DE2609635C3

DE2609635C3 - Rückdichtung einer Armatur für heiße Medien

Info

Publication number: DE2609635C3
Application number: DE2609635A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim 8500 Nuernberg Buettner
Original assignee: FA J GG BUETTNER 8500 NUERNBERG DE
Current assignee: FA J GG BUETTNER 8500 NUERNBERG DE
Priority date: 1976-03-09
Filing date: 1976-03-09
Publication date: 1982-01-28
Also published as: SE7702575L; NL7702284A; IT1083853B; FR2343953A1; BE852277A; AT366161B; DE2609635A1; BR7701406A; ES456631A1; FR2343953B3; ZA771331B; DE2609635B2; ATA119077A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückdichtung einer Armatur für heiße Medien, mit einer steigenden Spindel, deren verschlußstückseitiger Endabschnitt durch eine Stopfbuchse aus dem Armaturengehäuse herausgeführt ist und deren betätigungsseitiger Endabschnitt in einem außerhalb des Gehäuses mit Abstand hinter der Stopfbuchse angeordneten Lager axial verstellbar und in der maximalen Offenstellung festlegbar geführt ist, wobei die Rückdichtung zwischen Verschlußstück und Stopfbuchse vorgesehen ist und als ein die temperaturbedingten Spannungen und Spannungsänderungen zwischen Gehäuse und Lager aufnehmendes metallisches Tellerfederelement ausgebildet ist.

Wenn die Armatur zur Leitung heißer Medien (Gas oder Wasser) verwendet wird, dann herrschen innerhalb des Armatur-Gehäuses und außerhalb dieses Gehäuses stark unterschiedliche Temperaturen. Es wird also ein bei vorbewegtem Verschlußstück im Gehäuseinneren befindlicher stark erhitzter Spindelabschnitt beim Zurückbewegegn des Verschlußstückes in stark erhitztem Zustand aus dem Gehäuse austreten

ίο und außerhalb des Gehäuses wegen der dort herrschenden niedrigen Temperatur abkühlen. Weil die Armatur bei unterschiedlichen Temperaturen geöffnet wird, ist zu berücksichtigen, inwieweit über die Rückdichtung hohe Spannungen in der Spindel und in dem Lager bzw. in dem Bockaufsatz sowie Undichtigkeiten in der Rückdichtung entstehen können. Zum Beispiel ist die Abkühlung des hoch erhitzt aus dem Gehäuseinneren ausgetretenen Spindelabschnittes mit einer Verkürzung der Spindel verbunden, wenn diese in ihrer maximalen Offenstellung einerseits im Lager und andererseits durch einen Anschlag festgelegt ist.

Bei einer bekannten (DE-AS 1 032992) Rückdichtung der eingangs genannten Art ist das Tellerfederelement eine einzige Tellerfeder, die weder mit der Spindel noch mit dem Gehäuse starr verbunden ist, sondern radiales Spiel hat. Diese Tellerfeder ist als Kegelmantel ausgebildet, der beim Zurückbewegen der Spindel verflacht wird, wobei die Feder so stark bemessen ist, daß sie sich nicht plattdrücken läßt. Diese Tellerfeder soll einen Schließdruck erzeugen, welcher dem Bedienungsmann ein sicheres Gefühl vermittelt, wie weit das Handrad zurückgedreht werden muß, um eine sichere Abdichtung zu erzielen.

Dieses Gefühl ist wegen der hohen Schließ- und Öffnungskräfte nicht vermittelbar. Bei Bedienung mit einem Stellantrieb ist ein Gefühl überhaupt nicht vermittelbar. Die eine Tellerfeder in Form eines nicht voll plandrückbaren Kegelmantels besitzt einen recht

4!) geringen Federweg, der nicht ausreicht, um auch große temperaturbedingte Spannungen und Spannungsänderungen zwischen Gehäuse und Lager auszugleichen, so daß die Rückdichtung in solchen Fällen nicht sicher funktioniert. Auch hat die Tellerfeder radiales Spiel, so daß sie bei jeder Zurückbewegung der Spindel bzw. jeder Betätigung der Rückdichtung eine andere Stellung einnehmen kann. Auch dies beeinträchtigt die Sicherheit der Rückdichtung, weil die relativ harte Tellerfeder dort, wo sie am Gehäuse anliegt, Riefen in die Gehäuseoberfläche drückt, in die sie bei späteren Rückdichtungsbetätigungen nicht mehr eingreift. Wenn die Spindel der bekannten Rückdichtung von Hand zurückbewegt wird, so wird die Tellerfeder relativ stark gespannt, um eine sichere Rückdichtung zu erhalten. In diesem Fall kann die Tellerfeder starke Spannungen der sich abkühlenden Spindel nicht mehr aufnehmen. Setzt man aber die Tellerfeder weniger stark unter Spannung, so ist die Rückdichtung wegen der radialen Beweglichkeit nicht sicher.

Es ist an sich bekannt (DE-AS 1 251120), bei einer Armatur einen Anschlag in Hubrichtung der Spindel verstellbar vorzusehen, um festzulegen, wie weit das Verschlußstück vorgeschoben wird, was jedoch ohne

Einfluß auf die Funktionsweise eines Federelementes einer Rückdichtung ist. Es ist auch an sich bekannt (US-PS 3253 612), einen an der Spindel befestigten, in der maximalen Offenstellung der Spindel an einem

Anschlagteil anliegenden Anschlag und das Anschlagteil außerhalb des Gehäuses hinter dem Lager anzuordnen. Jedoch ist hier das Lager vor der Stopfbuchse angeordnet und treten somit keine beachtlichen Spannungen zwischen Gehäuse bzw. Lager bzw. entsprechende Längenänderungen der Spindel auf. Auch lassen sich eine Verbesserung der Rückdichtung und ein sicherer Verschluß der Rückdichtung nicht durch Anwendung eines Anschlages erreichen, weil man den Anschlag entweder so einstellen muß, daß i» die Feder ausreichend stark gespannt ist, wobei sie keine Spannungsändeningen mehr aufnehmen kann, oder so einstellen muß, daß sie wenig gespannt ist, wobei die Rückdichtung nicht gesichert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es also, eine Rückdich- is tung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei maximaler Offenstellung des Verschlußstückes unabhängig von einem den Öffnungshub begrenzenden Anschlag und unabhängig von feinfühliger Handbetätigung stets sicher schließt und dabei auch große temperaturbedingte Spannungen und Spannungsänderungen zwischen Gehäuse und Lager ausgleicht.

Die erfindungsgemäße Rückdichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Spindel befestigter, in der maximalen Offenstellung an einem außerhalb des Gehäuses vor dem Lager angeordneten Anschlagteil anliegender Anschlag vorgesehen ist, der Anschlag und/oder das Anschlagteil zur Einstellung der Dichtwirkung der Rückdichtung in Hubrichtung der Spindel verstellbar ist und das Federelement von mindestens zwei Tellerfedern, die einen Dichtkörptr gegen eine Anlagefläche drücken, gebildet ist oder das Tellerfederelement an einer Seite an der Spindel oder dem Gehäuse starr befestigt ist und an seiner freien Seite einen abgewinkelten Randstreifen aufweist, der an einer konischen Anlagefläche anliegt.

Bei der erfindungsgemäßen Rückdichtung ist das Tellerfederelement im Hinblick auf eine verbesserte Dichtwirkung ausgebildet und sind die Funktionen Hubbegrenzung und Dichtung voneinander getrennt. Die Hubbegrenzung ist aus dem Innenraum des Gehäuses herausgelegt, indem Anschlag und Anschlagteil außerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Diese Anordnung läßt es zu, die Dichtung bzw. das Tellerfederelement in verstärktem Maß elastisch bzw. flexibel auszuführen. Die vergrößerte Elastizität gewährleistet, daß die Dichtung auch bei starken Temperaturänderungen innerhalb des Gehäuses immer voll funktionsfähig bleibt und keine zusätzlichen Spannungen aus der Temperaturänderung die Spindel oder das Lager belasten. Aufgrund der erhöhten Elastizität bzw. Flexibilität des Tellerfederelementes steigt die Dichtwirkung bei steigendem Innendruck. Die Verstellbarkeit von Anschlag und/oder Anschlagieil ermöglicht es, den Anschlag oder das Anschlagteil im Hinblick auf eine optimale Dicktwirkung der Dichtung in einfacher Weise einzustellen, wobei die Temperaturverhältnisse, die bei Betrieb der Armatur im einzelnen Anwendungsfall auftreten können, einfach berücksichtigt werden können. ft< >

Damit das Federelement bei Betätigung der Rückdichtung weder zu stark noch zu schwach gespannt wird, ist der Anschlag vorgesehen, durch den sich das Federelement bei Betätigung der Rückdichtung auf seinen erforderlichen Federweg spannen läßt. Auf- fts grund der verbesserten Elastizität bzw. des vergrößerten Federweges kann das Federelement nun Spannungsänderungen folgen, ohne daß die Dichtwirkung der Rückdichtung verlorengeht.

Um den Anschlag bei eingebauter Armatur unter Berücksichtigung des jeweils durch die Armatur fließenden Mediums auf die Stellung einstellen zu können, bei welcher das Federelement die dem Medium entsprechenden Spannungsänderungen optimal aufnehmen kann, ist die Verstellbarkeit des Anschlages vorgesehen.

Bei der einen Ausführungsform des Tellerfederelementes der erfindungsgemäßen Rückdichtung wird der Dichtkörper, derz. B. die Spindel umschließt und entlang dieser beweglich ist, über die metallischen Tellerfedern abgestützt. Die Anlagefläche, gegen die der Dichtkörper gedrückt wird und mit der er zusammenwirkt, ist z. B. am Gehäuse vorgesehen. Bei der anderen Ausführungsform des Tellerfederelementes der erfindungsgemäßen Rückdichtung ist ein besonders einfach ausgebildetes elastisch verformbares Dichtteil vorgesehen, dessen z. B. schräg abgewinkelter umlaufender Randstreifen eine verbesserte Dichtwirkung ergibt.

Es ist möglich, das Anschlagteil neben der Spindel verschiebbar und festklemmbar anzuordnen. Wenn der betätigungsseitige Endabschnitt der Spindel mit einem Gewinde in ein Gegengewinde des Lagers greift, ist es besonders zweckmäßig und vorteilhaft, wenn der Anschlag zwischen Gehäuse und Lager mit einem Gewinde auf dem Gewinde der Spindel sitzt. Bei dieser Ausbildung wird das Gewinde, das der Vor- und Zurückbewegung sowie Festlegung der Spindel dient, auch für die Verstellung des Anschlagteiles verwendet.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn die Rückdichtung einen an der Spindel nahe dem Verschlußstück angebrachten starren Bund umfaßt, an dem das Federelement abgestützt ist bzw. an dem das Tellerfederelement in der maximalen Offenstellung anliegt. Bei dieser Ausführungsform ist das Tellerfederelement zwischen dem Bund und dem Gehäuse angeordnet

Das Verschlußstück ist z. B. ein Schieber oder ein Ventilkörper. Das Lager der Spindel ist relativ zum Gehäuse ortsfest angeordnet und z. B. an einem an dem Gehäuse befestigten Bockaufsatz angebracht. Die Verstellung der Spindel in dem Lager und die Festlegung der Spindel kann an sich in beliebiger Weise erfolgen, und erfolgt z. B., indem das gelagerte Endstück der Spindel mit einem Gewinde in ein Gegengewinde des Lagers greift.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 in einem Schnitt schematisch eine Schieber-Armatur für heiße Medien, jedoch ohne Rückdichtung,

Fig. 2 im Schnitt eine Rückdichtung mit Anschlageinrichtung und Dichtungseinrichtung für die Armatur gemäß Fig. 1,

Fig. 3 im Schnitt die Dichtungseinrichtung einer weiteren Rückdichtung,

Fig. 4 im Schnitt die Diclitungseinrichtung einer weiteren Rückdichtung,

Fig. 5 im Schnitt die Dichtungseinrichtung einer weiteren Rückdichtung, und

!⁷Ig. 6 im Schnitt die Dichtungseinrichtung einer weiteren Rückdichtung.

Eine Rückdichtung gemäß Zeichnung wird gemäß Fig. 1 jeweils in Verbindung mit einem Rohrstück 1 verwendet, das mittels eines als Schieber ausgebilde-

ten Verschlußstückes 2 absperrbar ist und auf dem ein Gehäuse 3 befestigt ist. Das Verschlußstück 2 sperrt in seiner in Fig. 1 gezeigten vorbewegten Stellung das Rohrstück 1 ab. Das Verschlußstück 2 ist mit seiner Oberseite am unteren Ende einer Spindel 4 befestigt, die durch das Gehäuse und eine an der Außenseite des Gehäuses an dem Gehäuse angebrachten Stopfbuchse 5 geführt ist. An der dem Rohrstück 1 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 3, die die Stopfbuchse 5 trägt, ist ein Bockaufsatz 6 befestigt, der (gemäß Fig. 2) mit Abstand von der Stopfbuchse 5 ein Lager 7 mit Spindelmutter 31 trägt. Die Spindel 4 ist, gemäß Fig. 1, oberhalb der Stopfbuchse 5 mit einem Gewinde 8 versehen, das in ein Gegengewinde 9 der Spindelmutter 31 greift. Durch Drehen der Spindelmutter wird die Spinde! und somit das Verschluß-Stück 2 aus dem Rohrstück 1 heraus und in das Gehäuse 3 bewegt. Fig. 2 verdeutlicht das an dem Bockaufsatz 6 angebrachte Lager 7 mit Spindelmutter 31 und zeigt, daß die Stopfbuchse 5 ein mit dem Gehäuse 3 einstückiges Zylinderteil 10 umfaßt, indem eine die Spindel 4 umfassende Stopfbuchspackung 11 vorgesehen ist, die in dem Zylinderteil mittels einer Stopfbuchsbrille 12 gehalten ist.

Gemäß Fig. 2 weist eine Anschlageinrichtung einen Anschlag 13 auf, der mit einem Gewinde 14 auf dem Gewinde 8 der Spindel 4 sitzt. Fig. 2 zeigt die Spindel 4 in zurückbewegter Stellung bzw. in maximaler Offenstellung, bei welcher der Anschlag 13 nach oben hin an einem Anschlagteil 15 anliegt, das von einem unteren Abschnitt der Spindelmutter 31 gebildet ist. Der Anschlag 13 umschließt die Spindel 4. Der Bockaufsatz untergreift die Spindelmutter, wobei dann die untergreifenden Bockaufsatzteile als Anschlagteil 15 dienen.

Das Anschlagteil 15 ist besonders einfach angeordnet, indem es an dem Bockaufsatz 6 angebracht ist, der an dem Gehäuse 3 befestigt und an dem auch das Lager 7 angebracht ist.

Gemäß Fig. 2 bis 6 ist im Inneren des Gehäuses 3 eine elastische Dichtungseinrichtung 16 vorgesehen. Diese Dichtungseinrichtung 16 umfaßt jeweils eine am Gehäuse 3 vorgesehene, die Spindel 4 umschließende, sich zum Gehäuseinneren hin konisch erweiternde Ausnehmung 17 sowie ein an der Spindel 4 angebrachtes Teil 18, das sich zum Gehäuse innere η hin konisch erweitert und in die Ausnehmung 17 bei zurückbewegter Spindel genau eingepaßt und die Ausnehmung abschließt. Die Dichtungseinrichtung gemäß Fig. 2 umfaßt ebenso wie die gemäß Fig. 3, 4 und 6 einen starren Bund 19, der am unteren Ende der Spindel 4 nahe dem Verschlußstück vorgesehen ist. An dem Bund 19 ist über ein durch Tellerfedern 21 gebildetes metallisches Federelement ein Dichtkörper 20 abgestützt, der die Spindel unter Zwischenlage von Packungen 22 umschließt und das konische Teil 18 bildet. Die Packungen 22 in dem Dichtkörper 20 sind mittels Tellerfedern 23 unter Druck gesetzt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet

κι sich von der gemäß Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß der Durchmesser des starren Bundes 19 vergrößert ist und ein Faltenbalg 24 vorgesehen ist. Der Faltenbalg 24 erstreckt sich zwischen dem starren Bund 19 und dem Dichtkörper 20 und umschließt die metallischen Tellerfedern 21. Der Faltenbalg 24 übernimmt bei zurückgezogener Spinde! die Abdichtung zwischen Spindel und Dichtkörper. Dadurch enthält der Dichtkörper 20 keine Packung, was auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 der Fall ist. Im übrigen un-

2(i terscheidet sich die Ausführungsform gemäß Fig. 4 von der gemäß Fig. 2 im wesentlichen nur durch eine andersartige Ausbildung des von Tellerfedern 21 gebildeten metallischen Federelementes.

Jede Dichtungseinrichtung gemäß Zeichnung weist einerseits eine konische Anlagefläche und andererseits ein bei zurückbewegter Stellung der Ventilstange 4 an der Anlagefläche anliegendes elastisch verformbares Dichtteil auf. Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 bis 4 ist die konische Anlagefläche

3d am Gehäuse 3 vorgesehen und das Dichtteil von dem starren Bund 19, dem Dichtkörper 20 und den Tellerfedern 21 gebildet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist das Dichtteil an der Spindel 4 angebracht, einstückig und ein elastisches Tellerfederelement 25, das einen schräg nach unten abgewinkelten, umlaufenden Randstreifen 26 aufweist, der an der konischen Anlagefläche anliegt, die an dem Gehäuse 3 vorgesehen ist. Im Gehäuseinneren befindliches Druckmedium drückt gegen das Tellerfederelement und preßt

4(i den Randstreifen 26 gegen die Anlagefläche des Gehäuses 3.

Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 5 dadurch, daß ein weiteres federnd elastischesTellerfederelement 27 am Gehäuse befestigt ist und einen Ringraum 28 be-

grenzt, indem eine durch das Gehäuse gelegte Zufuhrleitung 29 mündet. Weiterhin weist die Spindel 4 den starren Bund 19 auf, der nach oben hin eine konische Anlagefläche bildet. An der konischen Anlagefläche des starren Bundes 19 liegt ein schräg nach oben

so abgewinkelter, umlaufender Randstreifen 30 an, der von dem Tellerfederelement 27 gebildet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rückdichtung einer Armatur für heiße Medien, mit einer steigenden Spindel, deren verschlußstückseitiger Endabschnitt durch eine Stopfbuchse aus dem Armaturengehäuse herausgeführt ist und deren betätigungsseitiger Endabschnitt in einem außerhalb des Gehäuses mit Abstand hinter der Stopfbuchse angeordneten Lager axial verstellbar und in der maximalen Offenstellung festlegbar geführt ist, wobei die Rückdichtung zwischen Verschußstück und Stopfbuchse vorgesehen ist und als ein die temperaturbedingten Spannungen und Spannungsänderungen zwischen Gehäuse und Lager aufnehmendes metallisches Tellerfederelement ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein an der Spindel (4) befestigter, in der maximalen Offenstellung an einem außerhalb des Gehäuses (3) vor dem Lager (7) angeordneten Anschlagteil (IS) anliegender Anschlag (13) vorgesehen ist,

b) der Anschlag (13) und/oder das Anschlagteil (15) zur Einstellung der Dichtwirkung der Rückdichtung (16) in Hubrichtung der Spindel verstellbar ist, und

c) das Federelement von mindestens zwei Tellerfedern (21), die einen Dichtkörper (20) gegen eine Anlagefläche drücken, gebildet ist oder das Tellerfederelement (25,27) an einer Seite an der Spindel (4) oder dem Gehäuse (3) starr befestigt ist und an seiner freien Seite einen abgewinkelten Randstreifen (26, 30) aufweist, der an einer konischen Anlagefläche anliegt.

2. Rückdichtung nach Anspruch 1, wobei der betätigungsseitige Endabschnitt der Spindel mit einem Gewinde in ein Gegengewinde des Lagers eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (13) zwischen Gehäuse (3) und Lager (7) mit einem Gewinde (14) auf dem Gewinde (8) der Spindel (4) sitzt.

3. Rückdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Spindel (4) nahe dem Verschlußstück (2) angebrachter starrer Bund (19) vorgesehen ist, an dem das Federelement (21) abgestützt ist bzw. an dem das Tellerfederelement in der maximalen Offenstellung anliegt.