DE3003203C2 - Dichtung für ein Absperrorgan für eine Fluidleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für ein Absperrorgan für eine Fluidleitung, mit einem metallischen Sitzring, der gleitbeweglich an der Innenseite einer Zylinderfläche eines Gehäuses zur dichtenden Anlage an einem Absperr-Schaltorgan gelagert ist und an seinein dem Absperr-Schaltorgan abgewandten Ende eine äußere Abschrägung aufweist, mit einem federnden elastomeren, dichtend zwischen Zylinderfläche und Sitzring abgestützten Dichtring und mit einem metallischen Notdichtring, der gleitbeweglich an der Zylinderfläche zwischen einer Andruckeinrichtung und dem Sitzring gelagert ist und eine ringförmige Lippe aufweist, die unterhalb einer vorbestimmten erhöhten Temperatur, die höchstens so hoch ist wie diejenige Temperatur, bei der der elastomere Dichtring beschädigt oder zerstört wird, durch eine Einrichtung im Abstand von der äußeren Abschrägung gehalten ist, und bei Erreichen der voi bestimmten Erhöhten Temperatur durch die Andruckeinrichtung, unterstützt durch den Fluiddruck, gegen die äußere Abschrägung gedrückt wird und den Raum zwischen dem Sitzring und der Zylinderfläche abdichtet.

Absperrorgane wie Hähne oder Ventile zum Absperren von Flüssigkeiten oder Gasen besitzen häufig federnd nachgiebige, also elastische Dichtungen. Bei Verwendung derartiger Dichtungen in Leitungen für brennbare Materialien sind die Dichtungen jedoch im Brandfall bei hohen Temperaturen der Zerstörung ausgesetzt, so daß sich ein Bedürfnis dafür ergibt, bei einer Zerstörung der normalen Abdichtung eine Fluidströmung durch das Absperrorgan zu verhindern, um den Brand zu begrenzen.

Aus der US-PS 39 90 465 ist eine Dichtung der eingangs genannten Art bekannt Bei dieser Dichtung ist

der Notdichtring mit einer Lippe an der konischen Fläche des Sitzringes zur Anlage bringbar. Die Lippe v/eist bei dieser Dichtung einen rechten Winkel auf. Mit einer derartigen rechtwinkeligen Lippe läßt die Dichtung zwischen der Lippe und der konischen Fläche de? Sitzrin-

ges jedoch noch Wünsche offen. Ein weiterer Mangel dieser rechtwinkeligen Lippe besteht darin, daß der Notdichtring im Bereich der rechtwinkeligen Lippe vergleichsweise starr und unnachgiebig ist, wodurch die " Dichtungseigenschaften mangelhaft bleiben.

Die US-PS 32 41 808 zeigt eine Dichtung, bei welcher der Notdichtring ebenfalls eine rechtwinkelige Lippe aufweist, mit der er im Notfall an einer konischen Fläche zur Anlage bringbar ist Bei dieser bekannten Dichtung ergeben sich demnach dieselben Mängel wie bei der aus der US-PS 39 90 465 bekannten Dichtring.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu schaffen, mit der durch eine besondere Ausbildung der Lippe des Notdichtringes eine verbesserte Abdichtung erzielbar ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lippe an der Innenseite des Notdichtringes eine scharfe Kante und sine innere Abscto ägung aufweist, und daß die äußere Abschrägung einen geringfügig größeren Neigungswinkel gegenüber der Achse der inneren Oberfläche aufweist als die innere Abschrägung.

Durch diese Ausbildung der ringförmigen Lippe mit einer scharfen Kante und einer inneren Abschrägung, die gegenüber der Achse der inneren Oberfläche einen kleineren Neigungswinkel aufweist als die äußere Abschrägung des Sitzringes, ergibt sich bei einer Vorwärtsbewegung des Notdichtringes eine leichte Deformation der Lippe in der Weise, daß sie zwischen der Zyiinderfläche und der äußeren Abschrägung des Sitzringes eingeklemmt wird, oder die Lippe läuft auf die Abschrä-

gung auf und dringt in diese keilförmig ein, wodurch sich eine sehr gute Abdichtung zwischen dem Notdichtring und der äußeren Abschrägung des Sitzringes ergibt.

Mit der Erfindung wird also eine metallische Abdichtung für ein Absperrorgan geschaffen, die in Wirkung tritt, wenn die normalen elastomeren Dichtungen zerstört werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Absperrorgan,

jo F i g. 2 in vergrößerter Darstellung den Abdichtbereich des Absperrorgans in seiner normalen Arbeitsstellung, und

Fig.3 eine der Fig.2 entsprechende Ansicht zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Notdichtung im Brandfall.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, weist das als Kugelhahn ausgebildete Absperrorgan 10 ein Gehäuse 12 auf, das gegossen oder gewalzt ist. An den ringförmigen Stirnseiten des Gehäuses 12 sind mittels Schraubbolzen 14 stirnseitige Abschlußteile 16 befestigt, die beispielsweise in Form von Flanschen 18 eine Installation des Absperrorganes 10 in einer Leitung ermöglichen. Das Absperrorgan 10 ist mittels Gehäusedichtringen 20 und 22 fluiddicht ausgebildet.

Obere und untere Lagerblöcke 24 und 26 sind zwischen den Anschlußteilen 16 eingespannt und nehmen Drehzapfen 28 und 30 auf, die in der veranschaulichten Weise einstückig mit einem Absperr-Schaltorgan 32

ausgebildet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Absperr-Schaltorgan 32 als Schaltkugel ausgebildet. Ein Strömungskanal 34 durch das Absperr-Schaltorgan 32 fluchtet mit Strömungskanälen 36 und 38 der Abschlußteile 16, wenn das Absperr-Schaltorgan in der in F i g. 1 veranschaulichten geöffneten Stellung steht Eine Betätigungswelle 40 ist am oberen Drehzapfen 28 mittels Stiften 42 drehfest gelagert, so daß das Absperr-Schaltorgan 32 durch Drehung der Betätigungswelle 40 um 90° zwischen seiner geöffneten und seiner geschlossenen Stellung verstellbar ist Die Betätigungswelle 40 ist drehbar in einem Lagerblock 44 gehalten und durch O-Ringe 46 an ihrem Umfang abgedichtet Der Lagerblock 44 ist mittels Kopfschrauben 48 am Gehäuse 12 befestigt und durch einen ORing 50 fluiddicht gehalten.

Ein Haltering 52 sichert den oberen O-Ring 46 und eine Schaltplatte 54 ist mittels Kopfschrauben 56 befestigt Eine innere Zylinderfläche 58 in jedem Abschlußteil 16 nimmt gleitbeweglich eine Sitzringanordnung 60 auf, die in der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise aus einem inneren Sitzring 62 und einem äußeren Sitzring 64 besteht, die mittels eines Feder- oder Sprengringes 66 gegeneinander gehalten sind, der in einer Nut des äußeren Sitzringes 64 angeordnet ist Ein O-Ring 68, der in einer Nut zwischen den beiden Sitzringen 62 und 64 gehalten ist, bildet die Hauptdichtung gegenüber dem Absperr-Schaltorgan 32. Ein O-Ring 70 bildet eine Sekundärdichtung zwischen der Sitzringanordnung 60 und der Zylinderfläche 58. Schmiermittelkanäle 72 und 74 können in den Abschlußteilen 16 und der Sitzringanordnung 60 vorgesehen sein.

Eine Anzahl Federn 76 am Umfang der Abschlußteile 16 drückt die Sitzringanordnung 60 gegen das Absperr-Schaltorgan 32. Außerdem sind die Durchmesser des Hauptdichtringes 68 und des sekundären O-Ringes 70 derart gewählt, daß die Sitzringe 62 unabhängig von der Drockrichlung in Richtung zürn Abspcrr-Schaltorgan 32 gedruckt sind. Dabei ist der Abdichtdurchmesser der Hauptdichtung 68 größer als der Innendurchmesser der Sekundärdichtung 70, so daß, wenn der höhere Druck von außen kommt, der Sitzring bis zum inneren Durchmesser des sekundären Dichtringes 70 nach innen und damit über eine größere Fläche an der Rückseite wirkt, um den Sitzring 62 nach vorne zu drücken. Entsprechend ist der Durchmesser des Haupt-Dichtringes 68 geringer als der Außendurchmesser des sekundären Dichtringes 70, so daß bei einem höheren Druck von den Strömungskanälen 36 und 38 her dieser nach außen bis zum Außendurchmesser des sekundären Dichtringes 70 wirkt, also wiederum über eine größere Fläche, um den Sitzring 62 nach vorne zu drücken.

Zwischen dem Sitzring 62 und den Federn 76 ist ein Notdichtring 78 vorgesehen, der eine sich nach vorne erstreckende Lippe 80 aufweist, die eine innere Abschrägung 82 besitzt, die gegen die komplementäre Abschrägung 84 drücken kann. Die Abschrägung 84 ist am rückwärtigen Ende des Sitzringes 62 vorgesehen, so daß bei einem Vorwärtsdruck durch die Federn 76 — unterstützt durch den Fluiddruck — die scharfkantige Lippe 80 auf die Abschrägung 84 aufläuft und keilförmig in diese eindringt, um den Raum zwischen dem inneren Sitzring 62 und der inneren Zylinderfläche 58 abzudichten. Der Raum ist vorgesehen, um während der normalen Abdichtung eine freie Gleitbewegung zu ermöglichen. Die Wirkungsweise der ringförmigen Lippe 80 des Notdichtringes 70 vv-rd dadurch erleichtert, daß die äußere Abschrägung 84 des Sitzringes 62 etwas steiler ausgebildet ist als die innere Abschrägung 82. Gute Ergebnisse haben sich beispielsweise ergeben, wenn die innere Abschrägung 45° und die äußere Abschrägung 50° betrag*, so daß die scharfkantige Lippe 30 auf die Abschrägung 84 im Notfall dichtend aufläuft und sich in deren Material einarbeitet

Um während des normalen Betriebes des Absperrorganes die Notdichtung 78 außer Betrieb zu halten, ist ein Abstandsring 85 aus hitzezerstörbarem Material, wie etwa Polyamid, vorgesehen. Das Material des Abstandsringes 85 ist in jedem Falle so gewählt daß sein Schmelzpunkt bei einer ausreichend hohen, vorbestimmten Temperatur liegt die über der Betriebstemperatur des Absperrorganes liegt, jedoch sollte das Material einen Schmelzpunkt besitzen, der höchstens demjenigen des Sekundär-Dichtringes 70 entspricht so daß bei einer Zerstörung des Sekundär-Dichtringes 70 auch der Abstandsring 85 zerstört wird und die Notdichtung wirksam werden kann.

Am vorderen Ende der Sitzringanordnung 60 ist der innere Sitzräg 62 bei 86 (vgL F i g. 3) feinbearbeitet, um einen ausreichenden metallischen Di-/;lsitz mit der entsprechend feinbearbeiteten Oberfläche 32ä des Absperr-Schaltorganes 32 zu bilden. Da jedoch ein Abstand erforderlich ist, um die Gleitbewegung des inneren Sitzringes 62 an der inneren Zylinderfläche 58 zu ermöglichen, ist die Notdichtung erforderlich, um eine wirksame Dichtung im Falle einer Zerstörung des Sekundär-Dichtringes 70 unter extrem hohen Temperaturen wie im Brandfall zu gewährleisten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Dichtung für ein Absperrorgan für eine Fluidleitung, mit einem metallischen SitzrJig (62), der gleitbeweglich an der Innenseite einer Zylinderfläche (58) eines Gehäuses zur dichtenden Anlage an einem Absperr-Schaltorgan (32) gelagert ist und an seinem dem Absperr-Schaltorgan (32) abgewandten Ende eine äußere Abschrägung (84) aufweist, mit einem federnden elastomeren, dichtend zwischen Zylinderflache (58) und Sitzring (62) abgestützten Dichtring (70) und mit einem metallischen Notdichtring (78), der gleitbeweglich an der Zylinderfläche (58) zwischen einer Andruckeinrichtung (76) und dem Sitzring (62) gelagert ist und eine ringförmige Lippe (80) aufweist, die unterhalb einer vorbestimmten erhöhten Temperatur, die höchstens so hoch ist wie diejenige Temperatur, bei der der elastomere Dichtring (70) beschädigt oder zerstört wird, durch eine Einrichtung (»SSJ im Abstand von der äußeren Abschrägung (84) gehalten ist, und bei Erreichen der vorbestimmten erhöhten Temperatur durch die Andruckeinrichtung (76), unterstützt durch den Fluiddruck, gegen die äußere Abschrägung (84) gedrückt wird und den Raum zwischen dem Sitzring (62) und der Zylinderfläche (58) abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (80) an der Innenseite des Notdichtringes (78) eine scharfe Kante und eine innere Abschrägung (82) aufweist, und daß die äußere Absrhrägung (84) einen geringfügig größeren Neigungswinkel gegenüber der Achse der inneren Oberfläche (58) aufwehe als die innere Abschrängung(82).