DE29505409U1 - Gland arrangement - Google Patents
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Description
Sch.rcd.dt Rrmaturen 30. Mär 2 1995Sch.rcd.dt Rrmaturen 30. Mar 2 1995
Gesellschaft m.b.H. "·:.··. .··.··" M21799 A/reCompany m.b.H. "·:.··. .··.··" M21799 A/re
StopfbuchsenanordnungStuffing box arrangement
Die Erfindung betrifft eine Stopfbuchsenanordnung für eine Regel- oder Absperrarmatur mit einer Stopfbuchsenpackung, die eine axial oder rotierend bewegliche Armaturenspindel in einer Ausnehmung der Spindeldurchführung in einem Gehäuseoberteil umgibt, sowie mit einer Stopfbuchsenbrille, die auf Gewindebolzen des Gehäuseoberteiles geführt und mit Muttern, insbesondere Sechskantgewindemuttern und Federn, insbesondere Tellerfedernpaketen auf den Gewindebolzen gegen die Stopfbuchsenpackung gespannt wird.The invention relates to a stuffing box arrangement for a control or shut-off valve with a stuffing box packing which surrounds an axially or rotationally movable valve spindle in a recess of the spindle passage in a housing upper part, and with a stuffing box gland which is guided on threaded bolts of the housing upper part and is clamped against the stuffing box packing with nuts, in particular hexagon threaded nuts and springs, in particular disc spring packages on the threaded bolt.
Ein großer Teil derartiger Armaturen wird im Rahmen von Anlagen verwendet, die hohen Anforderungen des Umweltschutzes entsprechen müssen. Die Betimmungen der "Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft" kurz "TA-Luft" genannt sind streng und erfordern Spindelabdichtungen bei Armaturen mit einer Spindelabdichtung, die ganz geringe Leckagen zulassen. Die Leckrate wird durch Vakuummethoden und oder Überdruckmethoden meist mit Helium als Prüfgas ermittelt.A large proportion of such fittings are used in systems that must meet high environmental protection requirements. The provisions of the "Technical Instructions for Air Quality Control" (TA-Luft) are strict and require spindle seals for fittings with a spindle seal that allows very low leakage. The leak rate is determined using vacuum methods and/or overpressure methods, usually with helium as the test gas.
Die üblichen Stopfbuchsenanordnungen genügen in den meisten Fällen nicht mehr den hohen Anforderungen. Anlagen mit Stopfbuchsenbrillen, die von Gewindebolzen durchgriffen und mit Muttern gegen die Packungsringe der Stopfbuchse gespannt werden, erfordern ständige Kontrolle und ein fortwährendes Nachspannen bzw. Nachziehen der Muttern, um die geforderte Dichtheit zu gewährleisten. Man ist daher dazu übergegangen, im Zusammenhang mit modernen Stopfbuchsenkonstruktionen längere Gewindebolzen einzusetzen und Tellerfedern bzw. Federnpakete zwischen die Muttern und die Stopfbuchsenbrille einzuschalten. Dadurch kann über lange Zeit die erforderliche Dichtungspressung bzw. Dichtung aufrechterhalten werden. Der Betrieb solcher Anlagen ist daher weniger wartungsintensiv als bei federlosen Stopfbuchsenkonstruktionen die eine Überprüfung der Brillenpressung in sehr kurzen Intervallen erforderlich macht.In most cases, the usual stuffing box arrangements no longer meet the high requirements. Systems with stuffing box flanges, which are penetrated by threaded bolts and tightened with nuts against the packing rings of the stuffing box, require constant monitoring and constant re-tightening or re-tightening of the nuts in order to ensure the required tightness. Therefore, in connection with modern stuffing box designs, longer threaded bolts have been used and disc springs or spring packages have been inserted between the nuts and the stuffing box flange. This means that the required sealing pressure or seal can be maintained over a long period of time. The operation of such systems is therefore less maintenance-intensive than with springless stuffing box designs, which require the flange pressure to be checked at very short intervals.
Aus der DE-OS 39 32 599 ist ein Abdichtungssystem mit modifizierter Stopfbuchse bekannt, bei welcher zur Verbesserung der Spindelabdichtung die Packungsverdichtung und -nachsteilung durch Federkraft erfolgt. Lange Gewindebolzen sind am Gehäuseoberteil eingeschraubt. Auf diesen ist die Stopfbuchsenbrille aufge-A sealing system with a modified stuffing box is known from DE-OS 39 32 599, in which the packing is compressed and adjusted by spring force to improve the spindle seal. Long threaded bolts are screwed into the upper part of the housing. The stuffing box flange is mounted on these.
setzt und mit über Muttern nachstellbaren Tellerfedernpaketen .gegen die Stopfbuchsenpackung gespannt.Tellerfedern haben gegenüber zylindrischen Schraubenfedern den Vorteil, daß eine hohe Federkraft bei vergleichsweise geringer Bauhöhe zur Krafteinleitung auf die Stopfbuchsenpackung zur Wirkung kormtt. Demnach ist es nicht möglich, bereits bestehende herkömmliche federlose Ausführungen bloß durch Zwischenschaltung der Tellerfedernpakete in hochwertige wartungsarme Konstruktionen umzurüsten. Es müssen die Gewindebolzen getauscht werden. Dazu ist die Anlage abzuschalten, die.Armatur zu zerlegen und mit neuen und ergänzenden Bauteilen wieder aufzubauen.and is tensioned against the gland packing using disc spring packages that can be adjusted using nuts. Disc springs have the advantage over cylindrical coil springs that a high spring force is applied to the gland packing with a comparatively low installation height. It is therefore not possible to convert existing conventional springless designs into high-quality, low-maintenance designs simply by inserting disc spring packages. The threaded bolts must be replaced. To do this, the system must be switched off, the valve dismantled and rebuilt with new and additional components.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Stopfbuchsenanordnung anzugeben, auf die herkömmliche federlose Anordnungen kostengünstig und gegebenenfalls ohne Entfernung der Stopfbuchsenbrille, daher ohne Betriebsstillstand umgerüstet werden können. Eine solche Stopfbuchsenanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Muttern an ihren Sechskantbereich anschließend jeweils einen hülsenf örmigen Ansatz, in axialer Richtung verlaufend, aufweisen, in dessen Innerem das Mutterngewinde angeordnet bzw. fortgesetzt ist, und, dessen äußere Mantelfläche gegenüber dem Sechskantbereich abgesetzt und im Durchmesser verkleinert ist wobei die Mantelfläche einen glatten Zentrierkern für die Federn, insbesondere Tellerfedernpakete bildet, wobei der Außendurchmesser der Ansätze kleiner als der Bohrungsdurchmesser der Stopfbuchsenbrille ist und die Muttern mit den Ansätzen zur axialen. Verlängerung der Gewindebolzen im Ausmaß der Tellerfedernpaketlänge aufschraubbar sind. Zum nachträglichen Umrüsten werden die Muttern entfernt und durch die neuen Muttern ersetzt, deren hülsenförmiger Ansatz die Federn, insbesondere das Tellerfedernpaket zentrierend trägt. Der Ansatz der Mutter verlängert gewissermaßen die für die Verwendung mit den Federn zu kuzen Gewindebolzen. Der hülsenförmige Ansatz muß durch die Bohrung der Stopfbuchsenbrille durchgreifen können. Daher muß der Durchmesser der Bohrungen in der Stopfbuchsenbrille größer sein, als der Außendurchmesser des insbesondere zylindrischen hülsenförmigen Ansatzes der Mutter. Es ist somit zweckmäßig, wenn die federlose Standardausführung einer Armatur auf die Möglichkeit des späteren Umrüstens im Sinne der Erfindung bereits Rücksicht nimmt und entsprechend große Boh-The invention aims to provide a stuffing box arrangement, to which conventional springless arrangements can be converted inexpensively and, if necessary, without removing the stuffing box gland, and therefore without downtime. Such a stuffing box arrangement is characterized in that the nuts each have a sleeve-shaped projection, running in the axial direction, adjacent to their hexagonal area, in the interior of which the nut thread is arranged or continued, and the outer surface of which is offset from the hexagonal area and reduced in diameter, whereby the surface forms a smooth centering core for the springs, in particular disc spring packages, whereby the outer diameter of the projections is smaller than the bore diameter of the stuffing box gland and the nuts can be screwed on with the projections to axially extend the threaded bolts to the extent of the disc spring package length. For subsequent conversion, the nuts are removed and replaced with new nuts, the sleeve-shaped shoulder of which carries the springs, in particular the disc spring package, in a centering manner. The shoulder of the nut extends the threaded bolts, which are too short for use with the springs. The sleeve-shaped shoulder must be able to reach through the hole in the gland. Therefore, the diameter of the holes in the gland must be larger than the outside diameter of the particularly cylindrical sleeve-shaped shoulder of the nut. It is therefore useful if the springless standard design of a valve already takes into account the possibility of later conversion in the sense of the invention and has correspondingly large holes.
rungen der Stopfbuchsenbrille vorsieht. Diese Bohrungen dienen ohnehin nicht der Zentrierung der Stopfbuchsenbrille auf dem Gehäuse der Armatur. Die Zentrierung wird durch den Stutzen der Stopfbuchsenbrille erreicht, dessen kreiszylindrische Außenfläche an der Wand der die Stopfbuchsenpackung, insbesondere die Stopfbuchsenpackungsringe aufnehmenden Ausnehmung des Gehäuseoberteiles anliegt.These holes are not intended to center the stuffing box gland on the valve housing anyway. Centering is achieved by the stuffing box gland nozzle, whose circular cylindrical outer surface rests against the wall of the recess in the upper part of the housing that accommodates the stuffing box packing, in particular the stuffing box packing rings.
Es ist zweckmäßig, wenn die axiale Länge des hülsenförmigen __Ansatzes der Muttern der Materialstärke der Stopfbuchsenbrille zuzüglich der Höhe des Tellerfedernpaketes bei minimaler Vorspannunq, einschließlich der Stärke einer auf den Ansatz aufgeschobenen Beilagscheibe entspricht. Bei der Montage fluchtet daher die Stirnfläche des Ansatzes der Muttern mit der unteren Fläche der Stopfbuchsenbrille. Der Überstand des Ansatzes über die untere Fläche der Stopfbuchsenbrille hinaus ist ein Maß für die durch die Muttern eingestellte Federspannung bzw. die Preßkraft auf die Stopfbuchsenpackungsringe. Am Überstand lassen sich üngleichmäßigkeiten bzw. Abweichungen vom Sollzustand leicht erkennen. Insbesondere kann problemlos erkannt werden, wenn die maximale Vorspannung bei vollständigem Zusammenpressen der Federn bzw. Tellerfedernpakete erreicht ist. Auf der Mantelfläche des Ansatzes der Mutter kann eine Farbmarkierung z.B ein Farbring angebracht sein, deren Erscheinen unterhalb .der Stopfbuchsenbrille die vollständige Komprimierung der Tellerfedern signalisiert. Liegt die Stirnfläche der Ansätze der Muttern am Gehäuseoberteil an, dann sind aisbaldig neue Stopfbuchsenpackungsringe einzusetzen.It is advisable if the axial length of the sleeve-shaped shoulder of the nuts corresponds to the material thickness of the gland flange plus the height of the disc spring package at minimum preload, including the thickness of a washer pushed onto the shoulder. During assembly, the front surface of the shoulder of the nuts is therefore flush with the lower surface of the gland flange. The projection of the shoulder beyond the lower surface of the gland flange is a measure of the spring tension set by the nuts or the pressing force on the gland packing rings. Irregularities or deviations from the target state can be easily identified by the projection. In particular, it is easy to identify when the maximum preload has been reached when the springs or disc spring packages are fully compressed. A colour marking, e.g. a coloured ring, can be applied to the outer surface of the nut's shoulder. When it appears below the gland flange, it signals that the disc springs are fully compressed. If the front surface of the nut's shoulders is in contact with the upper part of the housing, new gland packing rings must be fitted immediately.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt eine federlose Stopfbuchsenanordnung und Fig. 2 diese Anordnung nach Umrüsten in eine erfindungsgemäße hochwertige und der "TA-Luft" entsprechende Ausführung.The invention is described below with reference to the drawings. Fig. 1 shows a springless stuffing box arrangement and Fig. 2 shows this arrangement after conversion into a high-quality version according to the invention that complies with the "TA-Luft".
Eine Stopfbuchsenanordnung nach Fig. 1 weist an einem Armaturengehäuseoberteil 1 im Abstand von einer axial verschiebbaren und bzw. oder verdrehbaren Spindel 2 &zgr;.B.für ein Absperr- oder Regelventil zwei Gewindebolzen 3, 4 auf, die in den Gehäuseoberteil 1 eingeschraubt sind. Die Gewindebolzen 3,4 sind symmetrisch zur Spindel 2 angeordnet. Es können auch mehr als zwei Gewindebolzen um die Spindel 2 herum vorgesehen sein. Auf die Gewindebolzen 3, 4 ist eine."Sj?®ßföu<5tigeTH>rilJ.e·. .5". aufgesetzt,A stuffing box arrangement according to Fig. 1 has two threaded bolts 3, 4 on a valve housing upper part 1 at a distance from an axially displaceable and/or rotatable spindle 2, e.g. for a shut-off or control valve, which are screwed into the housing upper part 1. The threaded bolts 3, 4 are arranged symmetrically to the spindle 2. More than two threaded bolts can also be provided around the spindle 2. A "sj?®ßföu<5tigeTH>rilJ.e·. .5" is placed on the threaded bolts 3, 4.
•"&ngr; i •"&ngr; i
deren Stutzen 6 stirnseitig in eine zylindrische Ausnehmung 7 eingreift, die einen von Dichtungspackungen, insbesondere Stopfbuchsenpackungsringen 8 allenfalls mit Preßring und Graphitring ausgefüllten Ringraum bildet.whose nozzle 6 engages at the front in a cylindrical recess 7, which forms an annular space filled with sealing packings, in particular gland packing rings 8, possibly with a press ring and graphite ring.
Die Stopfbuchensbrille wird durch Muttern 9, 10 unter Zwischenlage von Beilagscheiben 11, 12 gegen die Stopfbuchsenpackungsringe 8 vorgespannt, sodaß sich diese dichtend an die Spindel 2 bzw. Ausnehmung 7 anlegen.The stuffing box gland is pre-tensioned against the stuffing box packing rings 8 by nuts 9, 10 with washers 11, 12 in between, so that they form a seal against the spindle 2 or recess 7.
Die Zentrierung der Stopfbuchsenbrille 5 erfolgt durch die Außenfläche des Stutzens 6, die an der Mantelfläche der Ausnehmung 7 anliegt. Die Bohrungen in der Stopfbuchsenbrille 5 für den Durchtritt der Spindel 2 sowie auch die Bohrungen 13, 14 für den Durchtritt der Gewindebolzen 3, 4 sind jeweils im Durchmesser größer, als es den Bolzen- bzw. Spindeldurchmesser entspricht.The centering of the stuffing box flange 5 is carried out by the outer surface of the nozzle 6, which rests against the surface of the recess 7. The holes in the stuffing box flange 5 for the passage of the spindle 2 as well as the holes 13, 14 for the passage of the threaded bolts 3, 4 are each larger in diameter than the bolt or spindle diameter.
Die Ausführung nach Fig. 2 zeigt die Armatur nach Fig. 1 mit dem Gehäuseoberteil 1, der Spindel 2, die in der Ausnehmung 7 von den Stopfbuchsenpackungsrxngen 8 dichtend umgeben ist, sowie die Gewindebolzen 3, 4 und die Stopfbuchsenbrille 5, Die Muttern 9, 10 mit den Beilagscheiben 11, 12 wurden entfernt und an deren Stelle zur Umrüstung und nachträglichen Erfüllung der normierten Bedingungen der "Technischen Anweisungen zur Reinhaltung der Luft" bzw. der Umwelt Tellerfedernpakete 15, 16 mit Muttern 17, 18, die einen hülsenförmigen Ansatz 19, 20 mit Innengewinde aufweisen, aufgesetzt bzw. aufgeschraubt. Die Ansätze 19, 20 der Muttern 17, 18 zentrieren mit ihrer glatten Außenfläche die Tellerfedernpakete 15, 16, erreichen die Gewindebolzen 3, 4 und greifen durch die Bohrungen 13, 14 der Stopfbuchsenbrille. Die speziellen Muttern 17, 18 mit ihren Ansätzen 19, 20 ermöglichen es erst, daß die kurzen Gewindebolzen 3, 4 gemäß Fig. 1 beibehalten werden können und ein Zerlegen der gesamten Stopfbuchsenanordnung daher für das Umrüsten nicht erforderlich ist. Die gewindelose Mantelfläche der Ansätze 19, 20 verhindert, daß die Tellerfedernpakete 15, 16 auf Gewindegängen hängen bleiben, verkanten und daher wirkungslos werden, wie dies bei Tellerfedern der Fall sein kann, welche direkt über Gewindebolzen geschoben sind. Beilagscheiben 21, 22 sind in Fig.The design according to Fig. 2 shows the valve according to Fig. 1 with the upper housing section 1, the spindle 2, which is sealed in the recess 7 by the gland packing rings 8, as well as the threaded bolts 3, 4 and the gland gland 5. The nuts 9, 10 with the washers 11, 12 were removed and in their place, for the conversion and subsequent fulfillment of the standardized conditions of the "Technical Instructions for Keeping Air Clean" or the environment, disc spring packages 15, 16 with nuts 17, 18, which have a sleeve-shaped extension 19, 20 with an internal thread, were put on or screwed on. The approaches 19, 20 of the nuts 17, 18 center the disc spring packages 15, 16 with their smooth outer surface, reach the threaded bolts 3, 4 and reach through the holes 13, 14 of the stuffing box flange. The special nuts 17, 18 with their approaches 19, 20 make it possible for the short threaded bolts 3, 4 to be retained as shown in Fig. 1 and dismantling the entire stuffing box arrangement is therefore not necessary for the conversion. The threadless outer surface of the approaches 19, 20 prevents the disc spring packages 15, 16 from getting caught on threads, jamming and therefore becoming ineffective, as can be the case with disc springs that are pushed directly over threaded bolts. Washers 21, 22 are shown in Fig.
noch zwischen dem Sechskantbereich der Muttern 17, 18 und den Tellerfedernpaketen 15, 16 zwischengelegt.still placed between the hexagon area of the nuts 17, 18 and the disc spring packages 15, 16.
Fig. 2 zeigt links der Spindel 2 die Konstruktion im Schnitt bei minimaler Vorspannung des Tellerfedernpaketes 15 und rechts der Spindel 2, teilweise im Schnitt, die Anordnung bei maximaler Vorspannung, wobei die Mutter 18 gegenüber der Mutter 17 nachgezogen wurde und die Stopfbuchsenbrille 5 bzw. der Stutzen 6 derselben eine große Preßkraft auf die Stopfbuchsenringe 8 zur Erhöhung der Dichtwirkung ausübt. Man erkennt, daß der Überstand X ein Maß für die Pressung darstellt. Der Überstand X, also der Abstand zwischen der Unterfläche der Stopfbuchsenbrille 5 und der Stirnfläche des Ansatzes 19, 20 läßt auch erkennen, ob die Pressung gleichmäßig bzw. symmetrisch erfolgt und ob allenfalls das Maximum der Nachstellmöglichkeit durch Nachziehen der Mutter 17, 18 bereits erreicht ist.Fig. 2 shows the construction to the left of spindle 2 in section with minimal preload of the disc spring package 15 and to the right of spindle 2, partially in section, the arrangement with maximum preload, whereby nut 18 has been tightened relative to nut 17 and the gland 5 or the nozzle 6 of the gland exerts a large pressing force on the gland rings 8 to increase the sealing effect. It can be seen that the projection X represents a measure of the pressing. The projection X, i.e. the distance between the lower surface of the gland 5 and the front surface of the projection 19, 20, also shows whether the pressing is even or symmetrical and whether the maximum adjustment option has already been reached by tightening the nut 17, 18.
Die Muttern 17, 18 sind einstückig mit ihren Ansätzen 19, ausgebildet. Sie weisen eine zentrale, .durchgehende Bohrung mit Gewinde auf. Wie bei der Mutter 17 bzw. deren Ansatz 19 dargestellt, kann die Bohrung im Stirnbereich des Ansatzes 19 etwas vergrößert und gewindelos sein. Dadurch wird das Aufsetzen auf den Gewindebolzen 3 und damit das Umrüsten von der Ausführuna nach Fig. 1 auf jene nach Fig. 2 erleichtert und vor allem ein max. Anziehen der Muttern 17, 18 bis zum stirnseitigen Anschlagen am Gehäuseoberteil möglich gemacht.The nuts 17, 18 are formed in one piece with their projections 19. They have a central, through-hole with a thread. As shown for the nut 17 and its projection 19, the hole in the front area of the projection 19 can be slightly larger and threadless. This makes it easier to place it on the threaded bolt 3 and thus convert from the design according to Fig. 1 to that according to Fig. 2 and, above all, makes it possible to tighten the nuts 17, 18 to the maximum until they hit the front of the upper part of the housing.
Da sich die Notwendigkeit eines Umrüstens oftmals erst nach längerer Zeit ergibt, wenn beispielsweise eine Anlage mit umweltgefährdenden Gasen oder agressiven Flüssigkeiten gefahren wird oder die Auflagen geändert werden, ist es zweckmäßig, wenn der Armaturenhersteller auf diese Möglichkeit Bedacht nimmt und bei der federlosen Standardserie der Stopfbuchsenanordnung die Bohrungen 13, 14 in den Stopfbuchsenbrillen 5 gleich so vorrichtet, daß ihr Durchmesser für das Durchgreifen der Ansätze 19, 20 ausreicht. Es reduziert sich nämlich dann das Umrüsten auf das Entfernen der Muttern 9, 10 mit den Beilagscheiben 11, 12 und das Aufschrauben der Muttern 17, 18 mit ihren Ansätzen 19, 20 und den Tellerfedernpaketen 15, 16, einschließlich derSince the need for conversion often only arises after a longer period of time, for example when a system is operated with environmentally hazardous gases or aggressive liquids or the requirements are changed, it is advisable for the valve manufacturer to take this possibility into account and, in the springless standard series of the stuffing box arrangement, to prepare the holes 13, 14 in the stuffing box flanges 5 so that their diameter is sufficient for the projections 19, 20 to reach through. Conversion is then reduced to removing the nuts 9, 10 with the washers 11, 12 and screwing on the nuts 17, 18 with their projections 19, 20 and the disc spring packages 15, 16, including the
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Beilagscheiben 21, 22. Dies kann ohne Drucklosraachen der Armatur erfolgen, wenn die Stopfbuchsenbrille durch eine einfache Hilfsvorrichtung für die wenigen Minuten des Umrüstens in ihrer Position gesichert'oder bei Ausführung der Armatur mit Rückdichtung diese Stellung angefahren wird.Washers 21, 22. This can be done without depressurizing the valve if the gland gland is secured in its position by a simple auxiliary device for the few minutes of conversion or if the valve is designed with a back seal if this position is approached.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19950727 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19980714 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20010703 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: FLOWSERVE (AUSTRIA) GMBH, AT Free format text: FORMER OWNER: SCHMIDT ARMATUREN GESELLSCHAFT M.B.H., VILLACH, AT Effective date: 20030204 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20030514 |
|
| R071 | Expiry of right |