DE2258689C3 - Faltenbalgdichtung für ein Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Faltenbalgabdichtung für ein Ventil mit einem in einer Gehäusebohrung desselben verschiebbaren Ventilschaft zur Steuerung eines unter Druck stehenden Strömungsmittels, die wenigstens einen inneren den Ventilschaft mit Abstand umgebenden Faltenbalg und einen diesen mit Abstand umgebenden und dazu koaxialen äußeren Faltenbalg aufweist, die beide in einem zu einer Kammer erweiterten Bereich der Gehäusebohrung angeordnet und die zumindest an ihrem einen Ende dicht miteinander verbunden sind, wobei dieses Ende frei beweglich ist, während das andere Ende des inneren Faltenbalgs am Ventilschaft und das des äußeren Faltenbalgs an der Kammerinnenwand dicht befestigt ist und so einen mit dem Strömungsmittel in Verbindung stehenden Ringraum von einem mit einem Druckausgleichsmedium gefüllten Ringraum abgrenzen.

Bei einer bekannten Faltenbalgabdichtung dieser Art (US-PS 2 880 620) sind diese zwei, an ihrem einen Ende dicht miteinander verbundenen Faltenbälge an ihrem anderen Ende mit dem Ventilschaft bzw. der Kammerinnenwand dicht verbunden. Der

ίο zwischen den koaxialen Faltenbälgen gebildete Ringraum steht somit je nach seiner Ausrichtung entweder mit dem Raum für das Strömungsmittel oder mit dem Raum für das Druckausgleichsmedium direkt in Verbindung.

t5 Wenn einer der beiden Faltenbälge dieser bekannten Faltenbalgabdichtung undicht wird, stehen das Strömungsmittel and das Druckausgleichsmedium unmittelbar in Verbindung.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer

ao Faltenbalgabdichtung der eingangs genannten Gattung, bei der in Verbindung mit einer verringerten Gefahr für einen Ausfall deren Lebensdauer auf einfache, raumsparende Weise erhöht ist.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe

»5 vorgesehen, daß

a) der innere und der äußere Faltenbalg an ihren beiden Enden miteinander und der innere Faltenbalg zwischen seinen Enden mit dem Ventilschaft sowie der äußere Faltenbalg zwi-

sehen seinen Enden mit der Kammerinnenwand dicht verbunden ist und

b) beide miteinander verbundenen Enden der Faltenbälge frei beweglich sind.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Ringraum zwischen den an beiden entgegengesetzten Enden dicht miteinander verbundenen Faltenbälgen eine zusätzliche Pufferkammer zwischen dem Raum für das Strömungsmittel und dem Raum für das Druckausgieichsmedium bildet. Dadurch wird erreicht, daß auch dann, wenn einer der Faltenbälge undicht werden sollte, das Strömungsmittel von dem Druckausgleichsmedium getrennt bleibt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf Grund der freien Beweglichkeit der entgegengesetzten Enden der Faltenbälge und deren Verbindung mit dem Ventilschaft bzw. der Kammerinnenwand zwischen diesen Enden die Faltenbälge bei einer Bewegung des Ventilschaftes dessen Wegstrecke nur zur Hälfte durch ein Ausdehnen oder Zusammenziehen aufzunehmen brauchen. Die Lebensdauer der Faltenbälge ist somit, da sie die Bewegungen des Ventilschaftes jeweils nur zur Hälfte aufzunehmen brauchen, wesentlich erhöht und es wird ein höherer Sicherheitsabstand zur maximalen Zusammendrükkung oder Ausdehnung der Faltenbälge eingehalten.

Außerdem besteht ein Vorteil der Erfindung darin,

daß das Volumen in dem Raum zur Aufnahme des Druckausgleichsmediums bei den Bewegungen des Ventilschaftes wesentlich geringfügiger geändert wird, da bei einer Ausnehmung eines Faltenbalgteils der dazu koaxial liegende Faltenbalgteil sich zusammenzieht und dadurch die frei beweglichen Enden der Faltenbälge im wesentlichen an ihrer Stelle bleiben.

Schließlich besteht ein Vorteil der Erfindung darin, daß der durch Einströmen von Strömungsmittel in den Raum zur Aufnahme von Strömungsmittel dort

hervorgerufene Druck schnell durch entsprechende Faltenbälge 16,18 und die äußeren Faltenbälge 26,

Verformung der Faltenbälge auf den als Puffer- 28 erstrecken sich über die gleiche Länge und sind

kammer wirkenden Ringraum zwischen den Falten- an ihren voneinander abgelegenen Enden 40, 42,44

bälgen und über diesen auf den Raum zur Aufnahme bzw. 46 dicht miteinander verbunden, und zwar an

von dem Druckausgleichsmedium übertragen wird und 5 den Enden 40 und 44 durch eine Ringplatte 49 und

dadurch unmittelbar ein vollstäi diger Druckausgleich an den Enden 42 und 46 durch eine Ringplatte 51.

erfolgt. Sollte es zu dem sehr unwahrscheinlichen Die Ringplatten 49 und 51 sind frei beweglich und

Fall kommen, daß die Faltenbälge gleichzeitig zu werden durch die mit diesen verbundenen Enden der

dem Raum für das Strömungsmittel und zu dem Faltenbalgdichtungen getrageu, so daß sich die

Raum für das Druckausgleichsmedium undicht wer- m Faltenbälge zum Dehnen und Zusammenziehen frei

den, daiin kann das Strömungsmittel nur langsam bewegen können. Die wischen den Faltenbälgen 16,

durch die undichten Stellen hindurchsickern, da kein 18, 26 und 28 gebildete Pufferkammer 38 trennt

Druckgefalle besteht. einen mit einem Druckausgleichsmedium gefüllten

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin- Ringraum 48 von einem mit dem Strömungsmittel in dung ist vorgesehen, daß sowohl der äußere als auch 15 Verbindung stehenden Ringraum 50. Eine Ladeder innere Faltenbalg aus jeweils zwei hintereinander öffnung 52 für das Druckausgleichsmedium ist vorgeschalteten Balgteüen bestehen, und die dichte Ver- gesehen, die sich durch die Wand des Gehäuses 1 bindung des inneren und äußeren Faltenbalges mit zu dem Ringraum 48 erstreckt,
dem Ventilschaft bzw. der Kammeriwnenwand jeweils Ein Betätigungsglied 54 für das Ventil, daß an ihren zueinander gerichteten Enden erfolgt. »o manuell oder mittels eines Druckmittels betätigbar

Bevorzugt ist sowohl der von der Kammerinnen- sein kann, ist an einem Ende des Gehäuses 1 ange-

wand und dem äußeren Faltenbalg begrenzte Ring- ordnet und dient dazu, den Ventilschaft 12 axial zu

raum als auch der vom inneren und äußeren Falten- bewegen.

balg eingeschlossene Ringraum mit je einer Zuführ- Eine Platte 56 mit einer durch diese hindurch-

öffnung für Druckausgleichsmedium versehen. *5 gehenden Strömungsmittelöffnung 58 ist in dem Ge-

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der häuse 1 angrenzend an das Ventilglied 2 in dem mil Zeichnung beispielsweise beschrieben; in der einzigen dem Strömungsmittel in Verbindung stehenden Ring-Figur der Zeichnung ist schematisch ein Ventil mit raum 50 angeordnet. Die Platte 56 weist ein Lager einer Faltenbalgabdichtung teilweise im Schnitt dar- 66 auf, in welchem der Ventilschaft 12 verschiebbar gestellt. 30 geführt ist. Die Platte 58 ist mittels eines mit

Das in der Zeichnung dargestellte Ventil umfaßt Gewinde versehenen Klemmringes 62, der in ein

ein Gehäuse 1. In dem Gehäuse 1 ist ein Ventil- Gewinde 64 in der Ringkammer 50 eingeschraubt ist,

glied 2 angeordnet, das eine Dichtfläche /um Ab- in eine Ausnehmung 65 im Gehäuse 1 gesichert. Der

dichten eines Kanals 4 bildet, der das Strömungs- Klemmring 62 weist Schlitze 68 und 70 für das Ein-

mittel führt und sich durch das Gehäuse 1 erstreckt. 35 setzen eines nicht dargestellten Werkzeuges auf.

Weiterhin umfaßt das Gehäuse 1 eine Gehäuse- Der Endteil des Ventilschaftes 12, der die Dichtbohrung 6 für einen Ventilschaft 12, die sich durch fläche 14 aufweist, ist ein kegelstumpfförmiges Verdas Gehäuse 1 erstreckt und an dem Ventilglied 2 schlußglied 72. Das äußere Endteil 74 des Ventilendet. Ein innerer Teil der Gehäusebohrung 6 weist schaftes 12, das in dem auf der anderen Seite der einen größeren Querschnitt als der verbleibende Teil 40 Ringkammer 8 gelegenen Teil der Gehäusebohmng6 der Gehäusebohrung 6 auf und bildet somit inner- verschiebbar geführt ist, weist einen größeren Querhalb der Gehäusebohrung 6 einen zu einer Kammer 8 schnitt auf als der verbleibende Teil 76 des Ventilerweiterten Bereich. Der Ventilschaft 12 ist in der schaftes 12, der sich zu dem Verschlußglied 72 hin Gehäusebohrung 6 verschiebbar an ordnet, erstreckt erstreckt. Hierdurch werden die Änderungen des sich entlang der Gehäusebohrung 6 und liegt mit 45 Volumens der Ringkammer 8, die beim Zurückeiner Dichtfläche 14 dicht gegen das Ventilglied 2 ziehen des äußeren Endteiles 74 aus dieser, wenn der an. Eine O-Ring-Dichtung 15 liegt in der Gehäuse- Ventilschaft 12 durch das Betätigungsglied 54 bebohrung 6 dicht um den Ventilschaft 12. In der wegt wird, um den Stopfen 12 in die Ringkammer 8 Kammer 8, die um den Ventilschaft 12 herum eine zu ziehen, im wesentlichen kompensiert.
Ringkammer bildet, sind zwei innere Faltenbälge 50 Neben der O-Ring-Dichtung 15 liegt nocn eine 16, 18 um den Ventilschaft 12 heium angeordnet zweite O-Ring-Dichtung 78 in dem Teil 10 der und liegen in dessen Längsrichtung in Reihe hinter- Gehäusebohrung 6 an einer in Längsrichtung des einander. Die zwei inneren Faltenbälge 16,18 sind Ventilschaftes 12 mit Abstand von der O-Ringan ihren benachbarten Enden 20 bzw. 22 mit dem Dichtung 15 angeordneten Stelle dicht um den Ventilschaft 12 dicht verbunden, und zwar über 55 Ventilschaft 12 und bildet mit der O-Ring-Dichtung einem Kragen 24. Weiterhin sind zwei äußere Falten- 15 einen Ringraum, der mit einem durch das Gebälge 26, 28 in der Ringkammer 8 um die inneren häuse 1 geführten Leckagekanal 80 verbunden ist.
Faltenbälge 16,18 herum angeordnet und ebenfalls In Betrieb ist die Pufferkammer 38 mit einem in Längsrichtung des Ventilschaftes 12 in Reihe Druckausgleichsmedium mit geringer Wärmeausdehhintereinander angeordnet. Die äußeren Faltenbälgc 60 nung und niedrigem Dampfdruck gefüllt. Der Ring-26, 28 sind an ihren benachbarten Enden 30 bzw. 32 raum 48 ist mit dem gleichen Druckausgleichsmit der Kammerinnenwand dicht verbunden, und medium gefüllt.

zwar durch einen Kragen 34. In dem Kragen 34 ist Beim Zurückziehen des Ventilschaftes 12 bewirkt

eine Strömungsmittei-Puffer-Ladcöffnung 36 vorge- der Kragen 24, daß der innere Faltenbalg 16 etwas sehen, die sich durch das Gehäuse 1 zu einer 65 zusammengedrückt und der innere Faltenbalg 18

Strömungsmittel-Pufferkammer 38 erstreckt, die zwi- etwas gedehnt wird. Die Faltenbalge 16 und 18 sind

sehen den inneren Faltenbälgen 16,18 und den äuße- so gewählt, daß jede Verringerung des Volumens der

ren Faltenbälgen 26, 28 gebildet ist. Die inneren Pufferkammer 38 beim Zusammenziehen des Falten-

balgs 16 oder 18 durch eine entsprechende Vergrößerung des Volumens beim Dehnen des inneren Faltenbalgs 18 bzw. 16 kompensiert wird.

Das in den Ringraum 50 einströmende Strömungsmittel beaufschlagt den inneren Faltenbalg 16 und den äußeren Faltenbalg 26 und neigt dazu, diese zusammenzudrücken, bis der Druck des Druckausgleichsmediums in der Pufferkammer 38 gleich dem Druck des Strömungsmittels ist. Der Druck in der Pufferkammer 38 führt zu einer Verformung des inneren Faltenbalg* 18 und des äußeren Faltenbalgs 28, bis der Druck des Druckausgleichsmittels im Ringraum 48 gleich dem Druck des Druckausgleichsmittels in der Pufferkammer 38 ist. Hierdurch wird ein Druckgefälle zwischen dem Strömungsmittel, dem Druckausgleichsmcdium in der Pufferkammer und dem Druckausgleichsmedium in dem Ringraum 48 vermieden, so daß in dem Fall, wenn einer der Faltenbälge 16, 18, 26 oder 28 undicht wird, Strömungsmittel nur langsam durchsickern kann.

Der Teil des Druckausgleichsmediums, der aus dem Ringraum 48 an der O-Ring-Dichtung IiJ vorbei austritt, wird mittels der zweiten O-Ring-Dichtung 78 zu dem Leckagekanal 80 und durch diesen zu einem nicht dargestellten Behälter geleitet. V/enn eine vorbestimmte, durch Leckage ausgetretene Menge an Druckausgleichsmedium in dem Behälter gesammelt ist, kann ein Fühler betätigt und veranlaßt werden, daß das Druckausgleichsmedium über die Ladeöffnung 52 in den Ringraum 48 eingeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Faltenbalgabdichtung für ein Ventil mit einem in einer Gehäusebohrung desselben verschiebbaren Ventilschaft zur Steuerung eines unter Druck stehenden Strömungsmittels, die wenigstens einen inneren, den Ventilschaft mit Abstand umgebenden Faltenbalg und einen diesen mit Abstand umgebenden und dazu koaxialen äußeren Faltenbalg aufweist, die beide in einem zu einer Kammer erweiterten Bereich der Gehäusebohrung angeordnet und die zumindest an ihrem einen Ende dicht miteinander verbunden sind, wobei dieses Ende frei beweglich ist, während das andere Ende des inneren Fallenbalgs am Ventilschaft und das des äußeren Faltenbaigs an der Kammerinnenwand dicht befestigt ist und so einen mit dem Strömungsmittel in Verbindung stehenden Ringraum von einem mit einem Druckausgleichsmedium gefüllten Ringraum abgrenzen, dadurch gekennzeichnet,daß

a) der innere (16,18) und der äußere Faltenbalg (26, 28) an ihren beiden Enden (40 bis 46) miteinander und der innere Faltenbalg zwischen seinen Enden mit dem Ventilschaft (12) sowie der äußere Faltenbalg zwischen seinen Enden mit der Kammerinnenwand dicht verbunden ist und

b) beide miteinander verbundenen Enden der Faltenbälge frei beweglich sind.

2. Faltenbalgabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der äußere (26, 28) als auch der innere (16,18) Faltenbalg aus jeweils zwei hintereinander geschalteten Balgteilen bestehen, und die dichte Verbindung des inneren und äußeren Faltenbalges mit dem Ventilschaft (12) bzw. der Kammerinnenwand jeweils an ihren zueinander gerichteten Enden (20, 22; 30, 32) erfolgt.

3. Faltenbalgabdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der von der Kammerinnenwand und dem äußeren Faltenbalg begrenzte Ringraum (38) als auch der vom inneren und äußeren Faltenbalg eingeschlossene Ringraum (48) mit je einer Zuführöffnung (36 bzw. 52) für das Druckausgleichsmedium versehen ist.