DE2504443C3 - Valve with expanding collar seal - Google Patents

Valve with expanding collar seal

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DE2504443C3 DE19752504443 DE2504443A DE2504443C3 DE 2504443 C3 DE2504443 C3 DE 2504443C3 DE 19752504443 DE19752504443 DE 19752504443 DE 2504443 A DE2504443 A DE 2504443A DE 2504443 C3 DE2504443 C3 DE 2504443C3
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Description

4545

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einem Ventilgehäuse und einem an dessen Deckel, insbesondere über eine Abstandshülse befestigten Betätigungsaufsatz, mit einem durch ein Druckfluid, wie Druckluft, so betätigten Stellglied für den Ventilschaft und mit einer zwischen Ventilschaft und einer gehäusefesten Umfangswand angeordneten, aus mindestens zwei Spreizmanschetten in Form von Ringen aus temperaturbeständigem Material, insbesondere Kunststoff, z.B. Polytetrafluoräthylen, bestehenden Dichtung, die von einer auf der dem Ventilraum abgewandten Seite angeordneten und über einen Druckring wirkenden Feder gegen eine Widerlagerfläche gedrückt ist.The invention relates to a valve with a valve housing and a cover on its cover, in particular Actuating attachment attached via a spacer sleeve, with a pressurized fluid such as compressed air, see above actuated actuator for the valve stem and with one between the valve stem and a peripheral wall fixed to the housing arranged, from at least two expansion collars in the form of rings made of temperature-resistant Material, in particular plastic, e.g. polytetrafluoroethylene, existing seal, which is made by one arranged on the side facing away from the valve chamber and acting via a pressure ring Spring is pressed against an abutment surface.

Bei diesem (aus der DT-AS 12 67 923) bekannten «> Ventil besteht die Dichtung aus vier übereinanderliegenden, dachförmigen Spreizmanschetten, die von der Feder unter Zwischenschaltung eines der Oberseite des Dachs angepaßten Druckringes gegen einen der Unterseite des Dachs angepaßten Widerlagerring, der sich am Deckeleinsatz abstützt, gedrückt werden. Das Ventil ist für den Chemiesektor bestimmt und soll weitgehend aus Kunststoff bestehen. Der Betätigungsaufsatz weist einen Druckfluid-Raum auf, der über eine weitere Dichtung gegen den Ventilschaft abgedichtet istWith this (from DT-AS 12 67 923) known «> Valve, the seal consists of four roof-shaped expanding collars, which are placed on top of each other and which are attached to the Spring with the interposition of a pressure ring adapted to the top of the roof against one of the Underside of the roof adapted abutment ring, which is supported on the cover insert, are pressed. That Valve is intended for the chemical sector and should largely consist of plastic. The actuating attachment has a pressure fluid space that has a further seal is sealed against the valve stem

Sodann ist eine Metallringdichtung für eine Kolbenstange oder einen Kolben bekannt (DTPS 7 258), bei der Paare von Konusringen vorgesehen sind. Zwischen aufeinanderfolgenden Paaren sind entweder Doppelkonusringe oder Paare von Konusringen aus festem Metall angeordnet Eine Hülse greift mit einer konischen Druckfläche nahe der Kolbenstange an den Dichtringen an. Der unterste Konusring wird gegen eine konische Widerlagerfläche einer die Dichtringe aufnehmenden Büchse gepreßt. Einige Konusringe sind daher über ihre gesamte Fläche, andere lediglich über einen Teil ihrer Fläche belastet. Bei einer anderen Ausführung folgen mehrere Konusringe abwechselnder Neigung unmittelbar aufeinander. Alle Ringe sind an ihren Enden jeweils mit einer Querfläche und einer rechtwinklig dazu stehenden Umfangsfläche versehen. Der oberste Konusring wird nahe der Umfangswand der Büchse von einer ebenen Druckfläche belastet. Der unterste Konusring wird nahe der Kolbenstange gegen eine ebene Widerlagerfläche der Büchse gedrückt. Die Konusringe sollen sich gleichzeitig nach innen und außen anlegen. Dies setzt aber eine Spezialbehandlung der Enden der Konusringe voraus. Bei dem zuerst genannten Beispiel tritt eine solche Spreizung höchstens in unbeachtlichem Maße auf, da die Ringe über ihre gesamte Fläche belastet sind.Then a metal ring seal for a piston rod or a piston is known (DTPS 7 258), at of the pairs of conical rings are provided. Between successive pairs there are either double-cone rings or pairs of solid metal conical rings arranged A sleeve engages with a conical Pressure surface close to the piston rod on the sealing rings. The lowest conical ring is against a conical one Pressed abutment surface of a bushing receiving the sealing rings. Some cone rings are therefore over theirs entire area, others only over part of their area. Follow with another version several conical rings of alternating inclination directly on top of one another. All rings are at their ends respectively provided with a transverse surface and a circumferential surface at right angles to it. The top cone ring is loaded by a flat pressure surface near the circumferential wall of the liner. The lowest The conical ring is pressed against a flat abutment surface of the liner near the piston rod. the Conical rings should be positioned inwards and outwards at the same time. But this requires a special treatment the ends of the conical rings ahead. In the first example mentioned, such a spread occurs at most to an insignificant extent, since the rings are loaded over their entire surface.

Ferner ist bei einer Stopfbüchse für hin- und hergehende Stangen die Verwendung von Dichtringen bekannt, die auf der einen Seite durch eine ebene Fläche und auf der anderen Seite durch eine Konusfläche begrenzt sind. Zwischen zwei derartigen Ringen ist ein Doppelkonusring versehen, der sich über die gesamte Konusfläche des Ringes erstreckt (DT-PS 4 06 937).Further, a packing box for reciprocating rods is the use of sealing rings known, on the one hand by a flat surface and on the other hand by a conical surface are limited. Between two such rings there is a double conical ring that extends over the entire The conical surface of the ring extends (DT-PS 4 06 937).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das für heiße Medien, wie Wasserdampf geeignet ist und bei einfachem Aufbau mit großer Sicherheit dichtetThe invention is based on the object of specifying a valve of the type described above, which is for hot media, such as steam, is suitable and, with a simple structure, seals with great reliability

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spreizmanschetten Konusringe sind, die in zwei Gruppen mit entgegengesetzter Konusneigung und einander zugewandten Basen angeordnet sind, daß zwischen den Basen ein Zwischenring mit doppelkonischen, der Umfangswand benachbarten Stützflächen vorgesehen ist, daß der Druckring mit einer konischen Druckfläche nahe dem Ventilschaft angreift und die Widerlagerfläche ebenfalls als nahe dem Ventilschaft angeordnete Konusfläche ausgebildet ist und daß der Druckfluid-Raum des Stellgliedes durch die Dichtung abgeschlossen und die Dichtungsfeder in diesem Raum angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the expansion collars are conical rings which are divided into two Groups with opposite cone inclination and bases facing each other are arranged that between the bases an intermediate ring with double-conical support surfaces adjacent to the peripheral wall it is provided that the pressure ring engages with a conical pressure surface near the valve stem and the Abutment surface is also designed as a conical surface arranged near the valve stem and that the Pressure fluid space of the actuator closed by the seal and the sealing spring in this space is arranged.

Bei dieser Lösung werden die beiden Konusring-Gruppen jeweils durch ein Kräftepaar belastet, daß nahe dem Innen- und Außenumfang angreift. Infolgedessen ergibt sich auch bei einem verhältnismäßig steifen Konusring-Material, wie es aus Gründen der Temperaturbeständigkeit in der Regel gewählt werden muß, mit vergleichsweise geringen Federkräften eine für das Dichten ausreichende Spreizung. Der zwischen den beiden Gruppen verbleibende Raum bildet eine Isolierung, die einen unmittelbaren Übergang der Wärme des heißen Mediums auf das Druckfluid und daher dessen die Steuerfunktion möglicherweise beeinträchtigende Erwärmung verhindert oder verlangsamt. Soweit der Druck des heißen Mediums oder des Druckfluids an den Konusringen angreift, wirkt er inIn this solution, the two conical ring groups are each loaded by a couple of forces that attacks near the inner and outer circumference. As a result, there is also a proportionate stiff conical ring material, as it is usually chosen for reasons of temperature resistance must, with comparatively low spring forces, a sufficient spread for sealing. The between The space remaining for the two groups forms an isolation that allows an immediate transition of the Heat of the hot medium on the pressure fluid and therefore its possibly impairing the control function Prevents or slows down warming. As far as the pressure of the hot medium or the Pressure fluid attacks the cone rings, it acts in

einem die Dichtung verstärkenden Sinne. Ein Angriff im abhebenden Sinne, also von der Innenseite des Konus ner, ist nicht möglich, weil jeweils die andere Konusring-Gruppe vorgeschaltet ist Außerdem ergibt sich eine geringe Bauhöhe, da die Dichtungsfeder in den Druckfluidraum aufgenommen ista poetry enhancing sense. An attack in the uplifting sense, i.e. from the inside of the cone ner, is not possible because the other conical ring group is connected upstream a low overall height, since the sealing spring is accommodated in the pressure fluid space

Vorzugsweise schließt die Widerlageriläche unmittelbar an die abzudichtende, vom Ventilschaft durchsetzte Bohrung an. Damit läßt es sich erreichen, daß der Raum außerhalb dieser Widerlagerfläche gegen den Zutritt des heißen Mediums abgedichtet ist, der Druck dieses Mediums auf die Dichtung also auf den schmalen Ringraum zwischen Ventilschaft und Widerlagerfläche beschränkt ist Entsprechend wenig wird die Dichtung vom Druck des heißen Mediums beeinflußtThe abutment surface preferably closes directly to the hole to be sealed and penetrated by the valve stem. In this way it can be achieved that the space outside this abutment surface is sealed against the access of the hot medium, the pressure of this Medium on the seal, i.e. on the narrow annular space between the valve stem and the abutment surface is limited The seal is little affected by the pressure of the hot medium

Eine geringe Bauhöhe ergibt sich, wenn die Widerlagerfläche am Deckel ausgebildet ist und die Dichtung und die Dichtungsfeder im Betätigungsaufsatz bzw. in der Abstandshülse angeordnet sind.A low overall height results when the abutment surface is formed on the cover and the Seal and the sealing spring are arranged in the actuating attachment or in the spacer sleeve.

Insbesondere empfiehlt es sich, die Umfangswand durch die Abstandshülse zu bilden. Da die Abstandshülse in der Regel zu Wärmeisolierungszwecken eingefügt ist und die ebenfalls wärmeisolierende Dichtung dieser Hülse im Wärmefluß parallel liegt, wird ein Wärmefluß auf das Druckfluid sehr wirksam unterbunden.In particular, it is recommended that the circumferential wall be formed by the spacer sleeve. As the spacer sleeve is usually inserted for thermal insulation purposes and the likewise heat-insulating seal of this Sleeve is parallel in the heat flow, a heat flow to the pressure fluid is prevented very effectively.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels naher erläutert. In der Zeichnung ist ein Längsschnitt durch ein derartiges .'entil veranschaulicht.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the drawing is a longitudinal section through such a .'entil illustrated.

Das Ventil weist ein Gehäuse 1 mit einem Zuflußstutzen 2 und einem Abflußstutzen 3 sowie einem Ventilsitz 4 auf. Es ist durch einen Deckel 5 abgeschlossen, der über eine daran befestigte Abstandshülse 6 mit einem Betätigungsaufsatz 7 verbunden ist.The valve has a housing 1 with an inflow nozzle 2 and an outflow nozzle 3 and one Valve seat 4 on. It is closed by a cover 5, which has a spacer sleeve attached to it 6 is connected to an actuating attachment 7.

Mit dem Ventilsitz 4 wirkt die Dichtung 8 eines Ventiltellers 9 zusammen, der über einen Querstift 10 mit einem Ventilschaft 11 verbunden ist Eine Ventilfeder 12, die sich am Deckel 5 und am Ventilteller 9 abstützt, hält das Ventil normalerweise geschlossen.The seal 8 of a valve disk 9 interacts with the valve seat 4, which via a transverse pin 10 A valve spring 12, which is located on the cover 5 and on the valve disk 9, is connected to a valve stem 11 normally keeps the valve closed.

Der Ventilschaft 11 trägt am freien Ende einen Kolben 13, der durch eine Rückstellfeder 14, die sich an einem Aufsatz 15 abstützt, belastet ist. Unterhalb des Kolbens 13 befindet sich ein Druckraum 16, in welchen über einen Anschlußstutzen 17 und einen Kanal 18 Druckluft zugeführt werden kann, mit deren Hilfe der Kolben 13 gegen die Kraft der Rückstellfeder 14 angehoben und damit das Ventil geöffnet werden kann.The valve stem 11 carries at the free end a piston 13, which by a return spring 14, which is on an essay 15 is supported, is burdened. Below the piston 13 is a pressure chamber 16 in which compressed air can be supplied via a connection piece 17 and a channel 18, with the aid of which the Piston 13 is raised against the force of the return spring 14 and so that the valve can be opened.

Eine den Ventilschaft 11 abdichtende Dichtung 19 weist eine erste Gruppe 20 von zwei Konusringen und eine zweite Gruppe 21 von vier Konusringen auf, die eine entgegengesetzte Konusneigung haben, wobei die Basen einander zugewandt sind. Zwischen den beiden Gruppen befindet sich nahe der Umfangswand oder Abstandshülse 6 ein Zwischenring 22 mit doppelkonischen Stützflächen 23 und 24. Eine Dichtungsfeder 25, die sich über einen Federring 26 an einem Sprengring 27 abstützt wirkt unter Zwischenschaltung eines Druckringes 28 auf die Dichtung 19, wobei die konische Druckfläche 29 des Druckringes 28 nahe dem Ventilschaft 11 an der oberen Gruppe 20 angreift Als Widerlagerfläche 30 dient eine Konusfläche am Deckel 5, die nahe dem Ventilschaft 11 ausgebildet ist und daher einem schaftnahen Teil der unteren Gruppe 21 zugeordnet ist. Inmitten der Dichtung befindet sich ein freier Raum 31, der wärmeisolierend wirkt Er liegt in der gleichen Höhe wie die Abstandshülse 6, die aus einem die Wärme schlecht leitenden Material besteht. Die Dichtungsfeder 25 befindet sich in einem Raum 32, der mit dem Druckraum 16 in Verbindung steht.A seal 19 sealing the valve stem 11 has a first group 20 of two conical rings and a second group 21 of four cone rings which have an opposite cone inclination, the Bases facing each other. Between the two groups is located near the peripheral wall or Spacer sleeve 6, an intermediate ring 22 with double-conical support surfaces 23 and 24. A sealing spring 25, which is supported by a spring ring 26 on a snap ring 27 acts with the interposition of a pressure ring 28 on the seal 19, the conical pressure surface 29 of the pressure ring 28 near the Valve stem 11 engages the upper group 20. A conical surface on the cover serves as the abutment surface 30 5, which is formed near the valve stem 11 and therefore is assigned to a part of the lower group 21 close to the shaft. In the middle of the seal is a free space 31, which has a heat-insulating effect. It is at the same height as the spacer sleeve 6, which is made from a material that does not conduct heat well. The sealing spring 25 is located in a space 32, which is in communication with the pressure chamber 16.

Die Dichtungsfeder 25 wirkt nahe dem inneren Umfang auf die obere Gruppe 20 der Konusringe. Der Axialdruck wird nahe dem äußeren Umfang auf den Zwischenring 22 übertragen, der seinerseits nahe dem äußeren Umfang eine Kraft auf die untere Gruppe 21 überträgt. Diese Kraft wird nahe dem inneren Umfang von der Widerlagerfläche 30 aufgenommen. An jeder Gruppe greift daher ein Kräftepaar an, welches die Konusringe zu spreizen versucht. Hierbei wird die Feder 25 beim Auftreten der Druckluft durch deren Druck unterstützt. Der Druck des heißen Mediums ist ohne großen Einfluß, da er lediglich im schmalen Ringspalt zwischen der Widerlagerfläche 30 und dem Ventilschaft 11 auf die Dichtung zu wirken vermag. Selbst wenn längs der Widerlagerfläche 30 keine absolute Dichtheit herrschen würde, würde der Druck des heißen Mediums die Dichtung im Sinne einer stärkeren Abdichtung belasten.The sealing spring 25 acts near the inner circumference on the upper group 20 of the conical rings. Of the Axial pressure is transmitted near the outer circumference to the intermediate ring 22, which in turn is close to the outer circumference transmits a force to the lower group 21. This force will be close to the inner circumference added by the abutment surface 30. Each group is therefore attacked by a couple of forces, which the Tried to spread conical rings. Here, the spring 25 is when the compressed air occurs through their Pressure supported. The pressure of the hot medium has little influence, since it is only in the narrow Annular gap between the abutment surface 30 and the valve stem 11 is able to act on the seal. Even if there were no absolute tightness along the abutment surface 30, the pressure would of the hot medium stress the seal in the sense of a stronger seal.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Ventil mit einem Ventilgehäuse und einem an dessen Deckel, insbesondere über eine Abstandshülse befestigten Betätigungsaufsatz, mit einem durch ein Druckfluid, wie Druckluft, betätigten Stellglied für den Ventilschaft und mit einer zwischen Ventilschaft und einer gehäusefesten Umfangswand angeordneten, aus mindestens zwei Spreizmanschetten in Form von Ringen aus temperaturbeständigem Material, insbesondere Kunststoff, z. B. Polytetrafluorethylen, bestehenden Dichtung, die von einer auf der dem Ventilraum abgewandten Seite angeordneten und über einen Druckring wirkenden is Feder gegen eine Widerlagerfläche gedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizmans~hetten Konusringe sind, die in zwei Gruppen (20, 21) mit entgegengesetzter Konusneigung und einander zugewandten Basen angeordnet sind, daß zwischen den Basen ein Zwischenring (22) mit doppelkonischen, der Umfangswand benachbarten Stützflächen (23, 24) vorgesehen ist, daß der Druckring (28) mit einer konischen Druckfläche (29) nahe dem Ventilschaft (11) angreift und die Widerlagerfläche (30) ebenfalls als nahe dem Ventilschaft angeordnete Konusfläche ausgebildet ist und daß der Druckfluid-Raum (16, 32) des Stellgliedes durch die Dichtung (19) abgeschlossen und die Dichtungsfeder (25) in diesem Raum (32) » angeordnet ist.1. Valve with a valve housing and one on its cover, in particular via a spacer sleeve attached actuating attachment, with an actuator actuated by a pressurized fluid, such as compressed air for the valve stem and with a peripheral wall fixed between the valve stem and a housing arranged, from at least two expansion collars in the form of rings made of temperature-resistant Material, especially plastic, e.g. B. polytetrafluoroethylene, existing seal, which is arranged from a side facing away from the valve chamber and via a pressure ring, the spring is pressed against an abutment surface, characterized in that the Spreizmans ~ hetten are conical rings, which are in two groups (20, 21) are arranged with opposite cone inclination and bases facing each other that between the bases an intermediate ring (22) with double-conical ones adjacent to the peripheral wall Support surfaces (23, 24) are provided that the pressure ring (28) with a conical pressure surface (29) engages near the valve stem (11) and the abutment surface (30) also as near the Valve stem arranged conical surface is formed and that the pressure fluid space (16, 32) of the Actuator completed by the seal (19) and the sealing spring (25) in this space (32) » is arranged. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlagerfläche (30) unmittelbar an die abzudichtende, vom Ventilschaft (11) durchsetzte Bohrung anschließt.2. Valve according to claim 1, characterized in that the abutment surface (30) directly to the to be sealed, by the valve stem (11) penetrated bore connects. 3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlagerfläche (30) am Deckel (5) ausgebildet ist und die Dichtung (19) und die Dichtungsfeder (25) im Betätigungsaufsatz (7) bzw. in der Abstandshülse (6) angeordnet sind. *o3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the abutment surface (30) on the Lid (5) is formed and the seal (19) and the sealing spring (25) in the actuating attachment (7) or are arranged in the spacer sleeve (6). *O 4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand durch die Abstandshülse (6) gebildet ist.4. Valve according to claim 3, characterized in that the peripheral wall through the spacer sleeve (6) is formed.
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