DE3745040C2 - Ventilspindeldichtung an Ventilspindeln von Hochdruckdampfventilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilspindeldichtung an Ven­ tilspindeln von Hochdruckdampfventilen, die in ein die Ven­ tilspindel umgebendes Dichtungsgehäuse eingesetzt und von einer Brille in axialer Richtung zusammenpreßbar ist, bestehend aus einem Graphit-Wickelpreßring, einem Grundring und einem Deckring.

Eine Dichtungsanordnung des eingangs beschriebenen Aufbaus ist aus US 4 394 023 bekannt. Der Grundring und der Deck­ ring bestehen aus formstabilen Metallringen mit balligen Anlageflächen für den Graphit-Wickelpreßring. Zwischen den Metallringen und der Spindeloberfläche ist ein ausreichen­ der Spalt vorhanden, damit die Spindeloberfläche nicht ver­ schleißt.

Aus der Praxis sind ferner Ventilspindeldichtungen mit Gra­ phit-Wickelpreßring, Grundring und Deckring bekannt, in denen der Grundring sowie der Deckring aus einem Geflecht aus Dichtungsfaserstoffen bestehen.

Bei den vorstehend beschriebenen bekannten Ventilspindel­ dichtungen können Undichtigkeiten auftreten, wenn die innere Werkstoffestigkeit des Graphit-Wickelpreßringes kleiner ist als die Spannungen, die bei Betätigung der Ventilspindel über Adhäsionskräfte in den Graphit-Wickel­ preßring eingeleitet werden. Die Adhäsionskräfte hängen von der Oberflächenqualität der Ventilspindel ab und können insbesondere dann, wenn die Ventilspindel nur von Zeit zu Zeit betätigt wird und wenn die Oberflächenqualität der Ventilspindel nicht den Vorschriften entspricht, sehr groß werden. Dann kann die Ventilspindel bei Betätigung Graphitelemente aus dem Werkstoffverbund des Graphit-Wickel­ preßringes bis zur Undichtigkeit herausreißen, und bei Eintreten der Undichtigkeit kann hochgespannter Dampf gefahrträchtig die Packung ausblasen. Das können Grund- und Deckringe, die aus einem Geflecht bestehen oder als Metallringe die Ventilspindel mit Spiel umgeben, nicht verhindern.

Die Standzeit und Gebrauchstüchtigkeit der bekannten Ven­ tilspindeldichtungen ist verbesserungsbedürftig. Das gilt auch für eine Ventilspindeldichtung (DE-A 25 03 671), die aus einem axial zusammenpreßbaren Dichtungsring mit Ringscheiben aus Graphitexpandat und dazwischen ange­ ordneten nichtmetallischen Ringscheiben anderen Materials besteht, deren Rückfederungsvermögen bei den jeweiligen Einsatzbedingungen des Dichtungsrings mindestens in der Größenordnung des Rückfederungsvermögens der Ringscheiben aus Graphitexpandat liegt. Die Ringscheiben anderen Materials können eine plastische Verformbarkeit aufweisen und bestehen vorzugsweise aus Fasermaterial.

Bei Kolbenschiebern ist es bekannt (DE-A 36 31 447), den Kolben mit einem Dichtungsring abzudichten, der aus Gra­ phitpulver gepreßt oder aus senkrecht zur Kolbenachse ver­ laufenden Lamellen aus Blähgraphit aufgebaut ist, deren Dichte im Bereich 1,5-2,2 g/cm³ liegen soll. Abdeckende Metallringe sind vorgesehen. Diese Metallringe dienen als Schutzringe und umschließen den Kolben mit einem radialen Spiel von etwa einem Millimeter.

Aus DE-C 33 09 338 ist ferner eine Flachringdichtung bekannt, die auch als Dichtungsrahmen mit quadratischem oder rechteckigem Grundriß ausgebildet sein kann und aus einer Metallfolie sowie beidseitigen Graphitauflagen besteht. Die beschriebenen Maßnahmen haben die Entwicklung von Ventilspindeldichtungen für Hochdruckdampfventile nicht beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilspin­ deldichtung an Ventilspindeln von Hochdruckdampfventilen zu schaffen, bei der das beschriebene Ausblasen nicht mehr stattfinden kann.

Die Aufgabe wird bei einer Ventilspindeldichtung des ein­ gangs beschriebenen Aufbaus erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Grundring und der Deckring als Laminatpreßringe ausgebildet sind, die aus geschichteten Ringscheiben aus expandiertem Graphit und ringförmigen Zwischenlagen aus Metallfolie bestehen und mit den Metallfolien-Zwischenlagen als Abstreifringe wirken. Der Grundring und der Deckring können an mindestens einer Stirnfläche eine abdeckende Ringauflage aus Metallfolie aufweisen. Ohne weiteres besteht die Möglichkeit, den Graphit-Wickelpreßring, den Grundring und den Deckring zu einem einheitlichen Aggregat zu vereinigen.

Die Metallfolien bestehen vorzugsweise aus Edelstahl. Der Graphit-Wickelpreßring ist zweckmäßig aus einem Band aus expandiertem Graphit und einer Metallbandeinlage gefertigt, die gemeinsam spiralförmig gewickelt und in axialer Rich­ tung gestaucht worden sind, wobei die Metallbandeinlage eine in axialer Richtung wellenförmige oder zickzackförmige Form angenommen hat.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei der erfindungsgemäßen Ventilspindeldichtung der Grundring und der Deckring, die in der beschriebenen Weise aufgebaut sind, in besonderer Weise funktionieren. Sie arbeiten zunächst als Dichtungsringe, wobei die Zwischenringlagen aus Metallfolie integrierte Diffusionssperren darstellen für eine Diffusion in Achsrichtung der Ventilspindel. Eine solche Diffusion könnte den Grundring und den Deckring zer­ stören. Erfindungsgemäß ist die Ventilspindeldichtung inso­ weit absolut gasdicht oder dampfdicht. Der Grundring und der Deckring wirken aber mit ihren Zwischenringen aus Me­ tallfolie auch als Abstreifringe und -kammern den Graphit der Graphit-Wickelpreßringe ein. Insoweit stellt die Kombination des erfindungsgemäß aufgebauten Deckringes und des erfindungsgemäß aufgebauten Grundringes mit dem Graphit-Wickelpreßring die bestimmungsgemäße Funktion des Graphit-Wickelpreßringes, ohne Gefahr des Ausblasens sicher. Wenn aus dem Grundring oder dem Deckring Graphitanteile von der Ventilspindel mitgenommen werden, tritt an diesen Ringen eine Undichtigkeit nicht auf. Es wird vielmehr ein Selbstreparatureffekt beobachtet. Die Zwischenringlagen aus Metallfolie erzeugen fernerhin eine zusätzliche Labyrinth-Dichtwirkung. Die Standzeit der erfindungsgemäßen Ventilspindeldichtung ist erstaunlich groß, und zwar auch bei extremen Anforderungen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Ventilspindeldichtung,

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1.

Die in dem Figuren dargestellte Ventilspindeldichtung ist in ein Dichtungsgehäuse 1 eingesetzt, zu dem eine Brille 2 gehört. Sie besteht aus einer Mehrzahl von Packungsringen 3, 4, 5. Die Packungsringe 3, 4, 5, legen sich einerseits am Dichtungsgehäuse 1 und andererseits an der Ventilspindel 6, die einem Hochdruckdampfventil angehört, dichtend an. Der mittlere Packungsring ist als Graphit-Wickelpreßring 4 verhältnismäßig großer Ringhöhe ausgeführt. Die anderen bilden einen Grundring 3 und einen Deckring 5. Der Grundring 3 und der Deckring 5 sind als Laminatringe ausgeführt. Die Fig. 2 macht deutlich, daß ein Laminatring aus geschichteten Ringscheiben 7 aus einer Folie aus expandiertem Graphit gepreßt ist. Dabei sind Zwischenlagen 8 aus einer Metallfolie zwischengelegt. Außerdem erkennt man eine Deckringlage 9 aus einer Metallfolie. Die Metallfolien mögen aus Edelstahl bestehen.

Claims (5)

1. Ventilspindeldichtung an Ventilspindeln von Hochdruckdampfventilen, die in ein die Ventilspindel umgebendes Dichtungsgehäuse eingesetzt und von einer Brille in axialer Richtung zusammenpreßbar ist, bestehend aus einem Graphit-Wickelpreßring, einem Grundring und einem Deckring, da­ durch gekennzeichnet, daß der Grundring (3) und der Deckring (5) als Laminatpreßringe ausgebildet sind, die aus geschichte­ ten Ringscheiben (7) aus expandiertem Graphit und ringförmigen Zwischen­ lagen (8) aus Metallfolie bestehen und mit den Metallfolien-Zwischenla­ gen (8) als Abstreifringe wirken.

2. Ventilspindeldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundring (3) und der Deckring (5) an mindestens einer Stirnfläche eine abdeckende Ringauflage (9) aus Metallfolie aufweisen.

3. Ventilspindeldichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien aus Edelstahl bestehen.

4. Ventilspindeldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Graphit-Wickelpreßring (4) aus einem Band aus ex­ pandiertem Graphit und einer Metallbandeinlage besteht, die gemeinsam spiralförmig gewickelt und in axialer Richtung gestaucht worden sind, wobei die Metallbandeinlage eine in axialer Richtung wellenförmige oder zickzackförmige Form angenommen hat.

5. Ventilspindeldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Graphit-Wickelpreßring (4), der Grundring (3) und der Deckring (5) zu einem einheitlichen Aggregat vereinigt sind.