DE2722754A1

DE2722754A1 - Spindelabdichtung

Info

Publication number: DE2722754A1
Application number: DE19772722754
Authority: DE
Inventors: Franz Bruene
Original assignee: Deutsche Babcock AG
Current assignee: Deutsche Babcock AG
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1977-05-20
Publication date: 1978-11-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Spindelabdichtung mit Hilfe von verformbarem Dichtmaterial, das den gesamten Spindelabdichtraum von dessen Grund bis zu der Stopfbuchsbrille ausfüllt und auf das über die Stopfbuchsbrille ein Druck aufgebracht ist.

Bei derartigen Spindelabdichtungen ist in bekannter Weise die Querkraft, die auf die Spindel bzw. auf die Wand des Abdichtraumes als Dichtkraft wirkt, durch die Beziehung Q = K P gegeben, in der K ein Verformungsfaktor für das Dichtmaterial und P die in axialer Richtung wirkende Längskraft ist. Wenn die Packung inkompressibel wäre, so wird die Querkraft gleich Null, bei plastischem bzw. kompressibelem Material kann der Verformungsfaktor maximal 1 werden.

Bei gleichem Härtegrad der Packung des Abdichtmaterials nimmt die Querverformung bis zum Grund des Abdichtraumes ab. Um eine möglichst gleichmäßig verteilte Querverformung auf der ganzen Abdichtfläche zu erzielen, müßte der Härtegrad der einzelnen Packungsringe vom Grund des Abdichtraumes zur Stopfbuchsbrille steigen. Praktisch ist dieses nicht erreichbar, da die Übertragung der Längskraft durch die Stopfbuchsbrille durch verschiedene sich ändernde Faktoren nicht entsprechend der Härte der Packungsringe übertragen werden kann.

Vom Druck des Mediums wird die Packung aber auch während des Betriebszustandes vom Grund des Abdichtraumes aus mit P.. belastet, das heißt, diese vom Druck des Mediums bewirkte Querkraft Q_M wird die von der Längskraft P_ST aus der Stopfbuchsbrille her bewirkte Querkraft Q₅- im umgekehrten Sinne überlagern.

Durch Wechsel der Betriebsbelastung wird daher die Querkraft sich immer entsprechend ändern und es wird erforderlich, die Stopfbuchse über die Brille von Zeit zu Zeit, insbesondere bei der Inbetriebnahme und nach Neuverpackung nachzuziehen. Dazu kommt, daß Stopfbuchspackungen durch Lagerung insbesondere während des Betriebes durch Setzverluste auch an Nachzugmöglichkeit verlieren, wodurch die Querkraft kleiner wird.

8098A8/0U1

1773 T

Durch Anordnung von beispielsweise Tellerfedern unter die Stopfbuchsbrille bzw. über den Grundring wird ein besserer Kraftschluß bei wechselnden Betriebsbelastungen bewirkt. Dabei ist jedoch zu bedenken, daß die eingeleitete Anzugskraft entsprechend der Vorspannung bzw. der Federcharakteristik abfällt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spindelabdichtung zu schaffen, bei der die Querkraft sich gleichmäßig von der eingeleiteten Längskraft ausgehend bis in den Grund des Abdichtraumes auf die Spnindel und die Wand des Abdichtraumes verteilt und erhalten bleibt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäÖ dadurch gelöst, daß zwischen der Stopfbuchsbrille und dem Grund des Spindelabdichtraumes eine sich über die Höhe des Spindelabdichtraumes erstreckende, auf Druck beanspruchte Feder vorgesehen ist. Die Feder bzw. das Federelement oder die Federelemente können so beschaffen bzw. angeordnet sein, daß die größte Federwirkung oben oder unten im Spindelabdichtraum wirkt.

Bei einer solchen Abdichtung wird die eingeleitete Längskraft bis in den Grund des Spindelabdichtraumes weitergeleitet. Die Längskraft erzeugt eine über den gesamten Spindelabdichtraum konstante und entsprechend der Federcharakteristik verteilte Querkraft, die über die Keilwirkung oder durch Verformung des die Federn umgebenden Dichtmaterials außen wie innen eine gleichmäßige Abdichtung der Spindel bewirkt. Durch die durchgehende Federwirkung wird bei allen betrieblichen Änderungszuständen die eingeleitete Dichtkraft erhalten.

Verschiedene Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Sie werden im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen erläutert.

Mehrere Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine Spindelabdichtung gemäss der Erfindung und Figuren 2 bis 7 den Spindelabdichtraum in verschiedenen Ausführungsformen.

809848/0U1

1773 -^

In der Zeichnung ist als Beispiel eine Ventilspindelabdichtung dargestellt. Die Spindel 1, die eine gleitende oder drehende Bewegung ausführen kann, ist durch den oberen Teil des Ventilgehäuses 2 geführt. Im Ventilgehäuse 2 ist ein Spindelabdichtraum 3 vorgesehen, in den das die Spindel 1 umgebende Dichtmaterial eingebracht ist. Das Dichtmaterial wird über eine Stopfbuchsbrille 4 zusammengedrückt. Durch die Stopfbuchsbrille 4 sind mehrere Schrauben 5 hindurchgesteckt und in das Ventilgehäuse 2 eingeschraubt. Durch Muttern 6 kann über die Stopfbuchsbrille 4 ein gewünschter Druck auf das Dichtmaterial aufgebracht werden. Metallische Ringe 7 und 8, die unter der Stopfbuchsbrille 4 und auf dem Grund 9 des Spindelabdichtraumes 3 gelegt sind, sorgen für einen Abschluß des Spindelabdichtraumes 3.

Gemäß der Erfindung ist zwischen der Stopfbuchsbrille 4 und dem Grund 9 des Spindelabdichtraumes 3 eine Feder vorgesehen, die nach Figur 1 als Schraubenfeder 10 ausgebildet ist. Die Feder erstreckt sich über die gesamte Höhe des Spindelabdichtraumes 3 und wird von dem in den Spindelabdichtraum 3 vorhandenen Dichtmaterial umgeben. Die durch Anziehen der Muttern 6 über die Stopfbuchsbrille 4 eingeleitete Längskraft setzt sich bis auf den Grund 9 des Spindelabdichtraumes 3 fort. Dadurch wirkt die Querkraft gleichmäßig auf die gesamte Länge des Spindelabdichtraumes und bringt das Dichtmaterial innen und außen zur Anlage. Gleichzeitig wird durch die Form des Federelementes, bei Figur 1 die Schraubenfeder 10, das Dichtmaterial keilförmig an die abzudichtenden Flächen gedruckt.

Nach Figur 2 sind in dem Spindelabdichtraum 3 ringförmige Tellerfedern 11 derart übereinander geschichtet, daß die über die Stopfbuchsbrille 4 eingeleitete Längskraft sich ebenfalls bis auf den Grund des Spindelabdichtraumes 3 fortsetzt. Die Tellerfedern 11 können eine unterschiedliche Federkonstante aufweisen. In diesem Fall lassen sich die Tellerfedern 11 ebenso wie die später noch zu beschreibenden Federelemente so anordnen, daß die größte Federkraft unten oder oben im Spindelabdichtraum 3 wirkt, um die Anpressung, wenn nötig, zu differenzieren. Wie im Fall der Schraubenfeder 10 können auch nach Figur 2 die Zwischenräume zwischen den Tellerfedern 11 mit losem, faserigem Dichtmaterial ausgefüllt sein.

809848/om

2722754 BABC<g»CK 1773 *

Nach Figur 3 ist zwischen jeweils zwei benachbarte Tellerfedern 11 ein plastisch verformbarer Dichtring 12 gelegt. Beim Einleiten einer Längskraft werden diese plastisch verformbaren Dichtringe 12 gegen die abzudichtenden Flächen der Spindel 1 und der Wand des Spindelabdichtraumes 3 gedrückt. Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform sind die plastisch verformbaren Dichtringe durch elastisch verformbare O-Ringe 13 ersetzt.

Nach Figur 5 sind als Feder gewinkelte Federelemente 14 verwendet, deren offene Seiten abwechselnd dem Spindelabdichtraum 3 oder der Spindel 1 zugewandt sind. Die Federelemente 14 sind übereinander geschichtet, wobei jeweils zwischen zwei Federelementen 14 ein Druck übertragender Ring 15 gelegt ist. Durch Einleiten einer Längskraft legen sich die Federelemente 14 dichtend an die Wand des Spindelabdichtraumes 3 bzw. an die Spindel 1 an. Auch bei dieser Ausführungsform kann, um die Abdichtwirkung der Federelemente zu unterstützen, in den Spindelabdichtraum 3 loses Dichtmaterial eingebracht sein.

Nach Figur 6 sind die in Figur 5 dargestellten Federelemente zu einem durchgehenden Federband 16 zusammengesetzt.

Die Figur 7 zeigt wieder gewinkelte, übereinander geschichtete ringförmige Federelemente 17, deren Öffnungen jedoch in Längsrichtung der Spindel 1 liegen. In die Öffnung der Federelemente 17 greift jeweils ein Druck übertragender, ebenfalls gewinkelter Zwischenring 18 ein, dessen Öffnungswinkel größer ist, als der der Federelemente 17. Nach dem Einleiten der Längskraft drücken die Zwischenstücke 18 die Schenkel der Federelemente 17 auseinander, so daß sich diese dichtend an die Wand des Spindelabdichtraumes 3 und an die Spindel 1 legen. Auch hier kann durch zusätzliche Beigabe von Dichtmaterial die Abdichtwirkung unterstützt werden.

809848/0U1

Leerseite

Claims

1773

PATENTANSPRÜCHE

Spindelabdichtung mit Hilfe von verformbarem Dichtmaterial, das den gesamten Spindelabdichtraum von dessen Grund bis zu der Stopfbuchsbrille ausgefüllt
und auf das über die Stopfbuchsbrille ein Druck aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stopfbuchsbrille (4) und dem Grund (9) des Spindelabdichtraumes (3) eine sich über die Höhe des Spindelabdichtraumes (3) erstreckende, auf Druck beanspruchte Feder vorgesehen ist.

2. Spindelabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Feder eine Schraubenfeder (10) vorgesehen ist.

3. Spindelabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Feder mehrere übereinanderliegende Tellerfedern (11) vorgesehen sind.

4. Spindelabdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tellerfedern (11) das Dichtmaterial in Form von Ringen (12, 13) eingelegt ist.

5. Spindelabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus einzelnen gewinkelten Federelementen (14, 17) gebildet ist.

6. Spindelabdichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gewinkelten Federelemente zu einem zusammenhängenden Federband (16) verbunden sind.

7. Spindelabdichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gewinkelten Federelementen (14, 17) Druck übertragende Zwischenstücke (15, 18) vorgesehen sind.

809848/0U1

8. Spindelabdichtung nach den Ansprüchen 1,5,6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (14, 17) sich dichtend an die Wand des Spindelabdichtraumes (3) anlehnen.

9. Spindelabdichtung nach den Ansprüchen 1,3,4,5,7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine über die Höhe des Spindelabdichtraumes (3) sich ändernde Federkraft aufweist.

OD OO IO

809848/01U1