DE2846631C2 - Sealing ring - Google Patents
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Description
1515th
2020th
2525th
Die Erfindung betrifft einen U-förmigen Dichtring gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a U-shaped sealing ring according to the preamble of the main claim.
Je nach Einsatzgebiet lassen sich die Absperrklappen in solche mit metallischer und nichtmetallischer Abdichtung einteilen. Die nichtmetallischen Abdichtungen sind zwar kostengünstiger und leichter herstellbar, sie sind aber auf niedrige Temperaturen und Drücke beschränkt Dagegen finden die me: illischen Abdichtungen bei hoch beanspruchten Armaturen Anwendung. Die Abdichtung wird z. B. erreicht, indem eine starre Scheibe mit einem genau bearbeiteten Dichtprofil in einen mehr oder weniger steifen Dichtkörper, der im Gehäuse befestigt ist, eintaucht Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion ist die sehr genaue Fertigung der Einzelteile. Darüber hinaus müssen die entsprechenden Wellen und die Klappenscheibe sehr steif und schwer ausgeführt sein. Eine unter dem Mediumdruck erfolgende Durchbiegung der Absperrklappe würde unweigerlich Undichtigkeiten an der metallischen Dichtung bewirken. Infolge der durch die metallische Dichtung hervorgerufenen größeren Reibung in der Absperrklappe müssen auch dickere Wellen zur Drehmomentüber- tragung Anwendung finden. Dies bedingt abei wiederum eine Verengung der Durchlaßquerschnitte innerhalb der Absperrklappe und im Ergebnis schlechtere Durchflußbeiwerte. Eine derartig nachteilige Konstruktion ist in der GB-PS 197 000 dargestellt Die Anpreßkraft der Dichtung soll hier noch durch den Druck des abzusperrenden Mediums unterstützt werden. Zudem weist diese Konstruktion den Nachteil eines geteilten Dichtringes auf, welcher eine unnötige Vergrößerung der Leckage bedeutet.Depending on the area of application, the butterfly valves can be made of metallic or non-metallic Divide the seal. The non-metallic seals are cheaper and easier to manufacture, however, they are limited to low temperatures and pressures. On the other hand, mechanical seals are used for valves that are subject to high loads. The seal is z. B. achieved by a rigid Disc with a precisely machined sealing profile in a more or less rigid sealing body, which is in the Housing is attached, immersed Precondition for perfect function is the very precise manufacture of the Individual parts. In addition, the corresponding shafts and the valve disc must be very stiff and heavy be executed. A bending of the butterfly valve under the medium pressure would inevitably result in leaks in the metallic seal cause. As a result of the greater friction in the butterfly valve caused by the metallic seal, thicker shafts must also be used to apply. This in turn causes a narrowing of the passage cross-sections within the butterfly valve and, as a result, poorer flow coefficients. Such a disadvantageous construction is shown in GB-PS 197 000 Die The contact pressure of the seal should be supported here by the pressure of the medium to be shut off. In addition, this construction has the disadvantage of split sealing ring, which means an unnecessary increase in the leakage.
Aus der US-PS 40 37 819 ist ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechender Dichtring für Absperrklappen bekannt, der aber aufgrund seiner Formgebung nur einer äußerst geringen Deformation ausgesetzt werden darf. Der Dichtring selbst ist in einer Nut des Gehäuses derart eingeklemmt, daß die beiden Schenkel des Dichtringes durch die Federkraft seines U-Profils an die beiden Anlageflächen dichtendFrom US-PS 40 37 819 a corresponding to the preamble of the main claim sealing ring for butterfly valves is known, but due to its Shaping may only be exposed to an extremely small amount of deformation. The sealing ring itself is in one Nut of the housing clamped in such a way that the two legs of the sealing ring by the spring force of his U-profile sealing on the two contact surfaces angedrückt werden, Da gemäß der Lehre dieser Patentschrift die Deformation des Dichtringes nur sehr gering sein darf, muß der Dichtring in seiner Wandstärke mindestens so stark ausgelegt werden, daß er von dem in der Armatur herrschenden Druck nicht zusammengedrückt werden kann.be pressed, because according to the teaching of this Patent specification the deformation of the sealing ring may only be very small, the sealing ring must be in his Wall thickness are designed to be at least so strong that it cannot be compressed by the pressure in the valve.
Aus der DE-OS 2440698 ist ein U-förmiger Dichtungsring aus Kunststoff bekannt, der zur Aufrechterhaltung seiner Form im Inneren der U-Form mit einer Ringfeder ausgelegt ist Die Ringfeder selbst wirkt der Verformung der an der Klappenscheibe oder am Gehäuse anliegenden Dichtungsfläche des Dichtringes entgegen und ein weiterhin in der U-Form angebrachter Zwischenring verhindert eine übermäßige Zusammenpressung des Dichtringes und stabilisiert ihn gleichzeitig in seiner NutFrom DE-OS 2440698 is a U-shaped Sealing ring made of plastic known to maintain its shape inside the U-shape with a Ring spring is designed The ring spring itself acts to deform the on the valve disc or on Housing abutting sealing surface of the sealing ring and a still attached in the U-shape Intermediate ring prevents excessive compression of the sealing ring and stabilizes it at the same time in its groove
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Abdichtsystem zu finden, welches bei hohen Drücken zuverlässig einsetzbar istThe invention is based on the object of finding an elastic sealing system which at high Pressing can be used reliably
Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, dab der Dichtring in einer Nut der Klappenscheibe gelagert ist und daß zwischen den Schenkeln des Dichtringes ein inkompressibler Stützkörper zum Abstützen der Schenkel bei Verformung des Dichtringes durch den Mediumdruck lose angeordnet istThe solution to this problem provides that the sealing ring is mounted in a groove in the valve disc and that between the legs of the sealing ring an incompressible support body for supporting the legs when the sealing ring is deformed by the Medium pressure is loosely arranged
Diese Ausführungsform ermöglicht eine sehr einfache, aber äußerst zuverlässige metallische Abdichtung in beiden Strömungsrichiungen. Infolge der schwimmenden Dichtringlagerung kann der jeweils höhere Mediumdruck auf die Seitenflächen des elastischen metallischen Dichtringes einwirken. Die Seitenfläche wird etwas zusammengepreßt bzw. nach innen gedrückt, eine inkompressible Einlage innerhalb des Ringes gestattet dies nur in einem beschränkten Rahmen und ermöglicht dem Medium bzw. dem höheren Druck den Zutritt in das Innere des U-förmigen Dichtringes. Der sich hier aufbauende Druck preßt den Dichtring in axialer Richtung gegen die Seitenwand der Nut und in radialer Richtung gegen die Sitzfläche.This embodiment enables a very simple but extremely reliable metallic seal in both flow directions. As a result of the floating sealing ring bearing, the higher Medium pressure act on the side surfaces of the elastic metallic sealing ring. The side face if something is compressed or pressed inwards, an incompressible insert inside the Ringes allows this only to a limited extent and enables the medium or the higher pressure allows access to the interior of the U-shaped sealing ring. The pressure that builds up here compresses the Sealing ring in the axial direction against the side wall of the groove and in the radial direction against the seat surface.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zwischen den Schenkeln des U-form<gen Dichtringes und den Seitenwänden der den Dichtring aufnehmenden Nut Dichtungen angeordnet sind. Mittels dieser Maßnahme wird zuverlässig eine Umströmung des Dichtringes ausgeschlossen. Als Dichtungen können sowohl Flach-, Rund- oder ähnliche Dichtungen Anwendung finden.One embodiment of the invention provides that between the legs of the U-shaped sealing ring and the side walls of the groove seals receiving the sealing ring are arranged. By means of this Measure, a flow around the sealing ring is reliably excluded. As seals can flat, round or similar seals are used.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, daß die radiale Dichtfläche des U-förmigen Dichtringes durch die Sitzfläche der zugehörigen Absperrklappe kalibriert ist, wird noch die Abdichtwirkung erheblich verbessert Bei doppelexzentrisch gelagerten Absperrklappen, z. B. bei denen die im Gehäuse eingearbeitete Dichtfläche als Kugelkontur ausgebildet ist, deren Mittelpunkt auf der Ebene der Wellenmitte im Mittenkreuz der Durchgangsbohrung liegt, läßt sich die Kalibrierung sehr leicht bewerkstelligen. Der U-förmige Dichtring hat im allgemeinen von der Herstellung her eine bogenförmige Umlenkzone mittels derer die Anlage an der Sitzfläche des Gehäuses erfolgt. Sitzfläche und Dichtring sind nun so dimensioniert, daß der Diehtring ein geringes Übermaß besitzt.With a further embodiment of the invention that the radial sealing surface of the U-shaped sealing ring is calibrated by the seat of the associated butterfly valve, the sealing effect is still significant improved With double eccentrically mounted butterfly valves, e.g. B. where the incorporated in the housing Sealing surface is designed as a spherical contour, the center of which is on the plane of the shaft center in The calibration can be carried out very easily. The U-shaped one Sealing ring generally has an arcuate deflection zone by means of which the manufacture System is carried out on the seat of the housing. The seat and sealing ring are now dimensioned so that the thief ring is slightly oversized.
Beim erstmaligen Eintauchen in die Sitzfläche erfolgt nun eine Kalibrierung des Diclitringes. Die ursprüngliche bogenförmige Anlagefläche des Dichtringes paßt sich genau der Kontur der Sitzfläche an. Da das zu verwendende Material vorteilhafterweise eine gewisse Federwirkung besitzen soll, liegt nach der KalibrierungThe first time it is immersed in the seat, the diclit ring is calibrated. The original arcuate contact surface of the sealing ring fits exactly to the contour of the seat. Since the material to be used advantageously a certain Should have spring action, lies after the calibration
eier Dichtring immer unter der Wirkung seiner Federkraft an der Sitzfläche an. Die durch das abzusperrende Medium erfolgende Druckunterstützung der Dichtung, bewirkt dann nur noch eine Erhöhung der Flächenpressung, Mittels der Kalibrierung des Dichtringes wird eine großflächigere Anlage der abzudichtenden Teile erreichtegg sealing ring always under the action of its Spring force on the seat. The through the The pressure support of the seal, which is to be shut off, then only causes an increase in the Surface pressure, by means of the calibration of the sealing ring, a larger area of the area to be sealed is created Parts achieved
Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigt dieThe invention is illustrated using an exemplary embodiment and is described below. It shows the
Fig. 1 einen Schnitt durch eine geschlossene doppelexzentrische Abdichtklappe mit einer metallischelastischen Abdichtung, die Fig. 1 is a section through a closed double eccentric sealing flap with a metallic elastic seal, the
Fig.2 einen Schnitt durch die Abdichtpartie zwischen Gehäuse und metallisch-elastischer Abdichtung vor dem erstmaligen Schließen der Armatur und die2 shows a section through the sealing part between Housing and metallic-elastic seal before the valve is closed for the first time and the
Fig.3 einen Schnitt durch die geschlossene und kalibrierte Abdichtpartie.3 shows a section through the closed and calibrated sealing section.
In der Fig. 1 des Ausführungsbeispiels wurde eine doppelexzentrische Absperrklappe mit einem - erfindungsgemäßen Dichtring gewählt und im Schnitt dargestellt Im Gehäuse 1 sind eine Welle 2 sowie ein Wellenzapfen 3 angeordnet, von denen die Klappenscheibe 4 angetrieben bzw. gehalten wird. D-as Gehäuse 1 ist mit einer als Kugelkontur ausgebildeten Dichtfläche 5 für den Dichtring 6 ausgerüstet Die Dichtfläche 5 ist Teil einer Kugel, deren Mittelpunkt auf der Ebene der Wellenmitte im Mittenkreuz der Durchgangsbohrung liegtIn FIG. 1 of the exemplary embodiment, a double eccentric butterfly valve with a sealing ring according to the invention selected and in section In the housing 1, a shaft 2 and a shaft journal 3 are arranged, of which the valve disc 4 is driven or held. The housing 1 has a sealing surface designed as a spherical contour 5 equipped for the sealing ring 6 The sealing surface 5 is part of a sphere, the center of which is on the plane the center of the shaft lies in the center cross of the through hole
Der Dichtring 6 ist am Umfang der Klappenscheibe 4 in einer Nut 7 angeordnet welche von der Klappenscheibe 4 und einem daran mit Schrauben 8 befestigten Ring 9 gebildet wird. Innerhalb der Nut 7 liegt der U-förmige Dichtring 6, in dessen Innern ein inkompressibler Stützkörper 10 eingelegt ist Zwischen den Seitenwänden der Nut 7 und den Schenkeln des U-förmigen Dichtringes 6 sind in diesem Fall Flachdichtungen 11 vorgesehen. Ein Dichtring 12 verhindert zwischen dem Ring 9 und der Klappenscheibe 4 ein Durchströmen. Die Wirkungsrichtung des Mediumdrukkes zeigen die Pfeile »A«ur\d »B«. The sealing ring 6 is arranged on the circumference of the valve disc 4 in a groove 7 which is formed by the valve disc 4 and a ring 9 fastened to it with screws 8. Inside the groove 7 is the U-shaped sealing ring 6, inside of which an incompressible support body 10 is inserted. In this case, flat seals 11 are provided between the side walls of the groove 7 and the legs of the U-shaped sealing ring 6. A sealing ring 12 prevents a flow between the ring 9 and the valve disc 4. The direction of action of the medium pressure is shown by the arrows "A" and "B".
Die Fig.2 zeigt einen vergrößerten Ausschnnitt durch die Abdichtpartie einer geöffneten und erstmals zu schließenden Absperrklappe. Von der Herstellung her hat der U-förmige Dichtring 6 hier noch eine kreisförmige Umlenkzone 13, Die F i g, 3 j?eigt, wie der Dichtring 6 beim erstmaligen Eintauchen in die zugehörige Dichtfläche 5 auf seine endgültige Form kalibriert wird. Der im Außendurchmesser größere Dichtring 6 ist in seine Dichtfläche 5 hineingepreßt wobei sich die Umlenkzone 13 der Kugelkontur der Dichtfläche anpaßt Die Verformung ist bleibend und gewährleistet infolge der Rückfederungswirkung des Materials eine gleichförmige Anlage des Dichtringes 6 an der Dichtfläche 5.2 shows an enlarged section by the sealing part of an open butterfly valve that has to be closed for the first time. From manufacture The U-shaped sealing ring 6 here also has a circular deflection zone 13, FIG. 3, like FIG Sealing ring 6 when immersed for the first time in the associated sealing surface 5 to its final shape is calibrated. The sealing ring 6, which is larger in outer diameter, is pressed into its sealing surface 5 the deflection zone 13 adapts to the spherical contour of the sealing surface. The deformation is permanent and ensures a uniform contact of the sealing ring 6 due to the resilience of the material on the sealing surface 5.
Die druckunterstützte Abdichtung kommt folgendermaßen zustande: Wirkt der Mediumdruck aus Richtung »A«, dann legt sich der Schenkel 14 an den StützkörperThe pressure-assisted seal comes about as follows: If the medium pressure acts from direction "A", then the leg 14 rests against the support body
is 10 an und das Medium gelangt in den durch die Nut 7 und den Dichtring 6 gebildeten Raum, bis sich in demselben der gleiche Mediumsdruck aufgebaut hat wie auf der Seite »A« der Klappe. Der nicht dichtend ausgebildete Stützkörper ermöglicht einen störungsfreien Druckaufbau innerhalb des Dichtringes. Infolge der Inkompressibilitäi des Stützringes 10, der einstückig oder mehrstückig ausgebildet ist' ^nn der Dichtring 6 nicht zusammengepreßt, sondern nur elastisch verfonr.t werden. Die hier gewählten Flachdichtunjjen 11 verhindern zuverlässig, daß der Dichtring 6 von A nach B umströmt werden kann. Der Schenkel i5 liegt aufgrund des im Dichtring herrschenden Differenzdrukkes dichtend an der Flachdichtung 11 an. Sollte der höhere Mediumdruck auf der Seite B vorherrschen, dann würde der Schenkel 14 in Verbindung mit der Flachdichtung 11 eine Umströmung verhindern.is 10 on and the medium enters the space formed by the groove 7 and the sealing ring 6 until the same medium pressure has built up in it as on side "A" of the flap. The non-sealing support body enables a trouble-free pressure build-up within the sealing ring. As a result of the incompressibility of the support ring 10, which is formed in one piece or in several pieces, the sealing ring 6 is not compressed, but only elastically formed. The flat seals 11 selected here reliably prevent the flow around the sealing ring 6 from A to B. Because of the differential pressure prevailing in the sealing ring, the leg i5 lies against the flat seal 11 in a sealing manner. Should the higher medium pressure prevail on side B , then the leg 14 in connection with the flat seal 11 would prevent a flow around it.
Die gleichwetige zuverlässige Abdichtung in beiden Strömungsrichtungen kommt folgendermaßen zustande: Infolge der Elastizität des Dichtringes kann bei einer Druckbeaufschlagung von der Seite A, die die Klappenscheibe 4 mit dem Dichtring 6 von der Dichtfläche 5 wegdrückt, der Dichtring durch Veränderung seines äußeren Durchmessers aufgrund des im Innern des Dichtringes anstehenden Druckes die vergrößerte Toleranz ausgleichen.The equally reliable seal in both directions of flow comes about as follows: Due to the elasticity of the sealing ring, when pressure is applied from side A, which pushes the valve disc 4 with the sealing ring 6 away from the sealing surface 5, the sealing ring can change its outer diameter due to the inside pressure of the sealing ring compensate for the increased tolerance.
Wirkt der Druck von der Seite B, wird die Klappenscheibe mit dem Dichtring in die Dichtfläche hbeingedrückt Der Dichtring gibt wie eine Feder nach, so daß eine Erhöhung des Drehmomentes nicht eintrittIf the pressure is applied from side B, the valve disc with the sealing ring is pushed into the sealing surface. The sealing ring yields like a spring, so that the torque does not increase
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (3)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| 8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: BREIN, KLAUS, 6700 LUDWIGSHAFEN, DE |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |