DE202017107647U1

DE202017107647U1 - sealing arrangement

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Publication number: DE202017107647U1
Application number: DE202017107647.4U
Authority: DE
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2018-01-16
Anticipated expiration: 2027-12-16

Abstract

Stellventil mit einem Ventilgehäuse (4), das einen Ventilkanal bildet, einem Ventilglied (18) welches den Fluidstrom reguliert und einer Druckentlastungseinrichtung (26), die mindestens eine Druckentlastungsöffnung (28) in dem Ventilglied (18) und eine Druckentlastungskammer (30) aufweist, wobei eine Dichtungseinheit (38) vorgesehen ist, die das Ventilglied (18) gegenüber dem Ventilgehäuse (4) abdichtet, wobei die Dichtungseinheit (38) Paare von Dichtungslippen (58, 60; 62, 64) und die Dichtungslippen (58, 60, 62, 64) aufspreizende Federn (66, 68) umfasst, wobei eine Dichtungsaufnahmenut (39) vorgesehen ist, die eine Dichtfläche (40) und zwei axiale Anlageflächen (42, 44) bildet, wobei in den axialen Anlageflächen (42, 44) Verbindungskanäle (74, 76) eingebracht sind, die die Dichtungsaufnahmenut (39) mit der Druckkammer (30) und dem der Druckkammer abgewandten Bereich des Ventilkanals verbinden, wobei die Dichtungseinheit (38) einen innenliegenden Basisbereich (54, 56) aufweist und sich die Dichtungslippen (58, 60, 62, 64) gegenüberliegend von diesem Basisbereich (54, 56) aus erstrecken, und wobei die Öffnungen der Dichtungslippen (58, 60, 62, 64) jeweils in Richtung der Verbindungskanäle (74, 76) zugewandt und somit zu dem Einlasszugang (12) und dem Auslasszugang (14) offen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungslippen (58, 60, 62, 64) und die axialen Anlageflächen (42, 44) derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei Anlage der Dichtungseinheit (38) an der jeweiligen axialen Anlagefläche (42, 44) nur die Federn (66, 68) in axialer Richtung die Anlagefläche (42, 44) berührt, während die Dichtungslippen (58, 60, 62, 64) von der Anlagefläche (42, 44) beabstandet sind.A control valve comprising a valve housing (4) forming a valve passage, a valve member (18) regulating fluid flow and a pressure relief device (26) having at least one pressure relief port (28) in the valve member (18) and a pressure relief chamber (30). wherein a sealing unit (38) is provided which seals the valve member (18) with respect to the valve housing (4), the sealing unit (38) comprising pairs of sealing lips (58, 60, 62, 64) and the sealing lips (58, 60, 62 , 64) spreading springs (66, 68), wherein a Dichtungsaufnahmenut (39) is provided which forms a sealing surface (40) and two axial abutment surfaces (42, 44), wherein in the axial abutment surfaces (42, 44) connecting channels ( 74, 76) are introduced, which connect the Dichtungsaufnahmenut (39) with the pressure chamber (30) and the pressure chamber remote from the region of the valve channel, wherein the sealing unit (38) has an inner base portion (54, 56) and the seal lips (58, 60, 62, 64) extend opposite said base portion (54, 56), and wherein the openings of the seal lips (58, 60, 62, 64) are respectively toward the connection channels (74, 76). facing and thus to the inlet port (12) and the outlet port (14) are open, characterized in that the sealing lips (58, 60, 62, 64) and the axial abutment surfaces (42, 44) are coordinated such that when plant the sealing unit (38) on the respective axial contact surface (42, 44) only the springs (66, 68) in the axial direction of the contact surface (42, 44) touches, while the sealing lips (58, 60, 62, 64) of the contact surface (42, 44) are spaced.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stellventil mit einem Ventilgehäuse, einem Ventilglied und einer Druckentlastungseinrichtung. Das Stellventil kann entweder mit einem Ventilglied als Kegel ausgeführt sein, oder das Ventilglied ist als Kolben ausgeführt und der Kolben bewegt sich innerhalb eines Ventilkäfigs. The invention relates to a control valve with a valve housing, a valve member and a pressure relief device. The control valve can be designed either with a valve member as a cone, or the valve member is designed as a piston and the piston moves within a valve cage.

Ein solches Ventilkäfigstellventil ist aus der US 2010 0270491 A1 bekannt, die eine Dichtungsanordnung zur Verwendung mit Ventilen offenbart, die eine erste Dichtung und eine zweite Dichtung gegenüber der ersten Dichtung umfasst. Die ersten und zweiten Dichtungen sind dichtend in ein Verschlusselement eines Ventils eingefügt und greifen an einer Dichtungsfläche gegenüber dem Verschlusselement an. Zwischen den ersten und zweiten Dichtungen ist ein Abstandsring angeordnet, um zu verhindern, dass die ersten und zweiten Dichtungen einander berühren. Zusätzlich ist der Abstandsring so bemessen, dass der Abstandsring nicht mit dem Verschlusselement oder der Dichtfläche in Berührung kommt. Diese Dichtungsanordnung lässt sich allerdings nicht für eine bidirektionale Abdichtung einsetzen. Für Ventilglied von Stellventilen, welche wahlweise von beiden Seiten vom Prozessfluid durchströmt werden können, nämlich FTO (flow to open) oder FTC (flow to close), hat die Verwendung dieses Dichtungstyps nur in einer Durchflussrichtung eine Dichtwirkung. Die Verwendung der Dichtanordnung als Druckentlastung bei einer bidirektionalen Anströmung ist Nachteilig, da die Dichtwirkung nicht in gleicher Weise bei einer bidirektionalen Anströmung wirkt. Bei der Anströmung in Richtung FTC würde keine oder nur eine undefinierte Dichtwirkung erzielbar sein. Zudem wird ein weiteres, von der Strömung beeinflussbares Abstandselement benötigt, welches den Abstand der Dichtungslippen auseinanderhält um eine freie Bewegung der Dichtungslippen zu ermöglichen. Such a valve cage control valve is from US 2010 0270491 A1 which discloses a seal assembly for use with valves comprising a first seal and a second seal opposite the first seal. The first and second seals are sealingly inserted into a closure member of a valve and engage a sealing surface opposite the closure member. Between the first and second seals, a spacer ring is arranged to prevent the first and second seals from contacting each other. In addition, the spacer ring is dimensioned so that the spacer ring does not come into contact with the closure element or the sealing surface. However, this seal arrangement can not be used for a bidirectional seal. For valve member of control valves, which can be traversed either from both sides of the process fluid, namely FTO (flow to open) or FTC (flow to close), the use of this type of seal only in a flow direction has a sealing effect. The use of the sealing arrangement as pressure relief in a bidirectional flow is disadvantageous because the sealing effect does not act in the same way in a bidirectional flow. When approaching in the direction of FTC no or only an undefined sealing effect would be achieved. In addition, a further influenceable by the flow distance element is required, which keeps the distance of the sealing lips apart to allow a free movement of the sealing lips.

EP 2 677 219 B2 offenbart eine Ventilanordnung zur Verwendung mit Fluidventilen, die einen Ventilkäfig und eine Dichtungsanordnung umfasst, die in einem Ventilglied positioniert werden soll. Weiterhin umfasst die Dichtungsanordnung eine erste Dichtung und einen ersten Abstreifer, wobei die erste Dichtung den ersten Abstreifer belasten soll, um das Eindringen von Verunreinigungen auf einer dynamischen Dichtungsfläche zu verhindern und eine zweite Dichtung und einen zweiten Abstreifer, wobei die zweite Dichtung den zweiten Abstreifer belasten soll, sowie einen Abstandshalter zwischen dem ersten und dem zweiten Abstreifer bereitstellen soll. Auch diese Dichtungsanordnung lässt sich nicht für eine bidirektionale Abdichtung einsetzen. EP 2 677 219 B2 discloses a valve assembly for use with fluid valves that includes a valve cage and a seal assembly to be positioned in a valve member. Furthermore, the seal assembly includes a first seal and a first scraper, wherein the first seal is to load the first scraper to prevent the ingress of contaminants on a dynamic sealing surface and a second seal and a second scraper, wherein the second seal load the second scraper should, as well as to provide a spacer between the first and the second scraper. This seal arrangement can not be used for a bidirectional seal.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Ventil mit einer Druckentlastungseinrichtung eine leichtgängige Druckentlastungsdichtungsanordnung bereitzustellen, die bidirektional wirksam ist. It is an object of the invention to provide in a valve with a pressure relief device, a smooth pressure relief seal assembly, which is bidirectionally effective.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. The object is solved by the features of claim 1. The dependent claims form advantageous developments of the invention.

In bekannter Weise umfasst das Stellventil ein Ventilgehäuse, das einen Ventilkanal bildet, der insbesondere einen Ventileingang mit einem Ventilausgang verbindet. Das Stellventil umfasst ferner ein Ventilglied und eine Druckentlastungseinrichtung, die eine Druckentlastungsbohrung in dem Ventilglied und eine Druckentlastungskammer umfassend eine Kammerwand aufweist. Eine Bewegung des Ventilglieds, das mit der Kammerwand verbunden ist, führt zu einer Relativbewegung zwischen der Kammerwand und dem Gehäuse. Oder die Kammerwand ist gleichzeitig der Ventilkäfig in welchem der Kolben geführt ist und sich gegenüber dem Ventilkäfig bewegt. Ferner ist eine Druckentlastungsdichtung vorgesehen, die die Kammerwand gegenüber dem Ventilgehäuse oder dem Kolben abdichtet. Die Druckentlastungsdichtung umfasst zwei Dichtungselemente. Die Dichtungselemente umfassen jeweils eine Dichtungseinheit, die einen Basisbereich und zwei daran anschließenden Dichtungslippen aufweist. Ferner umfasst eine Dichtungseinheit eine die Dichtungslippen aufspreizende Feder. In known manner, the control valve comprises a valve housing, which forms a valve channel which connects in particular a valve inlet with a valve outlet. The control valve further includes a valve member and a pressure relief device having a pressure relief bore in the valve member and a pressure relief chamber comprising a chamber wall. Movement of the valve member connected to the chamber wall results in relative movement between the chamber wall and the housing. Or the chamber wall is at the same time the valve cage in which the piston is guided and moves relative to the valve cage. Further, a pressure relief seal is provided, which seals the chamber wall relative to the valve housing or the piston. The pressure relief gasket comprises two sealing elements. The sealing elements each comprise a sealing unit which has a base region and two sealing lips adjoining it. Furthermore, a sealing unit comprises a spring which spreads the sealing lips.

Ferner ist eine Dichtungsaufnahmenut vorgesehen, die insbesondere eine rechteckige Querschnittsform besitzt, und zwei axiale, insbesondere kreisringförmige Anlageflächen bildet. Die axialen ringförmigen Anlageflächen sind jeweils von wenigstens einem Verbindungskanal durchbrochen der die Dichtungsaufnahmenut entsprechend mit dem Ventilkanal des Stellventils einerseits und mit der Druckentlastungskammer andererseits verbindet. Die Druckentlastungselemente sind mit ihren Dichtungsmanschetten derart in der Dichtungsaufnahmenut aufgenommen, dass die Dichtungslippen den jeweiligen axialen Anlageflächen zugewandt sind, wodurch das durch die Verbindungskanäle strömende Medium aufspreizend auf die Dichtungslippen wirkt, die sich damit zwischen dem Stellglied und Ventilgehäuse aufspreizen und mit hoher Dichtwirkung abdichten. Auf diese Weise wird eine große Dichtwirkung erzielt, unabhängig davon, ob das Ventil FTO oder FTC angeströmt wird. Further, a Dichtungsaufnahmenut is provided, which in particular has a rectangular cross-sectional shape, and two axial, in particular annular contact surfaces forms. The axial annular abutment surfaces are each penetrated by at least one connecting channel which connects the Dichtungsaufnahmenut corresponding to the valve channel of the control valve on the one hand and with the pressure relief chamber on the other. The pressure relief elements are accommodated with their gaskets in the Dichtungsaufnahmenut that the sealing lips facing the respective axial abutment surfaces, whereby the flowing through the connecting channels medium spreading acts on the sealing lips, which thus spread between the actuator and valve housing and seal with high sealing effect. In this way, a large sealing effect is achieved, regardless of whether the valve FTO or FTC is flowing.

Erfindungsgemäß sind die Öffnungen der Dichtungselemente jeweils in Richtung des strömenden Mediums ausgerichtet. Die bidirektionale Anströmung des Stellventils benötigt zwei sich gegenüberliegende und direkt zur Strömung hin offene Dichtlippenkonturen. According to the invention, the openings of the sealing elements are each aligned in the direction of the flowing medium. The bidirectional flow of the control valve requires two opposite and directly to the flow open sealing lip contours.

Das erfindungsgemäße Stellventil ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungslippen und die axialen Anlageflächen derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei Anlage der Dichtungseinheit an der jeweiligen axialen Anlagefläche nur die Federn in axialer Richtung die Anlagefläche berührt, während die Dichtungslippen von der Anlagefläche beabstandet sind. The control valve according to the invention is characterized in that the sealing lips and the axial abutment surfaces are matched to one another such that upon contact of the sealing unit with the respective axial abutment surface, only the springs in the axial direction touch the abutment surface, while the sealing lips are spaced from the abutment surface.

Durch diese Ausgestaltung sind die Dichtungslippen von den zugeordneten Anlageflächen beabstandet und damit frei beweglich. Dadurch wird insbesondere bei einer Relativbewegung zwischen Kammerwand und Ventilgehäuse eine Beschädigung bzw. Abheben der Dichtungslippe vermieden und die Abdichtung gewährleistet. Es wird verhindert, dass eine Dichtungslippe der der Strömungsrichtung abgewandten Dichtungsmanschette aufgrund des auf die gegenüberliegende Dichtungsmanschette wirkenden Drucks während der Bewegung in den Spalt zwischen die Kammerwand und das Gehäuse geklemmt wird und damit die leichtgängige Bewegung des Ventilglieds behindert. With this configuration, the sealing lips are spaced from the associated contact surfaces and thus freely movable. As a result, in particular with a relative movement between the chamber wall and the valve housing, damage or lifting of the sealing lip is avoided and the sealing is ensured. It is prevented that a sealing lip of the gasket facing away from the direction of flow seal is clamped due to the force acting on the opposite sealing sleeve pressure during movement in the gap between the chamber wall and the housing, thus hindering the smooth movement of the valve member.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stellventils wird zur Abstimmung der Dichtungslippen und der axialen Anlageflächen die Erstreckung der Federn in axialer Richtung länger gewählt als die Länge der zugeordneten Dichtungslippen. In one embodiment of the control valve according to the invention, the extension of the springs in the axial direction is chosen to be longer than the length of the associated sealing lips for tuning the sealing lips and the axial contact surfaces.

Die Federn sind in der Länge ihrer axialen Erstreckung und der Länge der Dichtungslippen derart aufeinander abgestimmt, dass die Feder in Axialrichtung über die Dichtungslippen hinausragt, so dass in einer Anschlagposition die Feder und nicht die Dichtungslippe an der axialen Anlagefläche der Dichtungsaufnahmenut ansteht. Oder Aussparungen in der Dichtungsaufnahmenut erlauben eine freie Bewegung der Dichtungslippen bei Anlage der Feder an der axialen Anlagefläche. Auf diese Weise ist bei einer bidirektionalen Anströmung eine hohe Dichtwirkung der Druckentlastung möglich. Die Feder ist dazu insbesondere als Ring-Spiralfeder ausgebildet. The springs are matched in the length of their axial extent and the length of the sealing lips to one another such that the spring protrudes in the axial direction over the sealing lips, so that in a stop position the spring and not the sealing lip is present at the axial bearing surface of the Dichtungsaufnahmenut. Or recesses in the Dichtungsaufnahmenut allow free movement of the sealing lips upon contact of the spring on the axial bearing surface. In this way, a high sealing effect of the pressure relief is possible with a bidirectional flow. The spring is designed in particular as a ring spiral spring.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stellventils weisen zur Abstimmung der Dichtungslippen und der axialen Anlageflächen die erste axiale Anlagefläche und zweite axiale Anlagefläche Aussparungen auf, die so dimensioniert sind, dass die Dichtungslippen von den Anlageflächen beabstandet sind und sich innerhalb der Aussparungen frei bewegen können. In a further embodiment of the control valve according to the invention have for tuning the sealing lips and the axial bearing surfaces, the first axial bearing surface and second axial bearing surface recesses which are dimensioned so that the sealing lips are spaced from the contact surfaces and can move freely within the recesses.

Die Dichtungsaufnahmenut ist bevorzugt gehäuseseitig eingebracht. Die Ausgestaltung der bewegten Kammerwand kann so einfach gehalten werden. In einer weiteren Ausführung ist die Dichtungsaufnahmenut im beweglichen Kolben eines Ventilkäfigventils eingebracht. The Dichtungsaufnahmenut is preferably introduced on the housing side. The design of the moving chamber wall can be kept so simple. In a further embodiment, the seal receiving groove is inserted in the movable piston of a valve cage valve.

Bevorzugt umschließt die Kammerwand einen Teil des Ventilgehäuses, insbesondere des Ventildeckels, in dem eine Ventilstange geführt ist, umfänglich. So wird die Druckkammer durch die Kammerwand, den umschlossenen Teil des Gehäuses und dem Ventilglied gebildet. In dieser Anordnung ist die den Ventilglied betätigende Ventilstange durch die Druckkammer geführt. Beschreibung Ventilkäfigventil Preferably, the chamber wall surrounds a part of the valve housing, in particular the valve cover, in which a valve rod is guided, circumferentially. Thus, the pressure chamber is formed by the chamber wall, the enclosed part of the housing and the valve member. In this arrangement, the valve member actuating valve rod is guided by the pressure chamber. Description Valve cage valve

Die Dichtungsaufnahmenut kann durch einen Druckentlastungsträger am Gehäuse oder dem Kolben, der eine erste axiale Anlagefläche bereitstellt, und einen Stützring, der eine zweite axiale Anlagefläche bereitstellt, verbunden sein. Der Stützring ist bevorzugt lösbar an dem Druckentlastungsträger befestigbar. The gasket receiving groove may be connected by a pressure relief beam to the housing or the piston providing a first axial abutment surface and a support ring providing a second axial abutment surface. The support ring is preferably detachably fastened to the pressure relief carrier.

Dadurch können die Dichtungsmanschetten auf einfache Weise in die zwischen dem Druckentlastungsträger und dem Stützring gebildete Dichtungsaufnahmenut eingesetzt werden. Thereby, the gaskets can be easily inserted into the seal receiving groove formed between the pressure relief carrier and the support ring.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Druckentlastungsträger lösbar an dem Gehäuse oder Kolben befestigt. So kann der Druckentlastungsträger mit den Dichtungsmanschetten und dem Stützring vormontiert werden und so als Baueinheit mit dem Ventilgehäuse verbunden werden. Diese Baueinheit kann in einfacher Weise aus dem Stellventil demontiert und bei Verschleiß ersetzt werden. According to a preferred embodiment, the pressure relief carrier is releasably secured to the housing or piston. Thus, the pressure relief carrier can be pre-assembled with the gaskets and the support ring and so are connected as a unit with the valve body. This unit can be easily removed from the control valve and replaced with wear.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Dichtungsmanschetten federelastische PTFE-Dichtungsmanschetten. According to a further advantageous embodiment, the gaskets are resilient PTFE gaskets.

Schließlich ist vorteilhaft, wenn die Federn Ring-Spiralfedern sind, die sich für derartige Anwendungen besonders eignen. Finally, it is advantageous if the springs are ring-coil springs, which are particularly suitable for such applications.

Die beiden Dichtungsmanschetten können zusammen einteilig ausgeführt sein, wodurch ein gemeinsamer Basisbereich gebildet wird. The two gaskets can be made together in one piece, whereby a common base region is formed.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung zeigen: In the description, the claims, and the drawing, the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals below are used. In the drawing show:

1 einen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Kegel-Stellventils; 1 a section through a part of a cone control valve according to the invention;

2 eine vergrößerte Darstellung der Druckentlastungseinrichtung des erfindungsgemäßen Stellventils nach 1; 2 an enlarged view of the pressure relief device of the control valve according to the invention 1 ;

3 eine vergrößerte Darstellung einer Druckentlastungsdichtung nach 2. 3 an enlarged view of a pressure relief seal after 2 ,

4 eine vergrößerte Darstellung einer Abwandlung der Druckentlastungsdichtung nach 3. 4 an enlarged view of a modification of the pressure relief seal after 3 ,

5 einen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Käfig-Stellventils; und 5 a section through a part of a cage control valve according to the invention; and

6 eine vergrößerte Darstellung der Druckentlastungseinrichtung des erfindungsgemäßen Stellventils nach 5. 6 an enlarged view of the pressure relief device of the control valve according to the invention 5 ,

Von dem erfindungsgemäßen Stellventil ist in 1 ein Teil des Gehäuses 2, mit einem Ventildeckel 4 des Gehäuses verschlossen, der mit dem Teil des Gehäuses 2 über Gewindebolzen 6, 8 verbunden ist. An den Ventildeckel 4 schließt sich ein Joch an. Das Gehäuse 2 hat einen ersten Zugang 12 und einen zweiten Zugang 14, die über einen Ventilkanal verbunden sind, wobei die Zugänge 12, 14, je nach der Strömungsrichtung des Prozessmediums einen Zulauf oder einen Ablauf für das Prozessmedium bilden. Of the control valve according to the invention is in 1 a part of the housing 2 , with a valve cover 4 closed of the housing, with the part of the housing 2 over threaded bolts 6 . 8th connected is. To the valve cover 4 joins a yoke. The housing 2 has a first access 12 and a second access 14 , which are connected via a valve channel, the accesses 12 . 14 , depending on the flow direction of the process medium form an inlet or a drain for the process medium.

In das Gehäuse 2 ist ferner ein Ventilsitz 16, der durch einen Ventilglied 18 zu verschließen und zu öffnen ist, der durch eine mit einem Stellantrieb (nicht gezeigt) verbundene Ventilstange 20 betätigt wird. Die Ventilstange 20 ist über ein Lagerteil 22 an dem Ventildeckel 4 geführt. Die Ventilstange 20 endet an dem Ventilglied 18, der mit einer Druckentlastungseinrichtung 26 ausgestattet ist. In the case 2 is also a valve seat 16 passing through a valve member 18 to be closed and opened by a valve rod connected to an actuator (not shown) 20 is pressed. The valve rod 20 is about a camp part 22 on the valve cover 4 guided. The valve rod 20 ends at the valve member 18 that with a pressure relief device 26 Is provided.

2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Druckentlastungseinrichtung 26 des erfindungsgemäßen Stellventils nach 1. 2 shows an enlarged view of the pressure relief device 26 of the control valve according to the invention 1 ,

Die Druckentlastungseinrichtung 26 umfasst eine Druckentlastungsbohrung 28 in dem Ventilglied 18 und eine Druckentlastungskammer 30. Die Druckentlastungskammer 30 wird durch eine an dem Ventilglied 18 abdichtend angebrachte, zylindrische Kammerwand 32, die wiederum gegenüber einem innerhalb der Kammerwand 32 liegenden Teil des Ventildeckels 4 abgedichtet ist, gebildet. Zur Abdichtung ist ventilgehäuseseitig eine Dichtungsaufnahmenut 39 angeordnet, die eine Druckentlastungsdichtung 38 trägt und die Kammerwand 32 gegenüber der radialen Nutinnenfläche abdichtet, so dass die Dichtigkeit auch während der Relativbewegung zwischen Kammerwand 32 und Ventilgehäuse 4 leckagearm gewährleistet ist. The pressure relief device 26 includes a pressure relief hole 28 in the valve member 18 and a pressure relief chamber 30 , The pressure relief chamber 30 is by a on the valve member 18 sealingly mounted, cylindrical chamber wall 32 which, in turn, faces one inside the chamber wall 32 lying part of the valve cover 4 is sealed, formed. For sealing valve housing side is a Dichtungsaufnahmenut 39 arranged, which is a pressure relief seal 38 carries and the chamber wall 32 seals against the radial groove inner surface, so that the tightness during the relative movement between the chamber wall 32 and valve housing 4 Leakage is guaranteed.

Die Dichtungsaufnahmenut 39 ist durch einen Druckentlastungsträger 34, der mit einem Stützring 36 verbunden ist, gebildet. Die Druckentlastungskammer 30 wird somit durch den Stützring 36 und den damit verbundenen Druckentlastungsträger 34, der auf einen Teil des Ventildeckels 4 aufgeschraubt wird, verschlossen. The seal intake groove 39 is through a pressure relief carrier 34 that with a support ring 36 connected, formed. The pressure relief chamber 30 is thus through the support ring 36 and the associated pressure relief carrier 34 which is on a part of the valve cover 4 is screwed on, closed.

3 zeigt eine vergrößerte Darstellung einer Druckentlastungsdichtung nach 2. Nach 3 ist in der zwischen der Kammerwand 32 und dem Druckentlastungsträger 34 gebildeten Dichtungsaufnahmenut 39 eine Druckentlastungsdichtung 38 angeordnet. 3 shows an enlarged view of a pressure relief seal after 2 , To 3 is in between the chamber wall 32 and the pressure relief beam 34 formed gasket groove 39 a pressure relief seal 38 arranged.

Der Druckentlastungsträger 34 bildet mit dem radial innen liegenden Nutenboden eine erste Dichtfläche 40, und eine erste axiale Anlagefläche 42. Der Stützring 36 bildet eine zweite axiale Anlagefläche 44. The pressure relief carrier 34 forms with the radially inner groove bottom a first sealing surface 40 , and a first axial abutment surface 42 , The support ring 36 forms a second axial bearing surface 44 ,

Die Druckentlastungsdichtung 38 umfasst zwei Dichtungselemente 46, 48 mit federelastischen PTFE-Dichtungsmanschetten 50, 52, die jeweils einen Basisbereich 54, 56 und zwei an dem Basisbereich 54 angeordneten Dichtungslippen 58, 60 bzw. an dem Basisbereich 56 angeordneten Dichtungslippen 62, 64 aufweisen. Die Dichtungselemente 46, 48 weisen zudem eine Ring-Spiralfeder 66, die die Dichtungslippen 58, 60 aufspreizt, und eine Ring-Spiralfeder 68 auf, die die Dichtungslippen 62, 64 aufspreizt. In der von dem Druckentlastungsträger 34 gebildeten axialen Anlagefläche 42 ist ein Verbindungsspalt 74 eingebracht, der die Dichtungsaufnahmenut 39 mit der einen Seite des Ventilkanals verbindet. Das Dichtungselement 46 ist so in der Dichtungsaufnahmenut 39 aufgenommen, dass die Dichtungslippen 58, 60 und die Ring-Spiralfeder 66 der axialen Anlagefläche 42 und damit auch dem Verbindungskanal 74 zugewandt sind, so dass das Medium zwischen die Dichtungslippen 58, 60 eindringen kann. The pressure relief seal 38 includes two sealing elements 46 . 48 with elastic PTFE gaskets 50 . 52 , each one a base area 54 . 56 and two at the base area 54 arranged sealing lips 58 . 60 or at the base area 56 arranged sealing lips 62 . 64 exhibit. The sealing elements 46 . 48 also have a ring spiral spring 66 that the sealing lips 58 . 60 spreads, and a ring coil spring 68 on that the sealing lips 62 . 64 spreads. In the of the pressure relief carrier 34 formed axial contact surface 42 is a connection gap 74 introduced, the the sealing receptacle groove 39 connects to one side of the valve channel. The sealing element 46 is so in the gasket intake groove 39 recorded that the sealing lips 58 . 60 and the ring coil spring 66 the axial contact surface 42 and thus also the connection channel 74 are facing so that the medium between the sealing lips 58 . 60 can penetrate.

In der von dem Stützring gebildeten axialen Anlagefläche 44 ist ein Verbindungsspalt 76 eingebracht, der die Dichtungsaufnahmenut 39 mit der Druckkammer 30 verbindet. Das Dichtungselement 48 ist so in der Nut aufgenommen, dass die Dichtungslippen 62, 64 und die Ring-Spiralfeder 68 der axialen Anlagefläche 44 und damit auch dem Verbindungskanal 76 zugewandt sind, so dass das Medium zwischen die Dichtungslippen 62, 64 eindringen kann. In the axial contact surface formed by the support ring 44 is a connection gap 76 introduced, the the sealing receptacle groove 39 with the pressure chamber 30 combines. The sealing element 48 is so absorbed in the groove that the sealing lips 62 . 64 and the ring coil spring 68 the axial contact surface 44 and thus also the connection channel 76 are facing so that the medium between the sealing lips 62 . 64 can penetrate.

Durch die Verbindungskanäle wird eine entsprechende Strömung entweder bei „flow to close“ über den Verbindungskanal 74 und bei „flow to open“ über den Verbindungskanal 46, in Richtung der entsprechenden den Strömungskanälen zugewandten Dichtungslippen 58, 60, 62, 64 geleitet, so dass eine zusätzlich zur Federkraft aufgebrachte Spreizkraft auf die Dichtungslippen 58, 60, 62, 64 wirkt. Gleichzeitig wirkt der Strömungsdruck auch axial in Strömungsrichtung auf die Dichtungseinrichtung 38. Through the connection channels, a corresponding flow either at "flow to close" on the connection channel 74 and at "flow to open" via the connection channel 46 , in the direction of the corresponding sealing lips facing the flow channels 58 . 60 . 62 . 64 directed, so that in addition to the spring force applied spreading force on the sealing lips 58 . 60 . 62 . 64 acts. At the same time, the flow pressure also acts axially on the sealing device in the direction of flow 38 ,

In der gezeigten Ausführung liegt eine „flow to open“ Beaufschlagung vor, die die Dichtungseinrichtung 38 gegen die axiale Anlagefläche 42 drückt, wodurch diese an der axialen Anlagefläche 42 ansteht. In the embodiment shown there is a "flow to open" admission, which is the sealing device 38 against the axial contact surface 42 pushes, causing them on the axial bearing surface 42 pending.

Erfindungsgemäß steht nun die Ring-Spiralfeder 66 an den Anlageflächen 42, an dem Druckentlastungsträger 34 an, da die Ring-Spiralfeder 66 einen größeren Querschnitts-Durchmesser als die Länge der Dichtungslippen 58, 60 besitzt. Die Dichtungslippen 58, 60 bleiben dadurch von der axialen Anlageflächen 42 beabstandet und damit frei beweglich. Sie werden bei der Bewegung der Kammerwand 32 nicht in den Spalt zwischen Kammerwand 32 und Druckentlastungsträger 34 gezogen oder verformen sich durch Stauchung an der axialen Anlagefläche 42. Dieser Zusammenhang ergibt sich analog bei Betrachtung einer „flow to close“ Strömung für das Dichtungselement 48. According to the invention is now the ring coil spring 66 at the contact surfaces 42 , on the pressure relief carrier 34 because of the ring spiral spring 66 a larger cross-sectional diameter than the length of the sealing lips 58 . 60 has. The sealing lips 58 . 60 remain characterized by the axial contact surfaces 42 spaced and thus freely movable. They become at the movement of the chamber wall 32 not in the gap between chamber wall 32 and pressure relief carrier 34 pulled or deform by compression on the axial contact surface 42 , This relationship results analogously when considering a "flow to close" flow for the sealing element 48 ,

Bei dieser Ausführungsform sind die Dichtungslippen 58, 60, 62, 64 und die axialen Anlageflächen 42, 44 derart aufeinander abgestimmt, dass bei Anlage der Dichtungseinheit an der jeweiligen axialen Anlagefläche nur die Ring-Spiralfedern 66, 68 in axialer Richtung die Anlageflächen 42, 44 berühren, während die Dichtungslippen 58, 60, 62, 64 von den Anlageflächen 42, 44 beabstandet sind. Diese erfolgt dadurch, dass die Erstreckung der Ring-Spiralfedern 66, 68 in axialer Richtung länger ist als die Länge der zugeordneten Dichtungslippen 58, 60, 62, 64. In this embodiment, the sealing lips 58 . 60 . 62 . 64 and the axial abutment surfaces 42 . 44 coordinated so that when the seal unit at the respective axial contact surface of the ring-coil springs 66 . 68 in the axial direction, the contact surfaces 42 . 44 touch while the sealing lips 58 . 60 . 62 . 64 from the contact surfaces 42 . 44 are spaced. This is done by the extension of the ring coil springs 66 . 68 in the axial direction is longer than the length of the associated sealing lips 58 . 60 . 62 . 64 ,

In der folgenden Beschreibung der 4 bis 6 werden die Bezugszeichen der 1 bis 3 für vergleichbare Teile verwendet. In the following description of the 4 to 6 the reference numbers of the 1 to 3 used for comparable parts.

4 zeigt eine vergrößerte Darstellung einer Abwandlung der Druckentlastungsdichtung 38 bei dem Kegel-Stellventil nach 1. Wie aus 4 ersichtlich ist, ist die Druckentlastungsdichtung 38 wie bei der Ausführungsform nach 3 zwischen dem Druckentlastungsträger 34 und dem Stützring 36 angeordnet. Die Abwandlung besteht darin, dass die axialen Anlageflächen jeweils einen mittigen Anlagebereich 86, 88 und seitlich davon angeordnete Aussparungen 90, 92, 94, 96, die die Enden der Dichtungslippen 58, 60, 62, 64 aufnehmen können, so dass die Dichtungslippen 58, 60, 62, 64 sich innerhalb der Aussparungen 90, 92, 94, 96 frei bewegen, wenn die Dichtungslippen 58, 60, 62, 64 länger sind als die axiale Erstreckung der Ring-Spiralfedern 66, 68. 4 shows an enlarged view of a modification of the pressure relief seal 38 at the cone control valve 1 , How out 4 is apparent, is the pressure relief seal 38 as in the embodiment according to 3 between the pressure relief carrier 34 and the support ring 36 arranged. The modification consists in that the axial contact surfaces each have a central contact area 86 . 88 and recesses arranged laterally therefrom 90 . 92 . 94 . 96 covering the ends of the sealing lips 58 . 60 . 62 . 64 can absorb, leaving the sealing lips 58 . 60 . 62 . 64 within the recesses 90 . 92 . 94 . 96 move freely when the sealing lips 58 . 60 . 62 . 64 are longer than the axial extent of the ring coil springs 66 . 68 ,

Bei der Ausführungsform von 4 sind damit die Dichtungslippen 58, 60, 62, 64 und die axialen Anlageflächen 42, 44 derart aufeinander abgestimmt, dass bei Anlage der Dichtungseinheit an der jeweiligen axialen Anlagefläche nur die Ring-Spiralfedern 66, 68 in axialer Richtung die Anlagefläche 42, 44 berührt, während die Dichtungslippen 58, 60, 62, 64 von den Anlageflächen 42, 44 beabstandet sind. In the embodiment of 4 are thus the sealing lips 58 . 60 . 62 . 64 and the axial abutment surfaces 42 . 44 coordinated so that when the seal unit at the respective axial contact surface of the ring-coil springs 66 . 68 in the axial direction, the contact surface 42 . 44 touched while the sealing lips 58 . 60 . 62 . 64 from the contact surfaces 42 . 44 are spaced.

5 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Ventilkäfig-Stellventils dessen Ventilglied ein Ventilkolben 80 ist, der in einem Ventilkäfig 82 gelagert ist. Das erfindungsgemäße Ventilkäfig-Stellventil umfasst ein Gehäuse 2, das mit einem Ventildeckel 4 verschlossen ist, der mit dem Teil des Gehäuses 2 über Gewindebolzen 6, 8 verbunden ist. Das Gehäuse 2 hat einen ersten Zugang 12 und einen zweiten Zugang 14, die über einen Ventilkanal verbunden sind, wobei die Zugänge 12, 14, je nach der Strömungsrichtung des Prozessmediums einen Zulauf oder einen Ablauf für das Prozessmedium bilden. 5 shows a section through a part of a valve cage control valve according to the invention whose valve member is a valve piston 80 that is in a valve cage 82 is stored. The valve cage control valve according to the invention comprises a housing 2 that with a valve cover 4 is closed with the part of the housing 2 over threaded bolts 6 . 8th connected is. The housing 2 has a first access 12 and a second access 14 , which are connected via a valve channel, the accesses 12 . 14 , depending on the flow direction of the process medium form an inlet or a drain for the process medium.

Das Gehäuse 2 hat ferner einen Ventilsitz 16, der durch den Ventilkolben 80 zu verschließen und zu öffnen ist, der durch eine mit einem Stellantrieb (nicht gezeigt) verbundene Ventilstange 20 betätigt wird. Die Ventilstange 20 endet an dem Ventilkolben 80, der mit einer Druckentlastungseinrichtung 26 ausgestattet ist. Die Druckentlastungseinrichtung 26 umfasst Druckentlastungsbohrungen 28 in dem Ventilkolben 80 und eine Druckentlastungskammer 30, die von dem Ventilkolben 80 und dem Ventilkäfig 82 gebildet wird. In 5 ist die Druckentlastungsdichtung 38 in der Druckaufnahmenut 39 angeordnet, die zwischen dem Ventilkolben 80 und einem Stutzring 84 gebildet wird. The housing 2 also has a valve seat 16 passing through the valve piston 80 to be closed and opened by a valve rod connected to an actuator (not shown) 20 is pressed. The valve rod 20 ends at the valve piston 80 that with a pressure relief device 26 Is provided. The pressure relief device 26 includes pressure relief holes 28 in the valve piston 80 and a pressure relief chamber 30 coming from the valve piston 80 and the valve cage 82 is formed. In 5 is the pressure relief seal 38 in the print-taking groove 39 arranged between the valve piston 80 and a support ring 84 is formed.

6 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Druckentlastungsdichtung 38 des erfindungsgemäßen Ventilkäfig-Stellventils nach 5. Zur Abdichtung ist an dem Ventilkolben 80 eine Dichtungsaufnahmenut 39 angeordnet, die eine Druckentlastungsdichtung 38 trägt und den Ventilkäfig 82 gegenüber dem Ventilgehäuse abdichtet. Die Dichtungsaufnahmenut 39 ist durch die axialen Anlageflächen 42 bzw. 44 an dem Ventilkolben 80 und dem Stützring 84 gebildet. Die axialen Anlageflächen 42 und 44 befinden sich bei der Ausführungsform von 6 an dem Ventilkolben 80 bzw. an dem Stützring 84. Die in den 5 und 6 gezeigte Druckentlastungsdichtung 38 ist so aufgebaut wie die Druckentlastungsdichtung 38 in 3. Die in den 5 und 6 gezeigte Druckentlastungsdichtung 38 kann jedoch auch so aufgebaut sein wie die Druckentlastungsdichtung 38 in 4. 6 shows an enlarged view of the pressure relief seal 38 of the valve cage control valve according to the invention 5 , For sealing is on the valve piston 80 a seal intake groove 39 arranged, which is a pressure relief seal 38 carries and the valve cage 82 seals against the valve housing. The seal intake groove 39 is through the axial contact surfaces 42 respectively. 44 on the valve piston 80 and the support ring 84 educated. The axial contact surfaces 42 and 44 are in the embodiment of 6 on the valve piston 80 or on the support ring 84 , The in the 5 and 6 shown pressure relief seal 38 is constructed like the pressure relief seal 38 in 3 , The in the 5 and 6 shown pressure relief seal 38 However, it can also be constructed as the pressure relief seal 38 in 4 ,

Erfindungsgemäß stehen nur die Ring-Spiralfedern 66, 68 an den Anlageflächen 42, 44 an dem Ventillkolben 80 und dem Stützring 84 an, da die Ring-Spiralfedern 66, 68 einen größeren Querschnitts-Durchmesser als die Länge der Dichtungslippen 58, 60, 62, 64 besitzen. Die Dichtungslippen 58, 60, 62, 64 bleiben dadurch von der axialen Anlageflächen 42, 44 beabstandet und damit frei beweglich. According to the invention are only the ring coil springs 66 . 68 at the contact surfaces 42 . 44 on the valve piston 80 and the support ring 84 because of the ring coil springs 66 . 68 a larger cross-sectional diameter than the length of the sealing lips 58 . 60 . 62 . 64 have. The sealing lips 58 . 60 . 62 . 64 remain characterized by the axial contact surfaces 42 . 44 spaced and thus freely movable.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

2 2: Gehäuseteil housing part
4 4: Ventildeckel valve cover
6 6: Gewindebolzen threaded bolt
8 8th: Gewindebolzen threaded bolt
10 10: Joch yoke
12 12: Zugang Access
14 14: Zugang Access
16 16: Ventilsitz valve seat
18 18: Ventilglied valve member
20 20: Ventilstange valve rod
22 22: Lagerteil bearing part
24 24: Dichtungspackung packing
26 26: Druckentlastungseinrichtung Pressure relief device
28 28: Druckentlastungsbohrung Pressure relief hole
30 30: Druckentlastungskammer Pressure relief chamber
32 32: Stützwand retaining wall
34 34: Druckentlastungsträger Pressure relief support
36 36: Stützring support ring
38 38: Druckentlastungsdichtung Pressure relief seal
39 39: Dichtungsaufnahmenut seal receiving
40 40: axiale Anlagefläche axial contact surface
42 42: erste axiale Anlagefläche first axial contact surface
44 44: zweite axiale Anlagefläche second axial contact surface
46 46: Dichtungselement sealing element
48 48: Dichtungselement sealing element
54 54: Basisbereich base region
56 56: Basisbereich base region
58 58: Dichtungslippe sealing lip
60 60: Dichtungslippe sealing lip
62 62: Dichtungslippe sealing lip
64 64: Dichtungslippe sealing lip
66 66: Ring-Spiralfeder Ring coil spring
68 68: Ring-Spiralfeder Ring coil spring
74 74: Verbindungskanal connecting channel
76 76: Verbindungskanal connecting channel
80 80: Ventilkolben plunger
82 82: Ventilkäfig valve cage
84 84: Stützring support ring
86 86: Anlagebereich plant area
88 88: Anlagebereich plant area
90 90: Aussparung recess
92 92: Aussparung recess
94 94: Aussparung recess
96 96: Aussparung recess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 20100270491 A1 [0002]
EP 2677219 B2 [0003]

Claims

Control valve with a valve housing ( 4 ), which forms a valve channel, a valve member ( 18 ) which regulates the fluid flow and a pressure relief device ( 26 ), the at least one pressure relief opening ( 28 ) in the valve member ( 18 ) and a pressure relief chamber ( 30 ), wherein a sealing unit ( 38 ) is provided, which the valve member ( 18 ) relative to the valve housing ( 4 ), the sealing unit ( 38 ) Pairs of sealing lips ( 58 . 60 ; 62 . 64 ) and the sealing lips ( 58 . 60 . 62 . 64 ) spreading springs ( 66 . 68 ), wherein a seal receiving groove ( 39 ) is provided, which has a sealing surface ( 40 ) and two axial contact surfaces ( 42 . 44 ), wherein in the axial abutment surfaces ( 42 . 44 ) Connection channels ( 74 . 76 ) are introduced, which the Dichtungsaufnahmenut ( 39 ) with the pressure chamber ( 30 ) and the pressure chamber facing away from the region of the valve channel, wherein the sealing unit ( 38 ) an inner base region ( 54 . 56 ) and the sealing lips ( 58 . 60 . 62 . 64 ) opposite this base area ( 54 . 56 ), and wherein the openings of the sealing lips ( 58 . 60 . 62 . 64 ) each in the direction of the connection channels ( 74 . 76 ) and thus to the inlet access ( 12 ) and the outlet access ( 14 ) are open, characterized in that the sealing lips ( 58 . 60 . 62 . 64 ) and the axial contact surfaces ( 42 . 44 ) are matched to one another such that when the sealing unit ( 38 ) at the respective axial contact surface ( 42 . 44 ) only the springs ( 66 . 68 ) in the axial direction of the contact surface ( 42 . 44 ), while the sealing lips ( 58 . 60 . 62 . 64 ) from the contact surface ( 42 . 44 ) are spaced.

Control valve according to claim 1, characterized in that for tuning the sealing lips ( 58 . 60 . 62 . 64 ) and the axial contact surfaces ( 42 . 44 ) the extension of the springs ( 66 . 68 ) is longer in the axial direction than the length of the associated sealing lips ( 58 . 60 . 62 . 64 ).

Control valve according to claim 1, characterized in that for tuning the sealing lips ( 58 . 60 . 62 . 64 ) and the axial contact surfaces ( 42 . 44 ) the first axial bearing surface ( 42 ) and second axial contact surface ( 44 ) each have a central contact area ( 86 ; 88 ) and laterally therefrom recesses ( 90 . 92 ; 94 . 96 ), which are dimensioned so that the sealing lips ( 58 . 60 ; 62 . 64 ) from the contact surfaces ( 42 . 44 ) are spaced and within the recesses ( 90 . 92 . 94 . 96 ) can move freely.

Control valve according to claim 1 to 3, characterized in that the Dichtungsaufnahmenut ( 39 ) Valve housing side is arranged.

Control valve according to claim 1 or 2, characterized in that the seal receiving groove ( 39 ) is received in cage valves in the valve member.

Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the Dichtungsaufnahmenut a pressure relief carrier ( 34 ) having a first axial abutment surface ( 42 ).

Control valve according to claim 6, characterized in that the pressure relief carrier ( 34 ) detachable with the valve housing ( 4 ) is connectable.

Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the seal receiving groove ( 39 ) a support ring ( 36 ) having a second axial abutment surface ( 44 ) and wherein the support ring ( 36 ) releasably attached to the pressure relief support ( 34 ) is attachable.

Control valve according to claim 8, characterized in that the pressure relief carrier ( 34 ), the sealing elements ( 46 . 48 ) and the support ring ( 36 ) of the pressure relief carrier ( 34 ) are designed as a structural unit.

Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure chamber forming part of the valve housing ( 4 ) within the particular hollow-cylindrical chamber wall ( 32 ) lies.

Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the springs ring coil springs ( 66 . 68 ), wherein the length of the axial extension is measured by the cross-sectional diameter.

Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing arrangement is designed in one piece or in two parts.