

Die Erfindung bezieht sich auf sine Dißhtungsvorriohtung? inebesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Dichtungs« •vorrichtung, bei welcher ein aus elastisch deforroierbarem karboxylierteia Buna ST bestehender Dichtungsring Yarwendet wird, der eine Sfut aufweist₉ in welcher ein sich nicht auspressender Ring aus Hylatron oder ein.©» äquivalenten T/erkotoff angeordnet ist«

Bei bekannten DichtungaYorriclituB.g©n wirde im allgeiaeinen PolyiArsthan als Dichtungsring verwendete Polyurethan besitat jedoch "keinen großen Betriebßtesiperaturbereich und ist ferner gegenüber bestisnate-a StröasungsBiittolii (Pliiasigkeiten) nicht widerstandsfähig₀ Weiterhin ist bei der Verwendung von Polyurethan In Umgebungen mit hoher peratur nachteilig,,, daß es nach ©iiaer v^rhältnismäSB kurzen Zeitspanne bleibend srhärt@1i_e Schli©ßlich hat Polyurethan auch eine verhältnisaäseig niedrig© ständigkeit_&

Bs hat sich in iri©ieia fäilüii te^axi@g@Bt@lltp öaS öl© ⁵⁵lere®⁵³ (Auflagefläch©) od©r Ätrjealg© l'@il @iia©a aus üblichem O-usirai (mit ©iiisr 2ugf©igtig'k@ii- Im

ps

si

bis

18 2 4/1138

der mit dem beweglichen Seil in Berührung steht, und zwar am weitesten von der Sichtung in weicher Druck an das bewegliche Seil angelegt wird, entfernt ₉ weggerieben (weggeknabbert) wird«, laoKjäem eine hinreichead großa Menge des Dichtungsrings auf diese Weis© v/eggea?.'b©itet ist» verbleibt ein Raum zwischen deas King und dem beweglichen Teil und es tritt ©ine unerwünschte Lecksten© auf _a Wcmn erst-einmal ein derartiger Raum vorhanden ist₉ so wird der Hing schnell zerstört und die Mchtungsvorriöhtung wird vom beweglichen Seil wegg@aog@n, was ©in ernstes 3j@ckprobl®B3 aur Folge hat₀

Ss wurde bereits vorgeschlagen, einen nicht ren Ring ausatmen ait einem Mehtungsring su verwenden_e Slwar wurde die Leistungsfähigkeit dor Dicht-angsvorriohtung. durch den Einbau eines nicht hersuspreßfoaren Ringes im allgemeinen verbessert^ jedoch tritt ein Ausfall übt Diehtungsvorrichtung noch teer innerhalb ©insu? verhältnis* mäßig kurzen Zeitspanne ©in_s

Ein Siel der Erfindung besteht in der Ausbildung einer ■ Uichtungsvorrichtung derart, daß die lachteile bekannter DichtungSTorrichtungen vermieden werden_β

Ein weiteres Siel der Erfindung bestehi; in d©r Ausbildung einer DiclitungsTorriohtung nit eineia karbosyliortsn Buna 1 BiolitungeriEg₉ öerc rait ei&eaj nioht herauepreßfeareu tEOn-Eiisg ©ä©5? ©iö,esi äquiiraleatem Ring das Auf treten -won lie einstellen iferliinö@:ct

Wm WQUu^e¹QS %'Iq1 öler E^fiaöuiis feeaiaht si@1a &w£ fli©

BAD ORIGINAL

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bildung einer DichtungBvorrichtung derart, daß diese einen weiten Betriebstemperaturbereioh aufweist ₉ beständig gegenüber StröiBungsiaitteln (Flüssigkeiten) ist und zudem einen ausgezeichneten Abnutzungswlderstand aufweisto

Schließlich besteht ©in weiteres Ziel der Erfindung darin» einen Dichtungsring vorzusehen, der über ©in© linger© Zeitspanne hinweg nnß. in ©inesi höheren Ienperatttrbereich- arbeitet_s beror eine dauernd© Erhärtung der Vorrichtung stattfindet*

Weitere Vorteile und Einzelheiten sowie 2iel© der Erfindung ergeben sicli aus der Beschreibung" ©ines Auefiihrungebei Spieles an. Hand der Zeichnung? in der Zeichnung sseigts

Pig„ 1 eins auseitiandergesogeae Ansieht der g@ffläB d®r Erfindung ausgebildeten Diehtungsvorrichtung?

Fig„ 2 einen Schnitt durch di© Diohtung-svorriohtung₉ die zwlseaen swei Oberflächen angeordnet ist» und äsvrar in einer Betriebs- oder Uioht-Druok-Steilung;

Figo 3 eine ähnliche Ansicht- wie in l?ig„ 2« wobei jedoch die Dichtungsvorrichtuttg in einer Betriebs- oder Drucfestellung dargestellt ist.

In der Zeiehaung sind mit dsn. gl@ich®n üezugszsiohisn die gleichen Elemente bezeichnete In Pig. 1 ist eine gemäß der Erfi.ndun.g ausgebildete r'iohtungBTori'ichtung dargestellt, und im ganzen mit d©ss Besugszeienen 10 ssseichnet* Die Vorrichtung 10 weist einen Dichtungsring IS und einen Stützring 14 auf, der von einer Mut 16 aufgenommen ist, die an einer EndBtirnfläclie aungebildet ist_s Bio andere Endstirnfläche des Rings 12 ist durch ein.® Hut 17 derart aufspalten, daß ein Innensehenkel 18 gebildet wird, der kürzer und dicker int, als ein Auflenschenksl 2O₄

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Der Schenkel 18 weist konvergierende Endflächen 22 und 24 auf_s wobei letztere länger 1st als erster©ο Der Schenkel 20 weist aa der Überschneidung sein©e Außenutefangs und eeiner Endstirnfläche 28 einen Kegel 26 auf«, Ia entlasteten Zustand ist die Hut in de?r Vorrichtung 10 7~f'ovmig₉ wobei der eingeschlossene Winkel annähe renä 28° beträgt _a

Wenn die Vorrichtung 10 Eusanraiengef&lXiäa und in eine Hut 28 im Gehäuae 30 benachbart aur Stange 32 angeordnet iist_?f so nimmt sie die in $ig<j 2 gegeigt© Form an₀ VJenn di® ?or~ riohtung 10 sineia Druck von rechts aufgesetzt wlrd₉ so nimmt sie die in FIg* 3 gezeigte Stellung sin und liefert eine überlegene Abdichtung svfieclien der Stange 32 und dem (tah&us® 3Oo

Die Vorrichtung 10 erzeugt ©ine Hochteraperatur^ und Hoch-» druck« Abdichtung zwischen irgendwelchen zwei relativ aufeinander beweglichen Seilen, die gleitend eingepaßte komplementäre zylindrische Arbeitsflächen aufweisen, wobei ein Abstandsspalt dazwischen liegt, wie beispielsweise bei dem Gehäuse 30 und der Stange 32* Der Dichtungsring 12 besteht aus karboxyliertoa Buna 3J₀ !Carboxyliert®s Buna JT ißt ein Karboxyl-Butadien^Acrylnitril-Kopolymer« Der Sttitaring H besteht aus ÜTylatron_e Rylatron ist ©la Polyhesaraethylenadi« pamid nit Q₉S biß 6_S5 Qew_e^ Mblybdändisulfide

Ein geeignetes karboxyliertiee Buna H für den Ring 12 wird im Handel als Hyoar 1072 durch die Fijraia Β_βϊ"_β ß-oodrioh Chemical Co< angeboten und hat folgende Eigenscheften bei geeigneter Hlschungt

g?/piaqhe

1c Härte, Duro "A" ' 90

2_e Zugfestigkeit» psi - lbe/sq₉in., 3700 3c Dehnung, ^f/. 200

00982A/113B BAD OWGINAL

4β Dehnungsmo-dul. ca. 100$, ρε! * lbß./aq.in. 2700

5. Reißfestigkeit, (Die C) Ids,/in, 328

6. ITlederteinperatur-Sprödigkeit

ASTM D736-5 Stunden. oa_e -4O⁰P (-40⁰C) bestanden

7. Setzen bzw. Härten beim Zusammendrücken (Methode B) 70 Stunden oa, 250⁰F (121⁰O) -plied dieke

(gefaltete Scheiben) 34.7

B. liuftofenaltorung - 70 Stunden o&*25O°F. Ttoiaoho Srgetmlee·

(1210O)	0
1 β Härteänderung, Pts	+6.7
2. Zugänderung, $S	-35.9
3. Dehnungeänderung, $>	kflna Ηϋββ
4» Oberfläohenändtruog
G0 Ölbad - 70 Stunde^ c*f 2500F,. (1^16O)
AS3?M Ho. 1 öl ·	+3
1. Hart«andtrung, Ptd.	-7-7
2. Zugänderung, ^	-25.6
3ο Dehnungeänderungf fi	-.81
4. Yolusienänderung, $
D. Ölbad - 70 Stunden oa. 250°*. (1210O) .
ASSPM No.. 3 öl

1 · Härteänderung, Ptβ« -4

2. Zugänderung, % -14.6

3. Dehnungeänderung, ^ -1.8

4. Volumenünderung, & +14.3

B. Abriebwideretand auBgezelob.net

)er Nylatron-Ring 14 let ia Handel trhältlioh und hat fplftnÄt Sigeneonaftenι * ./.

009824/113 8

Eigenschaft

Einheit

„ο,

Zugfestigkeit, 73 3? pai

(22^aC)

Dehnung, 73°!?* (22⁰O) £ Elastizität sraodul,

73 I₀ (22 C) psi Biegefestigkeit s ^3⁰S¹*

(22^Θ0) psi

Härte, Hookwell, 73⁰E (22⁰C) Barometer, 73 I (22⁰Ci)

Schlagaerreißspannung ft_elbs/sq_βin« linearer thermischer _t „ Ausdehnungskoeffizient in_e/in»/ P₀ Deformation bei Belastung

\ CC J.'c, >ί-, VW ρ».'. /^

Wärme-Verformung )264 psi ^F« Temperatur ) 66 psi F_e

Schmelapunkt ⁰I₁₀

Dielektrische Festigkeit

Kursaeit (0,080 Soll Dicke)Volt/10"¹^ D-149

Zoll

Voluiaenwiderstanä

Dielektrizitätskonstante 60^oy·

'Jest Method© D-638 D-638 D-S38 D-790

D-765 D-S 76

D-696 D-621

D-648 D-789

Offi-ÖM

10^boy_e
Dielektrischer Verlustwinkel

D-257

D-150

D-150

o oy_o
^ö cy

Beständig gegenüberί

Hioht beständig gegenübers .Wylatron as 10,000-T4,000"

5-150 450,000-600,000

16,000-19?000

H110*125 D80-9Q

50-180

Oa 5-2-5"

200-470 400-490

496^9

300-400

2.5X1.O¹.³

Übliche Lösungsmittel, Kohlenwasserstoffe,Ester, Ketone, Alkali, ■verdünnte Säuren»

Phenol, Ameisensäure, konaentrierte Mineralsauren«

009824/1138 BADORJGfNAi

192193«

,7 -

Wasseraufnahme beim

Eintauchen (24 Stunden) $ D-570 O_c5-1₀4-Sättigung

(Kochen bei konstanter

Wassertemperatur) # 6-8

Gleichgewicht

(5C$ SoHo 73⁰F*) # '2,5

Spezifisches Gewicht D-792 1*14-1_O15

Warum die Dichtungsvorriohtung 10 aus karboxyliertem Buna H und !Tylatron so gut arbeitet, ist bislang nicht -völlig aufgeklärte Vermutlich sind die Zugfestigkeit und dar Modul des karboxyliertem Buna Bf wiohtig© Faktoren* Beweise deuten daraufhin^ daß dann, wenn ein Zwischenraum zwischen den abgedichteten Seilen vorhanden ist, ©ine Auspreseung sum Ausfallpunkt nicht auftritt, wenn die Zugfestigkeit des Dichtungsrings 12 den Strömungsmitteldruck übersteigt und keine !Relativbewegung vorhanden ist« Wenn Bewegung vorhanden ist_f eo mußte die Zugfestigkeit des Dichtungsrings 12 viel größer sein, als der Strömungsmitteldruck (annähernd doppeli^o groß, um den infolge der Bewegung auftretenden Zug zu iiberv/inden₉ biss ©in Üfylatron-Stützring 14 verwendet wurde, der offensichtlich die Zugwirkung kompensiert,, Es wurde ferner beobachtet, daß der Hylatron-Stützring 14 das Auspressen nicht vollständig verhindert, wenn er zusammen mit einem Dichtungsring verwendet wird, der eine kleinere Zugfestigkeit aufweist ale der Strömungsmitteldruck beträgte Es ist anzunehmen, daß dies deshalb auftritt, weil der Hylatron-Ring 14 den Zwischenraum syrischen den abzudichtenden Seilen nicht ausschaltet* Um einen derartigen Abstand auszuschalten, müßte der Nylatron-Rlng bis au seinen Naohgebepunkt belastet werden, oder es mUßte ein Werkstoff mit einem niedrigeren Haohgebepunkt Verwendung finden.»

ο/ β

009824/1138

Es wurde ein Versuch durchgeführt., bei dem karboxylierte Buna IT-Dichtungsringe 12 verwendet wurden, und zwar ohne einen nicht auspreßbaren Ring 14 und mit einem nicht auspreßbaren Hing 14« Der Dichtungsring ohne den nicht auepreßbaren Stütaring fing an undicht zu fer©yden_? bei annähernd 5000 Zyklen eines 0 bis 3000pei Versuche bei 190⁰F₀ Die Undichtigkeit stieg schnell an und in einem J¹SlIe wurde ©ine den Ausfall bedeutende Undiohtigkeitsrate bei 20 000 Zyklen erreichte Bei einem Wiederholungsversueh begann di© Undichtigkeit (das Leoken} wiederum bei 5000 Zyklen und eine den Ausfall bedeutende leokrate wurde bei 40 000 Zyklen erreicht* Der Ausfall trat deshalb auf, weil die Ferse des Dichtungsrings in einesa solchen Ausmaß weggearbeitet war_? daß die Lippe zusamraenfiel ₀

Gleichartige Versuche wurden rait karboxyliertea Buna-U-Abdiohtringen 12 durchgeführt, die aus Itfylatron bestehende nicht auspreßbare Stützringe H aufwiesen^ wie in der Anmeldung dargestellt und beschrieben« Diese Proben haben bislang 640 000 bzw* 448 000 Zyklen durchlaufen, ohne daß eine Undichtigkeit aufgetreten iat_e Diese außergewöhnlichen Ergebnisse bei Verwendung einer Kombination aus dein.karboxylierten Buna U Dichtungsring und dem ÜTylatroii-Htüti<ri&.g ergaben sich völlig unerwartet und übertreffen bekannte Diohtungsvorrichtungen bei weitem«

Anstelle von JTylatron kann für den Ring 14 als alternativer befriedigende Ergebnisse liefernder Werkstoff ein Schichtstoff aus einem Phenolharz und Baumwollstoff verwendet werden,, Derartige Sohiohtstoffe sind Im Handel verfügbar und haben bei Zimmertemperatur folgende Eigenschaften.

Zugfestigkeit, psi 9100 (ASOJM D-638-585)

Dehnung, # 10„8 " "

Härte, Shore "D" 75

ο/ β

009824/1138 BAD

Elastizitätsmodul, psi

bei Zug

bei Biegung-

Biegefestigkeit, psi Zusammendrückfe stigkeit »psi

Iaod Belastung (ft* Ifoö₉/iti_e) Qhen an den Kanton

Spezifisches Gewicht ,000(AS(DH 2J-638-583? 98,560 D-790-583!

5,430

2)^229-58

8e.7O D-256-56

4,93

U27 P

ASXH bezeichnet die Torsohriftea. dor AaiePican Sooiety for Sesting Materials„

Patentansprüche §

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Claims (1)

1. „. 10

   Patentansprüche

   M übungsvorrichtung für eine Hoch tsspora tür«- und Ho oh druclD-Abdiehtung zwischen sv/ei relativ aneinander bewe !Peilen Hiit gegenüberliegenden Flachs vi., gsksnassloii net durch sinen Blchtimgsriiig (10), flor aa ®i&©m Und® be~ naclifoari 'au und koaxial mit sjeineai Imi^aäur^bMessitr eins Mut(16) aufweist, la flor eia Stütsring (14) angeordnet ißt₉* wobei,der Dlohtungsrißg an ®<attia&m anä&Ttm Etirl© swei Schenkel besitzt xmÄ wobei der Diohtungisriag f©rm53* φΙε Kopolymer aus karboxyliertem Butadien uM Acrylaiteil ist,, und wobei der Stütariiig (14) aus eimsxs Poly^erwe^Trotoff besteht, der bei Rauiateraperatuj? eins Zugfestigkeit von. siiEiisstiSrks 8OÖOpsi_s eine Durometerhärte τοη D75~90_? uad ®iimn Elastisitätsmodul bei Zug av7isohen 300 000 und 600 000 aufweist*

   _β Biahtungsvorriohtung na oh Ali Spruch 1 ₉ dadurch g ® k ß η η a β- lohnet, daß der Stützrias aus Polyhesaasthylän* Adipamid besteht, welohee 0,5 bis 6j5 (3-evr_e5Ä MblybdändiauXfid enthältο

   3«, Dioh"i!uag0Vorriohtung naoh Anspruch 1, öaÄureh g β k β η. η ee lehnst, daß der Stütaring (14) aus ©in&m Sohiohtstoff aus Phsnolhars und einem öav/©b© besteht·

   BAD ORJGfNAi/ 00982A/1138