DE3600691A1 - Dichtung zum abdichten eines dichtspaltes zwischen relativ zueinander beweglichen koerpern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung zum Abdichten eines Dichtspaltes zwischen relativ zueinander beweglichen Körpern, insbesondere einem Innen- und einem Außenkörper, gegenüber darin befindlichen gasförmigen und/oder flüssigen Medien, bestehend aus einem geeigneten Werkstoff wie Gummi oder Kunststoff, der in einer Dichtungsfuge angeordnet ist. Beispielsweise handelt es sich dabei um Umsteuer- Drehschieber als Armatur für Rohrenwärmetauscher.

Für das Reinigen der Rohre von Röhren-Wärmetauschern werden seit vielen Jahren neben der manuellen und chemischen Methode auch Systeme verwendet, bei denen ohne Betriebsunterbrechung des Wärmeaustauschers Reinigungskörper durch die Rohre vom Kühlmittelstrom selbst gefördert werden. Bei den bekannten Bürstenreinigungssystemen werden Bürsten durch jedes Kühlrohr des Wärmeaustauschers gefördert. Diese Bürsten werden an den Enden jedes Rohres von Auffanghülsen aufgefangen. Für das Fördern der Bürsten vom einen Rohrende zum anderen wird der Kühlmittelstrom mittels besonderer Armaturen nach frei gewählten Zeitintervallen kurzzeitig umgekehrt. Dabei kann es bei ungenügender Abdichtung zu einer unerwünschten Rückvermischung der Medien kommen. Eine solche Rückvermischung hat den Nachteil, daß das bereits heruntergekühlte Medium noch vor Beginn des erneuten Kühlprozesses aufgeheizt wird, wodurch sich ein schlechterer Wirkungsgrad einstellt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 34 08 815 ist eine derartige Mehrwege-Armatur zum Umlenken von Strömungsrichtungen und/oder Regeln von Fördermengen von in Rohrleitungssystemen geführten gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere bei Röhrenwärmeaustauschern bekannt. Die bekannte Armatur besteht aus einem Gehäuse mit im wesentlichen vier Rohranschlüssen für Vor- und Rücklauf, die jeweils parallel angeordnet sind, sowie aus einem im Gehäuse drehbar gelagerten Ventilschieber (Küken). Der Ventilschieber ist schraubenförmig ausgeführt und beidseitig mit Wellentunneln versehen, die in den Deckeln in Büchsen gelagert und mittels Dichtringen abgedichtet sind. Als Abdichtung des schraubenförmigen Mantels des Ventilschiebers sind Gummischeiben vorgesehen, die von weiteren Scheiben seitlich abgestützt sind. Diese Abdichtung ist insbesondere gegen auftretende Querkräfte bzw. Scherkräfte nicht gesichert, so daß es leicht zu Undichtigkeiten kommen kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine zuverlässige Dichtung und ein Verfahren zum Abdichten vorzustellen, wobei insbesondere auftretende Scherkräfte die Dichtigkeit nicht beeinträchtigen sollen. Eine Rückvermischung der Medienströme, insbesondere in Mehrwege-Armaturen soll vermieden werden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß die Dichtung einen Dichtungswulst aufweist, der verspannbar ausgebildet ist. Hierdurch wird ein Lösen der Dichtung aus ihrem Sitz sicher vermieden, bei gleichzeitig einfacher Montage.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht mit Vorteil vor, daß der Dichtungswulst von innen verspannbar bzw. verkeilbar in der Dichtungsfuge angeordnet ist. Eine Beschädigung der Dichtung bereits bei der Montage wird auf diese Weise ausgeschlossen.

In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Dichtungsfuge in ihrem unteren Bereich zwei sich gegenüberliegende Nuten aufweist, in die der Dichtungswulst beidseitig eingepaßt ist. Die formschlüssige Verbindung ist gegen das Auftreten großer Scherkräfte bestens geeignet.

Mit Vorteil ist der vom Dichtungswulst gebildete Hohlraum mit aushärtbarem Kunststoff ausgefüllt. Hierbei handelt es sich um einen besonders kostengünstigen und verschleißsicheren Dichtungsaufbau.

Ferner kann der vom Dichtungswulst gebildete Hohlraum dynamisch mit Druck beaufschlagbar ausgebildet sein. Diese Maßnahme erlaubt ein leichtes Auswechseln der Dichtung bei gleichzeitig optimalen Anpassungsmöglichkeiten an die je nach Betriebsbedingungen erforderliche Vorspannung der Dichtung im Dichtspalt. Zweckmäßigerweise ist der Dichtungswulst am Innenkörper angebracht.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Dichtung in einer Mehrwege- Armatur zum Umlenken von Strömungsrichtungen und/oder zum Regeln von Fördermengen verwendet, wobei der Außenkörper der Armatur aus einem zylindrischen und mit Anschlußstutzen für das Einführen und Ausführen des Mediums dienenden, äußeren Gehäuse gebildet wird, in dem der Innenkörper als inneres Gehäuse bewegbar angeordnet ist, wobei dieses innere Gehäuse mit Durchströmöffnungen für das Medium ausgestattet ist, von denen einige strömungsmäßig mit den Anschlußstutzen des äußeren Gehäuses verbindbar sind, und das innere Gehäuse an einen es bewegenden Antrieb angeschlossen und vom Medium sowohl umspülbar als auch durchdringbar ist, wobei das äußere wie auch innere Gehäuse konzentrisch bis annähernd konzentrisch um die Längsmittelachse des äußeren Gehäuses angeordnet sind und das innere Gehäuse als Ventilschieber ausgebildet ist, der auf seinem Mantel zur Abdichtung der Durchströmöffnungen voneinander mit Dichtungswülsten ausgestattet ist. Für die hierbei auf die Dichtung wirkenden großen Scherspannungen eignet sich die erfindungsgemäße Lösung optimal.

Für das erfindungsgemäße Verfahren wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der vom Dichtungswulst gebildete Hohlraum in der Dichtungsfuge mit einem Druckmittel über ein Leitungssystem ausgefüllt wird. Eine derartige Verfahrensweise ist sehr störunanfällig und gewährleistet bei Verwendung eines aushärtbaren Kunststoffs als Druckmittel auf einfache Weise eine gleichbleibende Druckbeaufschlagung des Dichtungswulstes von innen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele.

Es zeigt:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Dichtung in schematischer Darstellung zur Abdichtung des Spaltes zwischen Gehäuse und einem drehenden Innenkörper

Fig. 2 schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Dichtung zur Abdichtung einer radialen Außenfläche

Fig. 3 Vier-Wege-Armatur in schematischer Darstellung mit der erfindungsgemäßen Dichtung auf der Mantelfläche des Innenkörpers.

Fig. 4 Seitenansicht gemäß Fig. 3 mit erfindungsgemäßer Abdichtung auf der radialen Außenfläche des Innenkörpers.

Fig. 1 zeigt in einem Teilausschnitt die erfindungsgemäße Dichtung zum Abdichten eines Dichtspaltes (10) zwischen dem Gehäuse (11) und dem darin drehbeweglich um die Drehachse (12) angeordneten Innnenkörper (13). Die Dichtung besteht im wesentlichen aus einem Dichtungswulst (20), der in einer Dichtungsfuge (21) des Innenkörpers (13) geführt ist. Der Dichtungswulst (20) greift an seinen Enden in zwei sich gegenüberliegende Nuten (22, 23) in der Dichtungsfuge (21) ein. Der zwischen Innenkörper (13) und Dichtungswulst (20) befindliche Hohlraum (24) wird nach dem Einführen des Dichtungswulstes (20) in die Dichtungsfuge (21) mit aushärtbarem Kunststoff, beispielsweise Epoxydharz, über den Zufuhrkanal (25) aufgefüllt.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung der erfindungsgemäßen Dichtung in einem Dichtspalt (30) zwischen dem Gehäusedeckel (31) und der um die Drehachse (32) beweglichen Scheibe (33), beispielsweise zur Abdichtung eines Wellentunnels von einem Antrieb (nicht dargestellt) zur Scheibe (33). Die im Dichtspalt (30) befindliche Dichtung entspricht dem bereits in Fig. 1 beschriebenen Aufbau.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Anwendungsbeispiel für die Dichtung nach der Erfindung für eine Vier-Wege- Armatur zum Umlenken von Strömungsrichtungen und/oder zum Regeln von Fördermengen. Danach ist koaxial zur Längsmittelachse (40) eines rohrförmigen Gehäuses (41) ein über den Antrieb (42) schwenkbarer Ventilschieber (43) in Lagern (44, 45) angeordnet. Der Ventilschieber (43) besitzt zwei gegeneinander spiralförmig angeordnete Durchströmkanäle (46, 47). Die Anschlußstutzen (50, 52; 51, 53) sind am Gehäuse (41) einander gegenüberliegend angeordnet und korrespondieren mit den Durchströmkanälen (46, 47) des Ventilschiebers (43) je nach dessen Drehlage. In der gezeigten Stellung in Fig. 3 ist der Stutzen (50) über den Kanal (47) mit dem Stutzen (53) verbunden, während der Stutzen (51) über die Öffnung (46) mit dem Rohranschluß (52) in Verbindung steht.

Die Kanäle (46, 47) des Ventilschiebers (43) sind auf der Mantelfläche durch eine in etwa achtförmige Dichtung (54) nach der Erfindung abgedichtet. Die Dichtung (54) besteht dabei, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, aus einem Dichtungswulst, der in einer Dichtungsfuge des Ventilschiebers angeordnet ist. Die Dichtungsfuge kann dabei entweder in den Ventilschieber (43) eingegossen oder nachträglich darauf angebracht sein. Der einstückige Gummiwulst der Dichtung (54) liegt unter Vorspannung am Gehäuse (41) an. Weitere Dichtungswülste (55, 56) sind jeweils stirnseitig am Ventilschieber (43) angebracht und liegen an den Deckeln (57, 58) an, die mit dem Gehäuse (41) über Flansche fest verbunden sind. Die sich gegenläufig bewegenden Flüssigkeitsströme sind durch die Dichtungen (54, 55, 56) vollständig voneinander getrennt. Dabei kann es gegebenenfalls vorteilhaft sein, die Dichtungen (55, 56) an den äußeren Mantelenden des Ventilschiebers (43) anzuordnen.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf die in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, kann beispielsweise die Dichtung überall dort eingesetzt werden, wo Querkräfte bzw. Scherkräfte in der Dichtfläche wirken. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Dichtung nicht nur für Umsteuer-Drehschieber, sondern auch bei sonstigen Schiebern, Klappen, Kugelhähnen, Ventilen und Wechselschiebern vorteilhaft eingesetzt werden.

Claims (8)

1. Dichtung zum Abdichten eines Dichtspaltes zwischen relativ zueinander beweglichen Körpern, insbesondere einem Innen- und einem Außenkörper, gegenüber darin befindlichen gasförmigen und/oder flüssigen Medien, bestehend aus einem geeigneten Werkstoff, wie Gummi oder Kunststoff, der in einer Dichtungsfuge angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Dichtungswulst (20) aufweist, der verspannbar ausgebildet ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungswulst (20) von innen verspannbar bzw. verkeilbar in der Dichtungsfuge (21) angeordnet ist.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsfuge (21) in ihrem unteren Bereich zwei sich gegenüberliegende Nuten (22, 23) aufweist, in die der Dichtungswulst (20) beidseitig eingepaßt ist.

4. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Dichtungswulst (20) gebildete Hohlraum (24) mit aushärtbarem Kunststoff ausgefüllt ist.

5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Dichtungswulst (20) gebildete Hohlraum (24) dynamisch mit Druck beaufschlagbar ausgebildet ist.

6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungswulst (20) am Innenkörper (13, 33, 43) angebracht ist.

7. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer Mehrwege- Armatur zum Umlenken von Strömungsrichtungen und/oder zum Regeln von Fördermengen verwendet wird, wobei der Außenkörper der Armatur aus einem zylindrischen und mit Anschlußstutzen (50-53) für das Einführen und Ausführen des Mediums dienenden, äußeren Gehäuse (41) gebildet wird, in dem der Innenkörper als inneres Gehäuse (43) bewegbar angeordnet ist, wobei dieses innere Gehäuse (43) mit Durchströmöffnungen (46, 47) für das Medium ausgestattet ist, von denen einige strömungsmäßig mit den Anschlußstutzen (50-53) des äußeren Gehäuses (41) verbindbar sind, und das innere Gehäuse (43) an einen es bewegenden Antrieb (42) angeschlossen und vom Medium sowohl umspülbar als auch durchdringbar ist, wobei das äußere (41) wie auch innere Gehäuse (43) konzentrisch bis annähernd konzentrisch um die Längsmittelachse (40) des äußeren Gehäuses (41) angeordnet sind und das innere Gehäuse als Ventilschieber (43) ausgebildet ist, der auf seinem Mantel zur Abdichtung der Durchströmöffnungen (46, 47) voneinander mit Dichtungswülsten (54-56) ausgestattet ist.

8. Verfahren zum Abdichten eines Dichtspaltes zwischen relativ zueinander beweglichen Körpern, insbesondere einem Innen- und einem Außenkörper, gegenüber darin befindlichen gasförmigen und/oder flüssigen Medien, mittels einer Dichtung, bestehend aus einem geeigneten Werkstoff, wie Gummi oder Kunststoff, der in einer Dichtungsfuge angeordnet ist, nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Dichtungswulst gebildete Hohlraum in der Dichtungsfuge mit einem Druckmittel über ein Leitungssystem ausgefüllt wird.