DE2832439A1

DE2832439A1 - Ringdichtung, insbesondere fuer absperrorgane mit kugelfoermigem absperrkoerper

Info

Publication number: DE2832439A1
Application number: DE19782832439
Authority: DE
Inventors: Joseph Charles Halpine
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-27
Filing date: 1978-07-24
Publication date: 1979-02-08
Also published as: HU180468B; US4113231A; GB2001737A; FR2398947A1; DD138351A1; JPS5425533A

Description

Ringdichtung, insbesondere für Absperrorgane mit kugelförmigem Absperrkörper

Die Erfindung betrifft Fluid-Strömungsgeräte und insbesondere das Gebiet der Kugelventile bzw. -klappen.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine flexible Ringdichtung zur Abdichtung zwischen dem Gehäuse des Ventils und dem Ventil-Kugelkörper.

Es sind Ringdichtungen mit O-Ringen und dergleichen bekannt, welche die Abdichtung zwischen dem Gehäuse und der Kugel einer Kugeldrossel bzw. einem Kugel-Ventilmechanismus bilden. Jede dieser Dichtungsringe besitzt gewisse Nachteile, wobei der am häufigsten auftretende Nachteil darin besteht, dass nicht ein einstellbarer Druck zur Verfugung steht, um die Dichtungslippen derartiger Dichtungen gegen die Dichtfläche des Kugelkörpers anzudrücken.

Davon ausgehend wurde gemäss der Erfindung eine Anordnung geschaffen, welche zur Lösung derartiger Probleme beiträgt und welche eine Federanordnung aufweist, die als ein Bestandteil des Sitzringes ausgebildet ist, derart, dass ein ausreichender Federdruck verfügbar ist, um kontinuierlich einen angemessenen Druck des Dichtungsmediums gegenüber der Kugelfläche zu gewährleisten. Auf diese Weise wird die Leckage des Fluids auf sichere Weise verhindert.

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Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Ringdichtung für Kugelventile bzw. -klappen geschaffen werden, bei welcher ausreichender Druck zwischen dem gegenüber dem Kugelkörper dichtenden Sitz und der Dichtfläche des Kugelkörpers erzeugt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wurde eine Metall-Sitzringanordnung geschaffen, welche an das Gehäuse des Kugelventils anbringbar bzw. in das Gehäuse so einführbar ist, dass der innere Umfang einen Bestandteil der Strömungsöffnung für das das Ventil durchströmende Fluid bildet. Die Ringdichtung ist innerhalb des Gehäuses mittels eines O-Ringes abgedichtet, so dass der einzige Durchgang für die Leckage des unter Druck stehenden Fluids entlang der Fläche der Kugel zwischen dieser und dem Sitzring besteht, welcher an die Fläche angedrückt ist.

Der Sitzring besteht aus einem komprimierbaren, flexiblen Material, so aus Nylon oder Polytetrafluoräthylen. Der Sitzring besteht im Querschnitt in Form eines rechtwinkligen Teils mit einer Lippe, die in Form eines C umgebogen ist und dabei eine im wesentlichen kreisförmige Ringkammer umgibt. In diese Kammer ist eine schraubenförmig gewickelte Feder bestimmter Länge eingelegt. Diese ist in einem Kreis gebogen und passt dadurch in die Ringkammer des Sitzringes.

Eine zylindrische Nut rechtwinkligen Querschnitts ist am stromabwärts liegenden Flächenteil der Ringdichtung vorgesehen. Die zylindrische Nut besteht konzentrisch mit der Achse der Ringdichtung. Eine dünne zylindrische Wandverlängerung der stromabwärts liegenden Fläche der Ringdichtung wird nach Einlegen des Sitzringes in die zylindrische Nut umgebogen, so dass die Verlängerung an eine Fläche des Sitzringes an-

gepasst ist. Der Sitzring wird auf diese Weise in der ihn aufnehmenden Nut festgehalten. Der Aussenteil des C-Sitzringes kann nunmehr unter Druck gegenüber der Fläche des Kugelteils wirken, wobei der erforderliche Druck durch die schraubenförmig gewickelte Feder vermittelt wird. Die kreisförmigen Wicklungen der Feder sind dabei unter Einwirkung von Druck in ovaler Form angedrückt.

So wird der C-Teil des Sitzringes fest an die Fläche des Kugelteils angepresst. Der Teil des Sitzringes, welcher tatsächlich an den Kugel teil angedrückt ist, weist eine Rippe auf, deren Querschnitt einen Radius von 1,6 mm besitzt. Diese Rippe oder Dichtlippe liegt unter Druck an der Kugelfläche an.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine geschnittene schematische Darstellung der Ringdichtung bei Berührung an der Kugelfläche des Ventils bzw. der Drosselklappe;

Fig. 2 und 3 geben im Schnitt und in Draufsicht zwei Ansichten der Ringdichtung wieder; und

Fig. 4 ist eine Einzelschnittansicht des Sitzringes.

In der Zeichnung und insbesondere in Fig. 1 derselben ist die Ringdichtung 10 nach der Erfindung innerhalb des Gehäuses des Ventils 12 befindlich dargestellt. Ein innerer zylindrischer Sitz 56 und eine Schulter 28 des Gehäuses bilden einen Sitz, gegenüber welchem die Ringdichtung anpressbar und mittels einer Einrichtung, so mit Hilfe ·

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des O-Ringes 34 abdichtbar ist. Der O-Ring 34 sitzt in einer Nut 32 in der stromaufwärts befindlichen Wand 30 der Ringdichtung. Der Aussenumfang 58 der Ringdichtung 10 ist eng in den zylindrischen Sitz 56 des Gehäuses 14 eingepasst. Die innere, um den Umfang sich erstreckende Wand 26 ist koaxial und kolinear mit der Öffnung 16 des Gehäuses, durch welche Fluid in das Ventil eintritt.

Der Kugelteil 18 des Ventils bzw. der Klappe weist eine Kugelfläche 19 auf und wird durch eine Welle 22 in herkömmlicher Weise gehalten. Mit Hilfe der Welle wird der Kugelteil gedreht. In der Kugel ist eine quergerichtet verlaufende Öffnung 20 vorgesehen, welche vorzugsweise gleichen Durchmesser wie die Öffnung 16 des Gehäuses besitzt und koaxial zu dieser stehen kann, um Fluid hindurchzulassen. Die Achse des Kanals 20 im Kugel teil steht senkrecht zur Achse der Welle 22. Durch Drehung der Welle 22 kann der Kanal 20 gegenüber dem Kanal 16 geöffnet oder durch Querstellen geschlossen werden, derart, dass die Strömung von Fluid durch das Ventil bzw. die Klappe blockierbar ist.

Die Ringdichtung weist im Querschnitt einen Innenumfang 26, einen Aussenumfang 56 und eine Endwand 28 auf, welche gegenüber dem Gehäuse mit Hilfe des O-Ringes 34 abgedichtet ist. Die zweife stromabwärts liegende Wand der Ringdichtung ist geeignet, den Sitzring zu halten, welcher aus einem geeigneten flexiblen Elastomei— oder Gummimaterial besteht. Dieses Material drückt gegen die Fläche 19 des Kugelteils an, um die Abdichtung herbeizuführen.

Eine zylindrische Nut mit zylindrischen Wänden 38 und 40 und einer Bodenfläche 36 ist in der Ringdichtung vorgesehen und dient zur Aufnahme des rechtwinkligen Teils 44 des Sitzringes 42. Die allgemeine

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Form des Sitzringes ist im Querschnitt in Fig. 4 dargestellt. Der rechtwinklige Teil 44 passt in die zylindrische Nut der Ringdichtung 10. Ein kreisförmiger Ring-Kammerteil 48 bildet die Innenfläche eines C-förmigen Teils, welcher winklig unter Abstand angeordnete Aussenflächen 43, 45 aufweist. Diese bilden eine kreisförmige Rippe 50, welche an die Fläche 19 des Kugelteils angedrückt ist.

In die kreisförmige Kammer 48 der Ringdichtung ist eine schraubenförmige Feder 46 eingelegt. Die Feder 46 ist aus einem geeigneten Federstahl draht gewickelt und weist geeigneten Durchmesser und Länge auf. Sie wird durch die besondere Formgebung innerhalb der Kammer gehalten. Wenn der Sitzring 42 einschliesslich der Feder in die zylindrische Nut der Ringdichtung 10 eingefügt ist, dann wird eine dünne zylindrische Wand 52* in die Position 52 gebogen und drückt gegen die Fläche 45 des Sitzringes, derart, dass der Sitzring sicher in der zylindrischen Nut gehalten ist. Gleichzeitig wird die schraubenförmig gewickelte Feder innerhalb der Ausnehmung oder Kammer 48 gehalten. Diese Lage ist in Fig. 1 dargestellt, wobei die kreisförmige, den Scheitel der Flächen 43 und 45 bildende Rippe 50 die Dichtfläche gegenüber dem Kugelteil darstellt. An der Rippe 50 besteht ausreichender Druck gegenüber dem Kugel teil 19, so dass die Feder etwas verformt ist und ovale Gestaltung einnimmt, dh., es wird eine gegen die Fläche 1 9 nach aussen gerichtete Kraft erzeugt, welche ausreicht, um den Dichtungsdruck gegenüber dem Fluiddruck in den Bohrungen oder Kanälen 16, 26 und 20 zu gewährleisten. Der Radius der Rippe 50 ist im Schnitt vorzugsweise etwa 1,6 mm, so dass die Rippe eine Fläche aufweist, welche sich unter ausreichender Kraft verformen kann und ein Dichtungselement gegenüber einem bestimmten Fluiddruck bildet.

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Wenn die geeigneten Toleranzen für die bearbeiteten Flächen des Gehäuses und der Kugel und wenn der bestimmte Drahtdurchmesser und der Schrauben- oder Wicklungsdurchmesser der Feder gewählt sind, dann kann der Einheitsdruck der Rippe 50 gegenüber der Fläche 19 abgeleitet und bestimmt werden, derart, dass keine Einstellungen für einen bestimmten Fluiddruck erforderlich sind.

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Claims

PATENTANSPRUCH

Ringdichtung, insbesondere für ein Kugelventil mit einem Gehäuse , welches mit einer Einlassleitung für Fluid versehen ist, ferner mit einem zylindrischen Sitz und einer Schulter zur Aufnahme einer konzentrisch mit der Leitung einzufügenden Ringdichtung, mit einem kugelförmigen Absperrkörper innerhalb des Hohlraumes des Gehäuses, mit einer den Kugelkörper durchsetzenden Leitung und mit einer Welle, mittels welcher der Kugelkörper um eine Achse drehbar ist, die senkrecht zur Richtung der Leitung im Kugelkörper verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse (14) und dem Kugelkörper (19) gegenüber Leckage von Fluid abdichtende Ringdichtung einen Metall ring (24) mit einer äusseren Zylinderfläche (56), mit einer inneren Zylinderfläche (26) und mit einer ersten senkrecht dazu stehenden Endwand (28) aufweist, wobei die äussere zylindrische Fläche und die erste Endwand an den zylindrischen Sitz (56) und an die Schulter (28) des Gehäuses (14) angepasst sind, dass der Ringdichtung eine erste Anordnung (34) zugeordnet ist, welche die Ringdichtung gegenüber wenigstens dem zylindrischen Sitz und der Schulter abdichtet, dass in der zweiten Endwand des Metall ringes nahe des Aussendurchmessers desselben eine konzentrische

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Deutsche Bank München, Kto.-Nr. 82/08050 (BLZ 70070010)

Postscheck München Nr. 163397-802

ORIGINAI. INSPECTED

zylindrische Nut (36, 38, 40) angeordnet ist, dass an die zweite Endwand an der Aussenkante der zylindrischen Nut eine dünnwandige zylindrische Verlängerung (52) angrenzt, dass ein Sitzring (42) mit einem zylindrischen Teil in die zylindrische Nut eingepasst ist, während ein C-förmiger Teil des Sitzringes (42) eine Ringkammer kreisförmigen Querschnitts bildend angeordnet ist, derart, dass die Aussenwand des C-förmigen Teils des Sitzringes zwei konische Flächen (43, 45) aufweist, die in einer kreisförmigen Rippe (50) eines bestimmten Krümmungsradius zusammenlaufen, dass ein vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildetes Federelement (46) bestimmten Durchmessers und bestimmter Länge in die Ringkammer des C-förmigen Teils eingelegt ist, so dass die dünnwandige, zylindrische Verlängerung (52) über den Sitzring nach innen gerichtet biegbar ist und die Feder und der Sitzring in der Nut gehalten sind, wenn sich die Ringdichtung innerhalb des Gehäuses befindet, wobei die kreisförmige dichtende Rippe (50) unter Druck gegenüber der Kugelfläche des Kugel teils (19) anliegt, um den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse (14) und dem Kugelteil gegenüber dem Druck des Fluids der Einlassleitung (16) abzudichten.

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