DE3310813A1

DE3310813A1 - Ventil

Info

Publication number: DE3310813A1
Application number: DE19833310813
Authority: DE
Inventors: Jouko Kaerkkaeinen; Kjell Sandstroem; Vilho Uomala
Original assignee: Wartsila Oy AB
Current assignee: Naf Helsinki Fi Oy
Priority date: 1982-03-24
Filing date: 1983-03-24
Publication date: 1983-10-06
Also published as: FR2524106A1; SE8301534L; US4509719A; FI821044A0; GB8307984D0; GB2120753A; FI821044L; FI68113C; GB2120753B; FI68113B; SE8301534D0; JPS58178076A

Description

- 3 Ventil

Die Erfindung betrifft ein Ventil, das ein Ventilgehäuse mit einer abnehmbaren Verschlußkappe, eine sich durch die Verschlußkappe erstreckende Spindel und ein Spannglied zum Festspannen der Verschlußkappe an dem Gehäuse aufweist, wobei die Spannkraft des Spannglieds im wesentlichen in Axialrichtung der Ventilspindel wirkt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Ventildeckeldichtung bei einem solchen Ventil.

Bei Ventilen für hohe Temperaturen und Drücke ist die Dichtigkeit der Verbindung zwischen der Verschlußkappe und dem Ventilgehäuse von besonderer Wichtigkeit. Eine dichte Verbindung kann z. B. mittels einer Schraubverbindung erhalten werden, die relativ stark vorgespannt werden muß. Dies führt zu einer recht unförmigen Konstruktion, die überdies nicht zuverlässig genug ist. Es sind auch einteilige Ventilgehäuse ohne jede Verschlußkappe für das Ventilgehäuse gebaut worden. Ein Ventil dieser Art ist jedoch schwierig zu warten. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich aus dem Mangel der sogenannten Gegendruckfunktion (back seal function) in der Offenstellung des Ventils. Es sind auch Ventile bekannt, bei denen die Verschlußkappe mittels einer durch Schweissen befestigten Schraubverbindung an dem Gehäuse angebracht ist. Diese Verbindung ist dicht aber teuer und die Ventilwartung ist kompliziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, das unter harter Beanspruchung, die durch große Temperatur- und Druckänderungen innerhalb des Ventils verursacht wird, dicht bleibt und nichtsdestotrotz leicht und unkompliziert durch die von einer abnehmbaren Verschluß-0 kappe freigelassene Öffnung gewartet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Ventil

gelöst, wie es durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Verschlußkappe ist in dem erfindungsgemäßen Ventil zwischen dem Ventilgehäuse und einem Spannglied eingespannt. Die Spannkraft wird durch das Ventilgehäuse und das Spannglied auf die Verschlußkappe übertragen, wobei die Kraftübertragung von dem Gehäuse über eine Dichtungspackung erfolgt. Das Spannglied wird mit Hilfe von Führungsgliedern in seine richtige Schließ- oder Haltestellung geführt. Diese Führung erfolgt in zwei aufeinanderfolgenden Bewegungen, einer in Axialrichtung der Ventilspindel und einer zweiten in Form einer Teildrehbewegung um die Spindel. Mehrere Vorteile werden erreicht durch Verwendung einer kompressiblen Dichtungspackung mit der Eigenschaft, daß sie sich wieder ausdehnt, wenn die Belastung weggenommen wird. Erstens kann dieselbe Dichtung mehrere Male benutzt werden. Zweitens beeinträchtigen Verformungen in dem Ventil selbst nicht die Dichtigkeit. Drittens kompensiert die Dichtung wirksam Maßungenauigkeiten im Ventil. Die Elastizität der Dichtungspackung schafft einen Dichtungskontakt zwischen der Dichtung und der Verschlußkappe und einen Klemmkontakt zwischen der Verschlußkappe und dem Spannglied. Die Verwendungsfähigkeit der Dichtungspackung kann leicht festgestellt werden durch überprüfen der Kraft, die zum Festspannen der Verschlußkappe erforderlich ist. Die Dichtungspackung kann größer sein als ihr Aufnahmeraum, insbesondere bei Ventilen für hohe Drücke und /oder hohe Temperaturen.

Die Dichtungspackung ist elastisch kompressibel und 0 behält ihre elastischen Eigenschaften bei einer Kompression von zumindest 5 %, vorzugsweise von 10 bis 25 %. Der Ausdruck "elastisch" bedeutet, daß die zusammengedrückte Dichtungspackung sich wieder ausdehnt, nachdem die Druckbelastung weggenommen worden ist. Die Dichtungspackung kann aus geeigneten flexiblen Graphitmaterialien hergestellt werden.

Die Dichtung kann ζ. B. aus Graphitband gewickelt sein. Ein geeignetes Graphitband enthält Bindemittel in der Größenordnung von 1 % oder weniger.

Die Führungmittel können vorteilhaft in Form von Nuten, Führungsnasen oder Schultern ausgebildet sein. Eine unkomplizierte und zuverlässige Führung und Verriegelung bietet eine Bajonettkupplung. Das Zusammendrücken der Dichtungspackung kann durch eine oder mehrere Schraubflächen bewirkt werden, die auf das Spannglied einwirken. Diese Flächen können so ausgebildet sein, daß sie in der Endschließphase eine kleine Bewegung rückwärts in Richtung der Ventilspindel erlauben. Dies ist eine Abwandlung des Bajonettverschlusses. Die Spann- oder Klemmstellung des Spannglieds kann gesichert werden, indem es mittels eines lösbaren Verriegelungsglieds, wie einer Schraube, eines Schraubbolzens oder dergleichen, an dem Ventilgehäuse festgelegt wird. Das Verriegelungsglied kann auch ein relativ hartes Federelement wie ein Federbügel oder dergleichen sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Ventils in der Ebene seines Durchflußkanals,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. l,und Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zum Durchflußkanal eines Teils des Ventils von Fig. 1.

In den Zeichnungen ist mit 1 das Ventilgehäuse und mit 2 dessen Verschlußkappe bezeichnet. Eine Ventilspindel 3 erstreckt sich durch die Verschlußkappe 2. Um die Spindel 3 sind Dichtungsringe 4 vorgesehen, die axial durch eine Buchse 5 belastet sind. Ein Spannglied 6 ist unmittelbar am Ventilgehäuse 1 befestigt. Die Verschlußkappe 2 ist zwischen dem Gehäuse 1 und dem Spannglied 6 eingespannt. Der obere Teil des Spannglieds 6 erfüllt die Funktion einer Spindelhalterung. Eine Stützplatte 8 überträgt eine Kraft auf die Buchse 5 und ist durch Schraubbolzen 7 mit dem Spannglied 6

verbunden. Die Verbindung zwischen der Verschlußkappe 2 und dem Gehäuse 1 ist durch eine kreisförmige elastische kompressible Dichtungspackung 9 abgedichtet, die sich in Kontakt mit einer Dichtungsoberfläche 10 an der Verschlußkappe 2 und einer Dichtungsoberfläche 11 im Ventilgehäuse befindet. Das Axialmaß der Dichtungspackung 9 ist zumindest 5 mm und vorzugsweise 15 bis 30 mm. Als Dichtungsmaterial kann vorbehandeltes Graphit verwendet werden. Es sollte eine elastische Kompression von zumindest 5 % und vorzugsweise von 10 bis 25 % zulassen. Die Dichtungspackung kann aus flexiblem Graphitband hergestellt werden, das nur eine kleinere Menge eines Bindemittels enthält, in einigen Fällen weniger als 1 %. Die axiale Nachgiebigkeit der Dichtungspackung 9 sollte zumindest 0,25 mm, vorzugsweise 1,5 bis 7,5 mm betragen. Eine Graphitdichtung unterliegt während der normalen Lebensdauer des Ventils keinen wesentlichen Veränderungen.

Das Spannglied 6 wird so auf das Ventilgehäuse 1 gesetzt, daß seine Kontaktfläche 12 der entsprechenden Kontaktfläche 13 des Ventilgehäuses gegenübersteht. Wenn das Spannglied montiert ist, überträgt es eine Kraft von seiner Kontaktfläche 12 auf eine Angriffsfläche 14 der Verschlußkappe 2, wodurch die Dichtungspackung 9 zusammengedrückt wird.

Die Verschlußkappe 2 und das Spannglied 6 sind durch eine Bajonettkupplung miteinander verbunden. Zwei gegenüberliegende Nasen 15 am Spannglied 6 mit oberen und unteren Seitenflächen 23 und 24 werden in einer ersten Bewegungsphase durch eine Nut 16 in Axialrichtung des Ventilgehäuses 1 geführt. Wenn die Nasen 15 den Boden 25 der Nut 16 er-0 reicht haben, wird die Dichtungspackung 9 zumindest hauptsächlich auf ihren Endzustand zusammengedrückt. Das Spannglied 6 wird dann in der Ansicht der Fig. 2 im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch sich jede der Nasen 15 in einer Nut 17 bewegt, bis ein Befestigungsteil 18 der Nase 15 an einem Vor-5 sprung 19 des Ventilgehäuses in Anlage kommt. Die Befesti-

gungsteile 18 werden durch Befestigungsschrauben 20 an den Vorsprüngen 19 festgelegt, um den Bajonettverschluß zu sichern. Die Nut 17 ist unterhalb einer Schulter 21 des Venteilgehäuses 1 gebildet. Ihre obere mit der Oberseite 23 der Nase 15 zusammenwirkende Seitenfläche 22 kann leicht schraubenförmig verlaufen, um in der Endbewegungsphase der Dichtungspackung 9 eine etwas größere Kompression zu geben. Die Bajonettkupplung kann auch mittels einer kleinen nach oben gerichteten Ausnehmung am Ende der Nuten 17 verriegelt werden.

Mit 26 ist der Durchflußkanal des Ventils und mit 27 das Ventilglied bezeichnet.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. Abwandlungen sind innerhalb des Rahmens der beigefügten Ansprüche möglich.

Claims

Patentansprüche:

1./ Ventil, das ein Ventilgehäuse (1) mit einer abnehmbaren Verschlußkappe (2), eine sich durch die Verschlußkappe (2) erstreckende Spindel (3) und ein Spannglied (6) zum Festspannen der Verschlußkappe (2) an dem Gehäuse (1) aufweist, wobei die Spannkraft des Spannglieds (6) im wesentlichen in Axialrichtung der Ventilspindel (3) wirkt, dadurch gekennzeichnet , daß die Verschlußkappe (2) zwischen dem Ventilgehäuse (1) und dem Spannglied (6) eingespannt ist, daß die Spannkraft auf eine Seite (14) der Verschlußkappe (2) durch das Spannglied (6) und auf die gegenüberliegende Seite (10) der Verschlußkappe (2) durch das Ventilgehäuse (1) über eine Dichtungspackung (9) übertragen wird, daß das Ventilgehäuse (1) Führungsglieder (16, 17) zum Führen und Festhalten des Spannglieds (6) in einer Haltestellung aufweist, welche Führungsglieder (16,17) aufeinanderfolgende Bewegungen des Spannglieds (6) bedingen, eine in Axialrichtung der Spindel (3) und eine in Form einer Drehbewegung um die Spindel (3), und daß die Dichtungspackung (9) zumindest 5 % elastisch kompressibel ist, wo- durch ein ständiger Dichtungsanpreßdruck sowohl zwischen der Dichtungspackung (9) und der Verschlußkape (2) als auch zwischen der Verschlußkappe (2) und dem Spannglied (6) aufrechterhalten wird.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet / daß die Dichtungspackung (9) innerhalb eines Kompressionsbereichs von 10 bis 25 % elastisch bleibt.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet, daß die Dichtungspackung ein flexibles Graphitglied (9) ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Graphitglied (9) Graphitband mit einer kleineren Menge eines Bindemittels umfaßt.

5. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsglieder (16,17) zum Zusammenwirken mit zumindest einem nasenförmigen Teil (15) des Spannglieds (6) ausgebildet sind.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Spannglied (6) durch eine Bajonettkupplung (15,16,17) an dem Ventilgehäuse (1) befestigt ist.

7. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsglieder (16,17) eine schraubenförmige Führungsfläche (22) aufweisen, die angeordnet ist, um die Dichtungspackung (9) bei der Drehphase der Spannbewegung des Spannglieds (6) zusammenzudrücken .

8. Ventil nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Führungsglieder (16,17) so ausgebildet sind, daß sie in der Endphase der Spannbewegung des Spannglieds (6) eine kleinere Bewegung des Spannglieds (6) weg von dem Ventilgehäuse (1) erlauben.

9. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche,

0 dadurch gekennzeichnet, daß das Spannglied

(6) an dem Ventilgehäuse (1) mittels eines lösbaren Verriegelungsglieds (19,20) festgelegt ist, das eine unbeabsichtigte Drehbewegung des Spannglieds (6) bezüglich des Ventilgehäuses (1) verhindert.