DE3736644C2 - Dichtungsvorrichtung für einen axial verschiebbaren Schaft eines Ventils, Doppelsitzventil und dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsvorrichtung für einen axial verschiebbaren Ventilschaft eines Ven­ tils, Doppelsitzventils und dgl., wobei im Ventilgehäuse an den jeweiligen Austrittsstellen des Schaftes aus dem Ven­ tilgehäuse eine buchsenartige Dichtung mit stirnseitigen Abstreifflächen angeordnet ist. Eine solche Dichtungsvor­ richtung ist den Unterlagen zum DE-GM 85 13 261 zu entneh­ men.

Insbesondere in der Getränkeindustrie werden Ventile einge­ setzt, die als Doppelsitzventile gelten und dabei einen oder mehrere axial verschiebbare Ventilschäfte aufweisen, die zunächst den ersten Ventilteller von seinem Sitz abhe­ ben, diesen gegen einen zweiten Ventilteller bewegen und sodann beide Ventilteller in die entsprechende Öffnungspo­ sition verfahren. Hierbei müssen also eine erste und eine zweite Verstellposition sowie eine dritte Position, die eigentliche Öffnungsstellung, angefahren werden. Das setzt entsprechend großzügig ausgelegte Verstellvorrichtungen voraus. Darüber hinaus sind aufgrund der geforderten Abdichtungen und der auftretenden Druckverhältnisse ent­ sprechend hohe Einspannkräfte für die Dichtungen erforder­ lich, die eine hohe Verstellkraft erfordern, was wie­ der einen Einfluß auf die Größe der Verstellvorrichtung ausübt. Einher geht damit ein entsprechender Dichtungsver­ schleiß. Insbesondere zur Unterbindung einer Infektion der zu verarbeitenden Produkte ist es des weiteren erforderlich, während der Schaltbewegungen das Einschleusen von Fremdstoffen in das Innere des Ventils zu unterbinden. Die Dichtung hat deshalb auch eine Abstreiffunktion während des Durchschaltens der Ventilteller zu erfüllen. Entspre­ chendes gilt für den Rückschaltvorgang, wobei es das Ein­ schleusen von am Ventilschaft haftenden Produktresten in den Abdichtungsbereich zu unterbinden gilt. Die aus den Unterlagen zum DE-GM 81 13 291 entnehmbare einteilige Dich­ tung erweist sich als ungeeignet für eine zufriedenstel­ lende Abdichtung des Ventilschaftes an seinen Austritts­ stellen aus dem Ventilgehäuse und für das noch erforderli­ che Abstreifen von vom Ventilschaft mitgerissenen Stoffen, seien es Fremdstoffe, seien es Produkte.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung des Ventilschaftes an seinen Austrittsstellen im Ventilgehäuse zu schaffen, die sowohl die Anforderungen an eine einwandfreie Abdichtung erfüllt als auch anhaltend einen zufriedenstellenden Abstreifeffekt erbringt.

Die Aufgabe wird mit einer gattungsgemäßen Dichtungsvor­ richtung gelöst, die erfindungsgemäß entsprechend dem kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dichtungsvorrich­ tung werden die im vorausgehenden umrissenen Anforderungen vollauf erfüllt. So bildet die Dichtungsvorrichtung im Bereich des Ventilschaftes eine ununterbrochen durchgehende Fläche, die keine Ablagerungsmöglichkeiten für Fremdstoffe sowie auch Bakterien bzw. für das jeweilige Produkt bietet. Die bei bekannten Dichtungen übliche Ausdehnungsnut im Bereich der aneinandergrenzenden Mantelflächen des Ventil­ schaftes und der Dichtung kann entfallen, weil die auftre­ tenden Ausdehnungskräfte von den an den Enden der Dich­ tungsbuchse angeordneten, aus weicherem Material beste­ henden Abdichtringen aufgenommen werden. Die Dichtungsvor­ richtung bildet auch anhaltend eine einwandfreie Abstreifkante aus, wobei deren Nachgiebigkeit auf Grund der weicher eingestellten, in den Endbereichen der Dichtungsbuchse eingelagerten Abdichtringe sich in vorteilhafterweise auch verschleißmindernd auswirkt.

Zweckmäßigerweise ist zwischen dem Grund der Aufnahme im Ventilgehäuse für die Dichtungsbuchse und der Dichtungs­ buchse ein Ringspalt vorgesehen, der die temperaturbeding­ ten radialen Ausdehnungen der Dichtungsvorrichtung auf­ nimmt, wobei hierbei auch die Abdichtringe wirksam wer­ den, die das radiale Ausdehnen der Dichtungsvorrichtung ohne Beeinträchtigung der an sie gestellten Anforderungen zulassen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Bereich der für die Aufnahme der Abdichtringe vorgesehenen Ausnehmungen der Dichtungsbuchse als kreisförmige Vertie­ fung ausgebildet ist, die sich in eine schräg zum Ventilge­ häuse geneigte Mantelfläche fortsetzt, die mit einer gegen­ überliegenden entgegengesetzt geneigten Mantelfläche des Ventilgehäuses eine konische Einspannung für den jeweiligen Abdichtring bildet. Diese Ausgestaltung stellt sicher, daß beim Arbeiten der Dichtungsvorrichtung deren Abdich­ tungsfunktion im Randbereich der Dichtungsvorrichtung auf jeden Fall erhalten bleibt.

In entsprechender Weise wirkt es sich aus, wenn die stirn­ seitigen Abstreifflächen der Dichtungsbuchse innerhalb der jeweiligen gehäuseseitigen Einspannfläche für die Abdicht­ ringe liegen, womit ein Ausweiten der Enden der Dichtungs­ buchse unterbunden wird.

Die Dichtungsbuchse selbst besteht zweckmäßigerweise aus Teflon bzw. einem Teflongemisch, die ihr zugeordneten Abdichtringe bestehen demgegenüber aus einem elastomeren Stoff.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels weitergehend erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Längsschnitt durch ein Doppelsitzventil,

Fig. 2 die Bestandteile des in Fig. 1 darge­ stellten Ventils bildende neue Dich­ tungsvorrichtung.

Gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel eines Doppelsitzventils besteht dieses aus einem Doppelgehäuse 1 mit ballig ausgebildeten Gehäusehälften 2, 3. Das Gehäuse ist als Mehrwegeverteiler ausgebildet und weist verschiedene Anschlüsse für ein Leitungssystem auf. Innerhalb des Doppelgehäuses 1 sind zwei voneinander unabhängig bewegbare Ventilkörper 4, 5 geführt. Der in Zeichnungsebene bzw. Ein­ baulage obere Ventilkörper 4 ist mit einer Hohlverstellstange 6 verbunden, die nach oben aus dem Doppelgehäuse 1 heraus­ geführt ist und eine Verdickung 7 aufweist. Mit dieser Verdickung 7 ist ein Rohr 8 verbunden, welches am oberen Ende lösbar mit der eigentlichen Kolbenstange 9 einer nicht weiter dargestellten Verstelleinrichtung verbunden ist. Innerhalb der Hohlverstellstange 6 ist eine Verstellstange 10 gelagert, die ihrerseits aus dem Gehäuse 1 herausgeführt ist und im unteren Bereich mit dem Leckageablaufrohr bzw. der Leckflüssig­ keitsleitung 11 verbunden ist. Die Leckflüssigkeitsleitung 11 ist wiederum Bestandteil des in Zeichnungsebene unteren Ventiltellers 12, welcher größer als der obere Ventilteller des Ventilkörpers 4 ausgebildet ist.

Die Hohlverstellstange 6 und die Verstellstange 10 bilden einen Ringspalt 13, der von der Verdickung 7 bis zum unteren Bereich der Verstellstange 10 verläuft. Diesem Ringspalt 13 schließt sich ein die Reinigungsflüssigkeit nach oben umlenkender Austrittskanal 14 an. Am oberen Ende des Ringspaltes 13 in Höhe der Verdickung 7 befindet sich der entsprechende Anschluß 15 für die Reinigungsflüssigkeit.

Innerhalb des sich daran anschließenden Rohres 8 befindet sich eine Druckfeder 15, die sich einerseits auf der Verdickung 7 und andererseits auf einem Steg 16 der inneren Verstellstange 10 anlegt. Aufgabe der Druckfeder 15 ist es, den unteren größeren Ventilteller 12 gegen den zugeordneten Ventilsitz 17 bzw. bei Abheben des oberen Ventilkörpers 4 von seinem Sitz 18 gegen diesen anzupressen. Sobald die Kolbenstange 9 durch Beaufschlagung des zugeordneten Verstellkolbens nach unten bewegt wird, hebt sich der Ventilkörper 4 von seinem Sitz ab und legt sich gegen den unter Federspannung stehenden unteren Ventilkörper 5, wodurch ein Hohlraum 19 zwischen beiden Ventiltellern geschaffen wird. Dieser Hohlraum ist mit der nach unten aus dem Ventilgehäuse herausgeführten Leck­ flüssigkeitsleitung 11 verbunden. Bei Reinigung dieses Bereiches wird die Reinigungsflüssigkeit durch den Ringspalt 13 und den zugeordneten Austrittskanal 14 entlang der Wandung 6 der verlängerten Hohlverstellstange geführt und erreicht den Hohlraum 19, aus dem sie entlang der gegenüberliegenden Wandung der Leckflüssigkeitsleitung 11 abfließt. Bei geschlossenem Ventil bzw. bei Anlage beider Ventilkörper 4, 5 entsprechend spiegelbildlich ausgeführt, wobei das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel das obere stirnseitige Ende 22 gemäß Fig. 1 darstellt. Die Dichtungsvorrichtung 24 weist eine Dichtungsbuchse 27 auf, die auf der zum Ventilschaft 6 weisenden Mantelfläche 28 als durchgehendes Gebilde mit stirnseitigen Abstreifflächen 29 ausgeführt ist. Auf der zum Ventilgehäuse 1 weisenden Seite bzw. Mantelfläche 30 weist diese Dichtungsbuchse 27 im Bereich der Stirnseiten rechtwinklig abgestufte Aus­ nehmungen 31 auf, die einerseits als Einspannflächen dienen und zum anderen gegenüber dem festeren Dichtungsmaterial jeweils aus weicherem Material bestehende Abdichtringe 32 aufnehmen. Im Bereich der Ausnehmungen 31 der Dichtung 27 ist eine kreisförmige Vertiefung 33 vorgesehen, welche in eine schräg zur Mantellinie verlaufende Mantelfläche 34 übergeht. Auf der gegenüberliegenden Seite ist eine Einspannfläche 35 im oberen und unteren Flansch 25, 26 ausgebildet, deren jeweiliges Ende 36 einfällt und auf diese Weise eine konische Einspannebene für die Abdichtringe 32 aus­ bildet. Zwischen dem Grund der Ausnehmung 31 des Ventilgehäuses 1 bzw. der Flansche 25, 26 und dem eingespannten Teil der Dichtung 27 verbleibt ein Ringspalt 38, welcher die durch Wärmeentwicklung und dgl. auftretende Ausdehnung der Dichtungen 27 in radialer Richtung aufnimmt. Durch die konische Einspannung 34, 35, 36 wird der jeweilige Abdichtring 32 äußerst sorgfältig verspannt, wobei die Spannkräfte gleichzeitig nach innen in Richtung des Ventilschaftes 6 wirken und die verbleibenden Enden 37 der Dichtungsbuchse 27 fest gegen die Mantelfläche des Ventilschaftes 6 anlegen, wodurch die gewünschte Funktion eines Abstreifringes ständig aufrechterhalten bleibt. Die Dichtung 27 selbst ist beispielsweise aus Teflon oder einem Materialgemisch mit Teflon gebildet, so daß ein relativ harter Dichtungskörper gebildet ist. Demgegenüber sind die zugeordneten Abdichtringe 32 aus einem weicheren Material, beispielsweise aus einem elastomeren Stoff, gebildet, der somit alle Ausdehnungen der Dichtungsbuchse 27 infolge der auftretenden Erwärmung bei ent­ sprechender heißer Produktführung allseits aufnehmen kann.

Die Abstreiffunktion der Dichtungsvorrichtung wird noch dadurch unterstützt, daß die Dichtungsbuchse 27 mit den jeweiligen Abstreifflächen 29 unterhalb der wirksamen Einspannflächen 36 der Abdichtringe 32 endet. Auf diese Weise verbleibt ein gewisser Vorspann­ überschuß im Bereich der Enden 37 der Dichtungsbuchse 27, so daß diese ständig an dem Ventilschaft 6 anliegen und nicht im Laufe der Zeit ausbrechen bzw. sich ausweiten können. Hierdurch bleibt die Abstreifwirkung der Abstreifflächen 29 ständig aufrechterhalten.

Claims (5)

1. Dichtungsvorrichtung für einen axial verschiebbaren Schaft eines Ventils, Doppelsitzventils und dgl., wobei im Ventilgehäuse an den jeweiligen Austrittsstellen des Schaftes aus dem Ventilgehäuse eine buchsenartige Dich­ tung mit stirnseitigen Abstreifflächen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsbuchse (27) auf ihrer äußeren, zum Ventilgehäuse weisenden Mantel­ fläche (30) im Bereich ihrer Stirnseiten (31) Ausneh­ mungen (33) aufweist, die einerseits als Einspannflä­ chen dienen und andererseits jeweils einen Abdichtring (32) aus weicherem Material als dem der Dichtungsbuchse aufnehmen, wobei die Abdichtringe durch entsprechende Flächen (35, 36) des Ventilgehäuses (2, 3) zusätzlich verspannt werden und eine Abdichtung bilden.

2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß über die Gehäuseeinspannlänge zwischen Ventilgehäuse und gehäuseseitiger Mantelfläche der Dichtungsbuchse (27) ein Ringspalt (38) verbleibt.

3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Bereich der Ausnehmungen der Dich­ tungsbuchse (27) als kreisförmige Vertiefung (33) aus­ gebildet ist, die sich in eine schräg zum Ventilgehäuse geneigte Mantelfläche (34) fortsetzt, die mit einer gegenüberliegenden, entgegengesetzt geneigten Mantel­ fläche (36) des Ventilgehäuses eine konische Einspan­ nung für den jeweiligen Abdichtring (32) bildet.

4. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtungsbuchse (27) aus Teflon und/oder einem Teflongemisch und die zugeordneten Abdicht­ ringe (32) aus einem elastomeren Stoff bestehen.

5. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die stirnseitigen Abstreifflächen (29) der Dichtungsbuchse (27) innerhalb der jeweiligen gehäuseseitigen Einspannfläche (36) für die Abdicht­ ringe (32) liegen und damit ein Ausweiten der Enden (37) der Dichtungsbuchse (27) unterbunden wird.