DE3322582C2

DE3322582C2 - Dichtung für Schieberspindel

Info

Publication number: DE3322582C2
Application number: DE3322582A
Authority: DE
Inventors: Paul D. Bunch; Russell E. Houston Tex. Stevens
Original assignee: Cameron Iron Works Inc Houston Tex; Cameron Iron Works Inc
Current assignee: Cameron International Corp
Priority date: 1982-06-30
Filing date: 1983-06-23
Publication date: 1986-08-28
Also published as: GB2122727A; JPH0261677B2; JPS5923174A; FR2529638B1; CA1199901A; NO832343L; NO157796B; ATA213883A; GB8312056D0; AT388603B; DE3322582A1; NO157796C; MX156249A; FR2529638A1; GB2122727B; US4531711A

Abstract

Ein Schieber weist ein Schieberelement (24), das mit einer an einem als Betätigungsorgan dienenden Handrad (36) befestigten Spindel (26) verbunden ist, sowie eine verbesserte Dichtung (34) auf, die zwischen der Spindel (26) und dem Inneren des auf einem Gehäuse (12) montierten Deckels (28) dichtet. Die verbesserte Dichtung (34) der Spindel (26) hat einen U-förmigen, nachgiebigen Dichtungsring (40), der an seinem offenen Ende mit einem Vorspannungsring (48) versehen ist, der einen dichtenden Eingriff mehrerer innen- und außenliegender Dichtungslippen (42) mit der Spindel (26) und mit im Gehäuse (12) angeordneten Dichtungsflächen (30) sicherstellt. Zwischen den Dichtungslippen (42) sind in Dichtungsrinnen (44) erste Stützringe (46) angeordnet. Ein zweiter Stützring (52), der mit der geschlossenen Seite des Dichtrings (40) in Eingriff steht, verhindert dessen Herauspressen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für eine Schieberspindel, mit einem ringförmigen Dichtungskörper, der an seiner äußeren und seiner inneren Umfangsfläche jeweils mehrere Dichtungslippen aufweist, zwischen denen Dichtungsnuten gebildet sind.

Mit einer bekannten Dichtung dieser Art (US-PS 03 909) wird zwar eine gute Abdichtung der Schieberspindel erreicht, doch besteht die Gefahr, daß die Dichtungslippen unter Druck die gewünschte Dichtungsstellung nicht beibehalten und herausgepreßt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Dichtung für Schieberspindeln zu schaffen, bei der die Dichtungslippen selbst bei hohem Druck und erheblicher thermischer Belastung abgestützt und weder bei axialen noch bei drehenden Bewegungen weggedrückt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Dichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß in jeder der Dichtungsnuten ein Stützring angeordnet ist über den die jeweils benachbarten Dichtungslippen geringfügig vorstehen.

Die eingesetzten Stützringe füllen die Dichtungsnuten zwischen den Dichtungslippen im wesentlichen aus, so daß die Dichtungslippen sich im Betrieb nicht verlagern können, sondern sicher in der optimalen Dichtungsstellung gehalten werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat der Dichtungskörper einen U-förmigen Querschnitt,

ίο und in den zwischen den Schenkeln des Dichtungskörpers gebildeten Ringraum ist ein Spreizring eingesetzt, dessen Dicke größer ist als die radiale Ausdehnung des Ringraums. Mittels dieses Spreizringes werden die die Dichtungslippen tragenden Bereiche des Dichtungskörpers nach außen bzw. nach innen gedrückt und so in Eingriff mit den benachbarten Flächen gehalten.

Um zu verhindern, daß der Dichtungskörper an der Niederdruckseite infolge des wirkenden Druckes herausgedrückt wird, kann ein Herauspreßschutz vorhanden sein. Dieser kann beispielsweise aus Keilringen bestehen, die an der inneren und der äußeren abgeschrägten Kante der geschlossenen Seite des Dichtungskörpers vorgesehen sind und auf der Niederdruckseite in Eingriff mit einem Tragring stehen. An der den Keilringen abgewandten Seite des Tragringes kann eine ringförmige Stützdichtung vorgesehen sein, die zum Verhindern des seitlichen Herausdrückens zwischen Abstandsringen angeordnet ist

Die Stützringe können aus Lagermaterial, etwa einer Beryllium-Kupfer-Legierung hergestellt sein, während der Dichtungskörper beispielsweise aus Polytetrafluorethylen besteht

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Schieber;

F i g. 2 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Dichtung an der Spindel; und

F i g. 3 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Dichtung an der Spindel.

Der Schieber 10 gemäß Fig. 1 ist ein Absperrschieber mit einem Gehäuse 12, das eine Kammer 16 mit einem Einlaß 14, einem Auslaß 18 und einer öffnung 22 aufweist, wobei der Auslaß 18 von einem Schiebersitz 20 umgeben ist. In der Kammer 16 ist ein Schieberelement 24 angeordnet und so bewegbar, daß es eine Strömung durch den Auslaß 18 ermöglicht oder durch Eingriff mit dem Schiebersitz 20 verhindert Eine Spindel 26 ist in das Schieberelement 24 eingeschraubt, das sich bei einer Drehung der Spindel 26 gegenüber dem Schiebersitz 20 verschiebt. Die Spindel 26 ragt durch die öffnung 22 in einen Deckel 28, der um die Öffnung 22 herum mit dem Gehäuse 12 verbunden ist. Der Deckel 28 schließt in seinem Inneren eine Dichtungsfläche 30 ein, welche die Spindel 26 in einem radialen Abstand nach außen umgibt und einen ringförmigen Raum 32 bildet, in den eine Dichtung 34 eingebracht ist, die zwischen Spindel 26 und Dichtungsfläche 30 eine Abdichtung bewirkt. An der Spindel 26 ist als Betätigungseinrichtung ein Handrad 36 zur Verschiebung des Schieberelements 24 angebracht. In den Deckel 28 ist um die Spindel 26 eine Stopfbüchsmutter 38 geschraubt, welche die Dichtung 34 in ihrer vorgegebenen Stellung im ringförmigen Raum 32 hält.

Die im einzelnen in F i g. 2 dargestellte Dichtung 34 weist einen im Querschnitt U-förmigen, elastischen, ringförmigen Dichtungskörper 40 auf, dessen geschlossenes Ende vom Druck im Gehäuse 12 des Schiebers 10 abgewandt ist und dessen beide Schenkel mit der zwi-

schenliegenden ringförmigen Öffnung in Richtung auf den Hochdruck im Gehäuse 12 angeordnet sind. Der Dichtungskörper 40 ist auf seiner Innen- und Außenseite mit mehreren Dichtungslippen 42 und zwischenliegenden Dichtungsnuten 44 versehen. In den Dichtungsnuten 44 sind Stützringe 46 angeordnet und füllen diese praktisch aus. Wenn die Stützringe 46 in den Dichtungsnulen 44 angeordnet sind, ragen die Dichiungslippen 42 ca. 0,25 mm über die Außenflächen der Stütziinge 46 hinaus, um sicherzustellen, daß sie in dichtendem Eingriff mit der zu dichtenden Fläche stehen. Ein Spreizring 48 ist an der offenen Seite des U-förmigen Dichtungskörpers 40 eingelagert Dir Spreizring 48 ist etwas dikker als die innere radiale Ausdehnung der Öffnung im Dichtungskörper 40. Auf diese Weise bewegt der Spreizring 48 die Seiten des Dichtungskörpers 40 nach außen, so daß die Dichtungslippen 42 mit der Dichtungsfläche 30 im Deckel 28 und der äußeren Oberfläche der Spindel 26 in dichtendem Eingriff stehen.

Mit den Innen- und Außenbereichen der geschlossenen Seite des Dichtungskörpers 40 stehen Keilringe 50 in Eingriff, die das Herausdrücken des Dichtungskörpers 40 verhindern. Ein Tragring 52 ist zwischen der geschlossenen Seite des Dichtungskörpers 40 und der Innenseite der Stopfbüchsenmutter 38 angeordnet und hält, wie dargestellt, die Keilringe 50. Die Keilringe 50 sind so angeordnet, daß eine steigende axiale Belastung des Dichtungskörpers 40 zu einer zunehmenden Kraft der Keilringe 50 auf ihren jeweiligen zylindrischen Oberflächen führt, um sicherzustellen, daß der Dichtungskörper 40 nicht herausgepreßt wird.

Bei einer Anordnung nach F i g. 1 hat die Dichtung 34 zwischen Spindel 26 und Dichtungsfläche 30 bei einem Druck von etwa 1400 at und Temperaturschwankungen von bis zu etwa 150⁰C sowohl bei einer rotierenden als auch bei einer geradlinigen Hin- und Herbewegung der Spindel 26 dichtgehalten. Bei der getesteten Einheit bestand der Dichtungskörper 40 aus Polytetrafluorethylen. Der Spreizring 48 und der Tragring 52 bestanden aus einer Titanlegierung, nämlich TI-6AL-4V. Die Stützringe 46 und die Keilringe 50 bestanden aus einer mit CI7200 bezeichneten Beryllium-Kupfer-Legierung.

Wie die oben beschriebene erste Dichtung 34 weist die in F i g. 3 dargestellte abgewandelte Dichtung 54 einen U-förmigen Dichtungskörper 56 mit mehreren inneren und äußeren Dichtungslippen 58 und dazwischenliegenden Dichtungsnuten 60, einen in der offenen Seite des DichtungskörpeiS 56 angeordneten Spreizring 62, am Innen- bzw. Außenbereich der geschlossenen Seite des Dichtungskörpers 56 anliegende Keilringe 66 sowie in den Dichtungsnuten 60 angeordnete Stützringe 64 auf. Die Dichtung 54 ist außerdem mit einem Tragring 68 versehen, der, wie dargestellt, mit der geschlojsenen Seite des Dichtungskörpers 56 und den Keilringen 66 in Eingriff steht. Außerdem hat die Dichtung 54 einen ersten Abstandsring 70 mit inneren und äußeren geneigten Flächen 72, die mit Berührungsflächen 74 einer Stützdichtung 76 in Eingriff stehen, und einen zweiten Abstandsring 78 zur Verhinderung des Herauspressens, dessen innere und äußere konische Flächen 80 mit den Berührungsflächen 82 der Stützdichtung 76 in Eingriff stehen. Bis auf die Tatsache, daß die abgewandelte Dichtung 54 Teile für eine zweite Dichtung und Einrichtungen gegen Herauspressen einschließt, entspricht sie im wesentlichen der Dichtung 34.

Die Materialien der Einzelteile der abgewandelten Dichtung 54 sind z. B. die gleichen wie bei der Dichtung 34. Der Tragring 68 und der zweite Abstandsring 78 zur Sicherung gegen Herauspressen bestehen beispielsweise aus einer als Cl7200 bezeichneten Beryllium-Kupfer-Legierung. Desr erste Abstandsring 70 besteht z. B. aus Polytetrafluorethylen und die Stützd«chtung 76 aus einem Material, das dem Material ähnlich ist, aus dem der U-förmige Dichtungskörper 56 hergestellt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dichtung für eine Schieberspindel, mit einem ringförmigen Dichtungskörper, der an seiner äußeren und seiner inneren Umfangsfläche jeweils mehrere Dichtungslippen aufweist, zwischen denen Dichtungsnuten gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Dichtungsnuten (44; 60) ein Stützring (46; 64) angeordnet ist, über den die jeweils benachbarten Dichtungslippen (42; 58) geringfügig vorstehen.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungskörper (40; 56) einen U-förmigen Querschnitt hat und daß in den zwischen den Schenkeln des Dichtungskörpers (40; 56) gebildeten Ringraum ein Spreizring (48; 62) eingesetzt ist, dessen Dicke größer ist als die ridiale Ausdehnung des Ringraums.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen an der Niederdruckseite des Dichtungskörpers (40; 56) vorgesehenen Herauspreßschutz (50; 66).

4. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Herauspreßschutz aus Keilringen (50; 66) besteht, die an der inneren und der äußeren abgeschrägten Kante der geschlossenen Seite des Dichtungskörpers (40; 56) vorgesehen sind und auf der Niederdruckseite in Eingriff mit einem Tragring (52; 68) stehen.

5. Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der den Keilringen (66) abgewandten Seite des Tragrings (68) eine ringförmige Stützdichtung (76) vorgesehen ist, die zum Verhindern des seitlichen Herausdrückens zwischen Abstandsringen (70,78) angeordnet ist.

6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützringe (46; 64) aus Lagermaterial hergestellt sind.

7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagermaterial eine Beryllium-Kupfer-Legierung ist.

8. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungskörper (40; 56) aus Polytetrafluorethylen besteht.