DE1987455U - Vorrichtung zur stopfbuchslosen Abdichtung von Räumen unterschiedlichen Druckes - Google Patents
Vorrichtung zur stopfbuchslosen Abdichtung von Räumen unterschiedlichen DruckesInfo
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- DE1987455U DE1987455U DENDAT1987455D DE1987455DU DE1987455U DE 1987455 U DE1987455 U DE 1987455U DE NDAT1987455 D DENDAT1987455 D DE NDAT1987455D DE 1987455D U DE1987455D U DE 1987455DU DE 1987455 U DE1987455 U DE 1987455U
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung mittels Rollmembranj wobei die,Rollmembran beidseitig druckentlastet
ist. , . ■-.-■"■
Die Verwendung von Rollmembranen.,beispielsweise zur Abdichtung
der Spindel von Ventilen oder Kolbeniist verschiedentlich vorgeschlagen worden.-Die bekannten Anordnungen
sind jedoch nicht für alle Anwendungsfälle geeignet, da bestimmte Eigenschaften verlangt werden,
wie beispielsweise Gasabgabe,Heliumdrchlässigkeit und
Umknickanfälligkeit (Stabilität der geringen Wandstärke), die ihre Verwendungsmöglichkeit sehr stark: einschränken, ;
Zur Vermeidung dieser Nachteile , beispielsweise für
Vakuuraventile-die lediglich als ein Beispiel genannt seien
und stellvertretend für andere Anwendungsfälle genannt
sind, deren Verbesserung'ebenfalls Zweck dieser Erfindung
ist- ist vorgeschlagen worden, bei einem Vakuumventil
eine Rollmembran als elastisches Abdichtelement zwischen den verschiebbaren Verschlußteilen und dem Ventilgehäuse
vorzusehen, wobei die Außenfläche der Rollmembran durch eine Stützhülse abgestützt wird« Durch diese.Anordnung
mag zwar die Gasabgabe aus dem Membranmaterial weitgehend verhindert werden, es wird weiter Umstülpen oder Ausbeulen der Membran in dem unter Unterdruck stehenden Raum
vermieden, jedoch dürfte die Belastbarkeit der Membrankörper noch verbesserungsbedürftig sein» Diese Belastung
der Membrane ergibt sich beispielsweise bei Vakuumventilen
aus dem Druckunterschied zwischen dem evakuierten System und dem Atmosphärendruck auf dem Ventil, bei anderen Ventilen aus allen denkbaren Druckunterschiedskombinationen
zwischen Ventilinnenraum und ambientem Druck.:
Nach einer weiteren vorbekannten Ausführung ist das Ventil
mit einer aus drei unterschiedlichen Abschnitten aufgebauten Rollmembran ausgerüstet, deren äusserer Abschnitt um
ein geringes grosser ist als der Innendurchmesser des entsprechenden Teiles des Venlilgehäuses, deren: innerer Durch-
messer um ein geringes kleiner ist als der jeweilige
Durchmesser der Bedienunpsspindel, und deren dritter,
zwischen dem äusseren und dem inneren Abschnitt angeordneten Abschnitt, gefaltet ist j wobei dessen größter Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des ersten9 äusseren Abschnittes, Dabei wird keine Stopfbüchse benötigtsund
durch geeignete chemische Zusammensetzung des Membranma- terials,
Dimensionierung der Materiäldicke und/oder relative
Abmessung des gefalteten Abschnittes der Rollmembran soll
es möglich seinÄ das System bei hohen oder niedrigen Temperaturen.,
sowie bei schwachen oder starken Drücken,, zu verwenden. Aber auch bei dieser Anordnung ist eine echte
Druckentlastung des Membrankörpers nicht gegebens der Druck
wird ggf. nur auf die längere Membran verteilt.
Um das Membranmaterial von der sich aus unterschiedlichen
Drücken ergebenden Belastung zu entlasten, wurde dann vorgeschlagen^
dass die Membran durch eine nichtkompressible Flüssigkeit , wie beispielsweise öla mit weitgehend unveränderlichem
Volumen abgestützt ist, wctei der mit der
Flüssigkeit gefüllte Raum durch die Membrane und den Zylinderkörper bestimmt wird. ■
Durch diese Anordnung wird lediglich eine gewisse Entlastung der Membrane erreicht„ jedoch eignet sich diese
Druckentlastungsvorrichtung nur für besondere Anwendungen,
insbesondeie Kolbenmaschinen. Für andere Anwendungsfälle
ist diese Anordnung im allgemeinen zu aufwendig,, da der
mit Flüssigkeit gefüllte Raum die Steuerelemente desselben,
und damit Durchführungen nach äussen, enthält, die dann
wieder besonders abgedichtet werden müssen* Anschliessend
an den Stand der Technik hat sich die Erfindung die technische Aufgabe gestellt, eine stopfbuchslose Abdichtung
mittels Rollmembran anzugeben. Es ist ein weiteres Ziel
der Erfindung, eine Abdichtung anzugeben, bei welcher wahlweise
Unter- oder Überdruck auf beiden Seiten der Abdichtung herrschen kann. Außerdem ist es nach der Erfindung möglich,,
eine stopfbuchslose Abdichtung von in einem Gehäuse hin- und herbewegenden Teilen anzugeben. Es ist schließlich ein
Ziel der Erfindung, eine geringere Gasdurchlässigkeit bei bestimmten Gasarten, beispielsweise Helium, zu erzielen.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist innerhalb eines
Gehäuses ein bewegliches Element, beispielsxtfeise Kolben oder Ventilsitz, angeordnet; die Abdichtung zwischen dem Gehäuse
und dem beweglichen Element erfolgt durch Membrankörper, wobei letztere die bei geschlossenem bzw, gesenktem oder gehobenem
bzw, geöffnetem Element im Volumen weitgehend unveränderliche
Membrankammern definieren,, xtfelche mit einem weitgehend nicht
kompressiblen Medium gefüllt ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird somit dadurchgelöst,
daß zxyei Rollmembranen in der Weise angeordnet werden, daß·zwischen ihnen eine Kammer (geschlossener
Raum) entsteht, der sich bei Bewegung des hin- und hergehenden Teiles in seinem Volumen nicht verändert und mit einem Druckmedium (z.B. Flüssigkeits- öl- oder Gas) gefüllt -ist,- dessen
Druck größer oder gleich ist dem Druck auf einer beliebigen
-4-
Seite der Dichtung,. Der Druck auf der Überdruckseite ' '■
der Abdichtung wird sich also über die erste Rollmembrane und- -das Druckmedium (Flüssigkeit) auf der an der.
Unterdruckseite befindlichen Rollmembrane abstützen. . Da die beiden Rollmembranen symmetrisch zueinander angeordnet
sind, spielt es keine Rolle, auf welcher Seite der Abdichtung überdruck bzw. Unterdruck herrschts und
die Abdichtung ist also auch in den vorher genannten Fällen -wechselweise überdruck oder Unterdruck auf beiden Seiten
der Dichtung- bei denen eine normale Rollmembranabdichtung versagt» voll funktionsfähig. .
Das Druckmedium in der Kammer zwischen den beiden Rollmembranen lässt insbesondere bei.Verwendung einer Flüssigkeit (sehr geringe Kompressionsfähigkeit) eine Faltenoder Knickbildung der Membrane nicht zu. Nach diesem Prinzip
sind also auch Abdichtungen mit extrem langen Rollmembranen
(grosse Hublänge bei kleinem Durchmesser der Membrane)
möglich. '
Weiterhin können (besonders bei grösseren Membrane-Durchmesser)
die Durchmesserunterschiede .zwirnen Gehäusewand
(Zylinder) undfäem beweglichen Teil (Kolben) verkleinert
werden, da das Druckmedium eine Berührung der am Kolben und am Gehäuse aufliegenden Membraneteile verhindert.
Dadurch wird der Ringspalt, der für die Druckbelastung
der Membrane maßgebend ist j verkleinert und die in der Membrane auftretende Spannung (t>
·; o-'Vsptt'*·»)- ebenfalls kleiner.
Da nach der Erfindung zwei- Rollmembranen (doppelte Wandstärke)
sowie das eingeschlossene Druckmedium als Dichtung wirken, ist eine wesentliche Verringerung der Gasdurchlässigkeit (z.B. Heliumdurchlässigkeit) der Abdichtung gegenüber"■'; einer normalen Rollmembraneanordnung zu erwart en. -
„De-r Druck des Mediums innerhalb der Rollmerabrankammer kann
beispielsweise erreicht 'werden: .
a) durch einen verstellbaren und feststellbaren Kolben,,
der gleichzeitig als Abschluss des Systems nach auss.en
dient, " - -
b) durch einen federbelasteten verstellbaren Kolben ,{ggf.
mit Rückschlagventil)j wobei sich -auch bei Leckverlusten
und unabhängig von den Aussendrücken- ein '
nahezu konstanter Druck in der Membranekammer einstellts
c) durch eine Regeleinrichtung., die den Druck in der Membranekammer
selbsttätig entsprechend dem Druck auf
einer Seite der Abdichtung einstellt.
Dieses Prinzip der Regelung kann ach doppelt für beide
Seiten der Abdichtung angewandt werden. Nach b) und c) kann auch die bei Betrieb auftretende Wärmeausdehnung des
Druckmediums ausgeglichen werden.
Der Erfindungsgegenstand sei anhand der beigefügten Abbildung
kurz erläutert» Dabei zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemässe Vorrichtung in einem - ;
Zylinder mit beweglichem Kolben,;..,-. ...■■'.■
Fig. 2 drei sinnvolle Ausgestaltungen da? Vorrichtung
zur Erzielung eines konstanten Druckes in der Membrankammer. . . .
Die Figur 1 zeigt in der linken Hälfte A den innerhalb des
Zylinders 1 angeordnet en j bewe glichen Kolben 2 in -.Mittel--.,
stellung., während in der rechten Hälfte B der bewegliche
Kolben 2 in oberster Stellung gezeigt ist. Die Abdichtung
der Räume/3,4 gegeneinander erfolgt durch die Membranen
5j6 9 wobei der auf der einzelnen Membrane jeweils wirkende
Druck durch das die Membrankammer 7 füllende Medium kompensiert und von der einen auf die andere Membrane über™,
tragen wird. Zur Einstellung des Druckes in. der Membranekammer
7 wird weiter vorgeschlagen,, wie in Fig. 2.1 ge- '.. ■'
zeigts einen in die Membranekammer 7 hineinragondens variabel
einstellbaren Kolben 8S welcher durch eine Kontermutter
9 gehaltert ist und am beispielsweise schltizkopfförmig ausgebildeten Ende 8l verstellt werden kanns vorzusehen. · ·,-■ .'""■.. . ."■-."
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
(PIg'. 2.2) wird der Druck durch einen durch eine Feder 11 gesteuerton Kolben Io erreicht.
Für bestimmte Anwendungsfälle hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, eine Regelvorrichtung nach Fig. 2„3 zu verwenden.
Dabei ist die Membrankammer 7 durch einen Federungskörper 11 nach aussen abgeschlossen. Der Federungskörper 11 ist
in einem nach aussen abgedichteten Raum 12 untergebracht,
der mit. dem Raum 3 über eine Druckausgleichsleitung 13 verbunden
ist.-Hierdurch wird eine Entlastung, des Membrankörpers
(5j6) erreicht^ da der Druck im Raum 7 dadurch annähernd
gleich dem Druck im Raum 3 ist. Zur Begrenzung für den Federungskörper ist ein variabel einstellbarer Anschlag IM5
ggf. mit Feder 159 vorgesehen.
Durch geeignete Anordnung von zwei Abdichtungen und der
Ausführung dor Fig. 1 ist es möglich,."-beispielsweise-durch
'Anordnung eines abgefüllten,, in allen Betriebsstellüngen
im Volumen unveränderlichen Raumes zwischen den Abdichtungen, das erfindungsgomässe Verfahren auch für grössere
Druckdifferenzen zu verwenden.
Claims (8)
- Ί) Vorrichtung zur stopfbuchslosen Abdichtung von Räumen unterschiedlichen Druckes $ und zwar wahlweise Über- oder Unterdrücke auf beiden Seiten der Abdichtung„ mittels eines elastischen Abdichtungselementes j dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Gehäuses '(1) ein bewegliches Element, beispielsweise Kolben oder Ventilsitz (2) angeordnet istP und daß die Abdichtung zwischen dem Gehäuse (1) und dem beweglichen Element (2) durch Membrankörper '(5, 6) erfolgt, wobei letztere die bei geschlossenem,, bzw. gesenktem oder geöffnetem bzw. gehobenem Element (2) im Volumen weitgehend unveränderliche Membrankammer (7) definiert;, und daß die Membrankammer (7) mit einem Medium gefüllt ist.
- 2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet f daß der Druck in der Membrankammer (7) durch einen in die Membrankammer (7) hineinragenden,. variabel einstellbaren Kolben (8) eingestellt wird. ;" .+* . ■ . - ■ ■.■■-■■
- 3) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet? daß der Dru—ck in der Membrankammer (7) durch einen durch eine Feder (11.) gesteuerten Kolben (10) geregelt
- 4) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß die Membrankammer (7) mit einem 'beweglichen Element (Federungskörper) (71) verbunden ist, und daß der Federungs körper (71) durch den variabel einstellbaren Anschlag (14) und/oder durch den über die Druckausgleichsleitung (13) einwirkenden Über- oder Unterdruckdes Raumes (3) in seiner Ausdehnung begrenzt wird.
- 5) Vorrichtung nach Anspruch 1? dadurch gekennzeichnet/ daß der Druck in der Membrankammer (7) größer ist als der Betriebsdruck im Raum (3) oder (4).
- 6) Vorrichtung nach Anspruch'T9 dadurch gekennzeichnets daß der Druck in der Herabrarikammer (7) gleich ist dem Betriebsdruck im Raum (3) oder (4).
- 7) Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (7) mit einem weitgehend nicht~kompressiblen Medium gefüllt ist,
- 8) Vorrichtung nach Anspruch 7S dadurch gekennzeichnet-, daß die Kammer (7) mit einem gasförmigen Medium gefüllt ist.iS! Diese Unteriuge (88sCfiteiouh9 \»n<j Scrtuuanspi) i<>( 3ie iuieu> amQewcnis, iio .velchl /Oft dsf vVorf snQ «ist titspriinolich einaereichlen Unterlogen ob. Oie /echtlisht - eedeuiung <iei Abweichung ist ilioht geprüft wsr-füiiarich einoeieiehien Unierlogen befinden sich in. <ien Afnisokwn. "iie '<onnen )nde<iei\ ohne Nachweis s rechtSiori^n )ntetesse& gebührenfrei eingesehen werden Auf Antrag werden hiervon ouch Fotokopien oder filmni o'en· üblichen Preisen geliefert Oeulsches Poientoml, GebrouchsmuSierStetie
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1987455U true DE1987455U (de) | 1968-06-12 |
Family
ID=1216548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1987455D Expired DE1987455U (de) | Vorrichtung zur stopfbuchslosen Abdichtung von Räumen unterschiedlichen Druckes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1987455U (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3128539A1 (de) * | 1981-07-18 | 1983-02-03 | Effbe-Werk Fritz Brumme Gmbh & Co Kg, 6096 Raunheim | "rollschlauchdichtung fuer axial bewegliche zylinderelemente" |
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- DE DENDAT1987455D patent/DE1987455U/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3128539A1 (de) * | 1981-07-18 | 1983-02-03 | Effbe-Werk Fritz Brumme Gmbh & Co Kg, 6096 Raunheim | "rollschlauchdichtung fuer axial bewegliche zylinderelemente" |
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