DE4001731C2 - Stopfbuchs-Dichtungsanordnung - Google Patents
Stopfbuchs-DichtungsanordnungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Wartung der
Stopfbuchs-Dichtungsanordnung für einen Stößel eines
Druckbehälters insbesondere eines Ventilschiebers gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Einrichtung ist bekannt geworden aus dem Bulletin
11.00 "TAPCO Slide Valves", März 1982. Eine Wartung der
Stopfbuchs-Dichtungsanordnungen für den Stößel eines
Druckbehälters insbesondere des Ventilschiebers ist wichtig, um
Beschädigungen und ein Festsitzen des Stößels zu vermeiden. Für
solche Wartung mußte jedoch der Ventilschieber bisher außer
Betrieb genommen bzw. der Druckbehälter vom Druck entlastet
werden, wenn Teile der Stopfbuchs-Dichtungsanordnung für die
Wartung entfernt werden mußten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer
Einrichtung der in Rede stehenden Art Vorkehrungen zu treffen,
um eine Wartung im Betrieb des Ventilschiebers und
gegebenenfalls während normaler Druckbeaufschlagung des
Druckbehälters vornehmen zu können und um eine kontrollierte
Anwendung des Reinigungs-Strömungsmittels zu ermöglichen.
Bei der bekannten Einrichtung mußte der Betrieb des
Druckbehälters zur Wartung der äußeren Primär-Dichtungsanordnung
unterbrochen werden, und es war das Reinigungs-Strömungsmittel
in ständiger Berührung mit dem Strömungsmittel des
Druckbehälters und zeitweilig nicht ausreichend kontrolliert.
Anspruch 2 kennzeichnet eine spezielle Ausgestaltung der
Einrichtung zur Begrenzung der axial nach außen gerichteten
Bewegung der äußeren Sekundär-Dichtungsanordnung.
Die Ansprüche 3 und 4 kennzeichnen unterschiedliche
Ausgestaltungsmöglichkeiten mit unterschiedlicher Anordnung der
Zufuhrleitung für ein Reinigungs-Strömungsmittel.
Anspruch 5 kennzeichnet eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung.
Diese Ausgestaltung sorgt für eine regulierte Anwendung von
Reinigungs-Strömungsmittel, so daß sowohl übermäßige Reinigung
mit Beschädigungs- bzw. Erosionsgefahr des Stößels, aber auch
nicht ausreichende Reinigung und Eintritt von Feststoffpartikeln
vermieden werden.
Zum Stande der Technik ist auch auf die Literaturstelle US-A.K.
Velan: New test work sheds light on criteria for nuclear valvestem
seals and packing, in: Air, Gas and Liquid Handling, Dec.
1973, S. 54-56, zu verweisen. Diese Literaturstelle offenbart
bereits auch eine Stopfbuchs-Dichtungsanordnung mit innerer und
äußerer Primär-Dichtungsanordnung und dazwischen angeordneter
innerer und äußerer Sekundär-Dichtungsanordnung, eine
abgefederte Stopfbuchsbrille, eine Einrichtung zum Einleiten von
Dichtungs-Strömungsmittel sowie auch Leckage-Ableitungen.
Zum Stand der Technik ist weiterhin auch auf die US-PS
3 176 996, GB-PS 12 94 341, DE-OS 20 39 276 und DD 2 43 541 zu
verweisen, bei denen jedoch durchwegs die Möglichkeit einer
Wartung einer Stopfbuchs-Dichtungsanordnung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 weder gegeben noch nahegelegt worden
ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 3
beispielsweise erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Druckbehälters in Form eines Schieberventils
mit einer Stopfbuchs-Dichtungsanordnung in einer Aus
führungsform der Erfindung, aus der
schematisch ein System zur Einleitung eines
Reinigungsströmungsmittels in den Zwischen
raum in einem Durchlaßring der Abdichtbuchse
hervorgeht,
Fig. 2 einen vergrößerten Vertikalschnitt
der Stopfbuchs-Dichtungsanordnung in Fig. 1, und
Fig. 3 einen vergrößerten Vertikalschnitt
der Stopfbuchs-Dichtungsanordnung in einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung.
Bezugnehmend auf die Einzelheiten der vorstehend beschrie
benen Zeichnungen hat das in Fig. 1 gezeigte Ventil 10
einen Ventilkörper 11 mit einem diesen durchlaufenden
Strömungsweg 12 und einem Verschlußglied (13), das im
Ventilkörper beweglich ist, um den Strömungsweg zu öffnen
und zu schließen. Bei dem gezeigten Ventil strömt ein
Strömungsmittel von rechts nach links und tritt somit in
einen sich nach innen verjüngenden Abschnitt 14, der an
seinem inneren Ende eine verengte Öffnung 15 hat, und das
Verschlußglied 13 ist mit dem inneren Ende eines Stößels 16
verbunden, der sich aus dem Körper nach außen zu einer
Kupplung 18 an seinem Ende erstreckt, die mit einer Betäti
gungseinrichtung verbunden werden kann, die an einem Joch
über dem Ventilkörper sitzt. Der Stößel hat an seinem Ende
eine T-förmige Ausbildung, die in einen T-förmigen Schlitz
im Verschlußglied paßt, und das Verschlußglied ist in
Führungschlitzen in den Seiten des Ventilkörpers aufge
nommen, um ihn mit dem Stößel verbunden zu halten, so daß
das Verschlußglied zwischen der in Fig. 1 gezeigten ge
schlossenen Stellung und einer offenen Stellung oberhalb
der Öffnung 15 hin- und herbewegt werden kann. Das gezeigte
Ventil ist insbesondere zur Steuerung von Strömungsmitteln
mit hoher Temperatur und einem korrosiven Verhalten geeig
net, die Innenseite des Ventilkörpers ist daher mit einem
sehr hitze- und korrosionsfestem Material verbunden.
Der Stößel erstreckt sich durch eine Stopfbuchs-Dichtungsanordnung mit
einem rohrförmigen Teil 19, das im oberen Ende des Ventil
körpers sitzt, um einen Ringraum um den Stößel 16 zu bil
den. Wie Fig. 2 zeigt, hat das untere bzw. innere Ende des
rohrförmigen Teils einen daran ausgebildeten Sitz 21, und
das obere und äußere Ende hiervon ist offen, um Dichtungs
anordnungen und andere Teile in dem Raum stapeln zu können.
Somit sitzt eine erste, innere Dichtungsanordnung 22 auf
dem Sitz, deren Dichtungselemente um den Stößel innerhalb
des Innendurchmessers 20 des rohrförmigen Teils 19 dicht
sitzend aufgenommen ist. Ein Durchlaßring 23 sitzt in dem
Raum über der inneren Primärdichtungsanordnung 22 und hat
einen Innendurchmesser 25, der den Stößel mit einem
geringen Abstand umgibt, und das rohrförmige Teil 19 hat
eine Öffnung 24 gegenüber dem Durchlaßring, um ein Reini
gungsströmungsmittel von einer daran angeschlossenen Quelle
in einer später beschriebenen Weise in den Zwischenraum
einzuleiten. Ein Abstandsring 26 befindet sich zwischen dem
Durchlaßring und der inneren Dichtungsanordnung, obwohl der
Abstandsring auch einstückig mit dem Durchlaßring ausgebil
det sein kann.
Der Durchlaßring hat einen oberen Abschnitt 27 mit gerin
gerer Dicke, um einen etwas größeren Abstand zwischen ihm
und dem Innendurchmesser 20 des rohrförmigen Teils und dem
Stößel 16 zu bilden. Das obere Ende des Abschnitts 27 ist
geschlitzt oder in anderer Weise mit Öffnungen 28 versehen,
durch die ein Reinigungsströmungsmittel von der Außenseite
des oberen Abschnittes 27 zu dessen Innenseite und damit in
den dort bestehenden Zwischenraum strömen zu können. Die
Anordnung des oberen Abschnitts gegenüber der Öffnung 24 im
rohrförmigen Teil 19 lenkt das Reinigungsströmungsmittel
ab, das sonst den Stößel beschädigen könnte.
Die Dichtungsbuchse hat außerdem eine Sekundärdichtungs
anordnung 29, die in dem Raum zwischen dem rohrförmigen
Teil und dem Stößel über dem Durchlaßring 23 angeordnet
ist. Wie zuvor beschrieben, hat die Sekundärdichtungs
anordnung innere und äußere bzw. untere und obere Ab
schnitte 30 und 31 mit Dichtungselementen ähnlich denen der
Dichtungsanordnung 22, sowie einen Abstandsring 32, der
zwischen diesen angeordnet ist. Der Abstandsring sitzt etwa
gegenüber einer Öffnung 33, die im rohrförmigen Teil ausge
bildet ist und durch die ein Dichtmittel in den Raum zwi
schen den Abschnitten 30 und 31 der Dichtungsanordnung ein
geleitet werden kann. Der Abstandring 32 hat einen verklei
nerten mittleren Teil, der einen größeren Zwischenraum zwi
schen ihm und dem Innendurchmesser des rohrförmigen Teils
und dem Stößel schafft, sowie Öffnungen 34, um ein Dicht
mittel durch die Öffnungen 33 und 34 einleiten zu können,
um den Raum zwischen den Dichtungsanordnungsabschnitten 30
und 31 und dem Stößel mit Dichtmittel zu füllen. Das Dicht
mittel kann der Öffnung 33 über ein geeignetes, damit ver
bundenes Anschlußstück zugeführt werden, wie durch unter
brochene Linien angegeben ist. Der Ring 32 besteht aus ge
teilten Abschnitten, die an ihren Enden Flansche haben, die
auseinandergedrückt werden, um die Abschnitte 30 und 31 mit
Druck zu beaufschlagen, wenn ein Dichtmittel zwischen sie
eingeleitet wird.
Die Abdichtungsbuchse hat auch eine äußere bzw. obere Primär
dichtungsanordnung 35, die zwischen dem äußeren Ende des
Raums zwischen dem Stößel und dem rohrförmigen Körper über
der Sekundärdichtungsanordnung 29 sitzt. Diese zweite
Primärdichtungsanordnung, die der ersten Primärdichtungs
anordnung 22 in so weit gleich ist, als sie aus mehreren
übereinandergestapelten Dichtungselementen besteht, die in
dem Raum zwischen dem rohrförmigen Teil und dem Stößel
dichtsitzend aufgenommen sind, sitzt auf dem oberen Ende
eines Rings 36, der auf dem oberen Ende des oberen Ab
schnitts 31 der Sekundärdichtungsanordnung aufsitzt.
Der Ring 36 hat eine ringförmige Ausnehmung 37 an seinem
Außendurchmesser, um das innere Ende eines Bolzens 38
aufzunehmen, der durch das rohrförmige Teil geschraubt ist,
wobei sich sein inneres Ende etwa gegenüber dem unteren
Ende der Ausnehmung 37 befindet. Der Bolzen 38 hält somit,
wenn er sich in seiner inneren Stellung befindet, die
Sekundärdichtungsanordnung fest, wenn ein Dichtmittel
durch die Öffnung 33 eingeleitet wird, um die äußere bzw.
obere Primärdichtungsanordnung 35 zu ersetzen. Der Bolzen
38 kann selbstverständlich auch aus der Ausnehmung 37
entfernt werden, um den Ring 36 ebenso wie die Sekundär-
und die Primärdichtungsanordnung ebenso wie den Durchlaß
ring aus dem Raum zwischen dem rohrförmigen Teil und dem
Stößel zu entfernen.
Die übereinandergestapelten Dichtungsanordnungen sind axial
zusammengepreßt, um sie radial nach innen und außen in
Dichtverbindung mit dem Stößel und dem Innendurchmesser
des rohrförmigen Teils zu expandieren. Zu diesem Zweck kann
ein Ring, der in das obere Ende des Raums über der Dich
tungsanordnung 35 paßt, federnd nach innen gedrückt werden,
um die Dichtungsanordnungen mittels eines Flansches 41 an
seinem äußeren Ende zu komprimieren, die mit Schrauben 42
verbunden sind, die mittels Federscheiben 43 zwischen
Muttern 44 am unteren Ende der Schrauben und der Unterseite
eines Flansches 45 am äußeren Ende des rohrförmigen Teils,
durch die sich die Schrauben erstrecken, federnd nach innen
bzw. unten gedrückt werden. Die Muttern 44 können, wenn
gewünscht, angezogen werden, um die nach unten gerichtete
Kraft auf die Dichtungsanordnungen zu erhöhen.
Die Muttern können entfernt werden, um den Ring 40 aus dem
oberen Ende des Raums zu entfernen und die äußere Primär
dichtungsanordnung 35 oder statt dessen nach Entfernen des
Bolzens 38 die Sekundärdichtungsanordnung und die untere
innere Primärdichtungsanordnung ebenso wie den Durchlaßring
ersetzen zu können. Nach Montage der Dichtungsbuchse kann
der Ring 40 nach innen in eine Stellung gedrückt werden, in
der der Bolzen 38 in das untere Ende des Schlitzes 37
gehen kann, um den Dichtungseingriff der
Sekundärdichtungsanordnungsabschnitte mit dem Stößel und
dem Innendurchmesser des rohrförmigen Teils aufrechtzuer
halten.
Aus der vorangegangenen Beschreibung ist ersichtlich, daß
die untere bzw. innere Primärdichtungsanordnung nicht nur
den Stößel führt und ihn so daran hindert, am Innendurch
messer des Durchlaßrings zu reiben, sondern auch das Strö
mungsmittel im Ventilkörper hält. Die Dichtungselemente
dieser Dichtungsanordnung können selbstverständlich aus
irgendwelchen Materialien hergestellt sein, die gegen eine
Beschädigung durch das aufgenommene Strömungsmittel am
besten geeignet sind. Das Reinigungsströmungsmittel ist
dabei zwischen dem oberen Ende der Primärdichtungsanordnung
22 und dem unteren Abschnitt 30 der Sekundärdichtungs
anordnung 29 bei einem Druck etwas über dem des Strömungs
mittels aufgenommen, das sich im Ventil 25 befindet, so daß
die innere Primärdichtungsanordnung ebenso wie der innere
Abschnitt der Sekundärdichtungsanorndung zusätzlich mit
Druck beaufschlagt wird. Wenn jedoch die innere Dichtungs
anordnung ausfällt, strömt Reinigungsströmungsmittel durch
den Raum 25 über die Dichtungsanordnung 22 in den Ventil
körper, um das enthaltene Strömungsmittel am Austritt aus
dem Ventilkörper zu hindern.
Das Reinigungsströmungsmittel wird in die Öffnung 24 durch
ein System eingeleitet das wie Fig. 1 zeigt, eine Leitung
50 hat, deren äußeres Ende mit einem Behälter 51 für Stick
stoff oder ein anderes für diesen Zweck geeignetes Strö
mungsmittel verbunden ist, und die ein Ventil 52 hat, das
nahe ihrem Anschluß an die Öffnung 24 sitzt, um diese
öffnen und schließen zu können. Das System hat auch einen
Druckregler 53, der in der Leitung 50 nahe dem Behälter 51
sitzt, so daß der Druck des Reinigungsströmungsmittels aus
dem Behälter auf einem gewünschten Wert gehalten werden
kann. Die Strömungsgeschwindigkeit des Reinigungsströmungs
mittels aus dem Druckregler 53 wird mit einem Instrument 54
gemessen, die an einem an das Instrument angeschlossenen
visuellen Anzeigegerät 55 angezeigt wird. Ein Durchflußbe
grenzer 56 ist in die Leitung in Strömungsrichtung unter
halb des Strömungsgeschwindigkeitsanzeigegerätes eingebaut,
und ein Druckanzeigegerät 57 ist zwischen den Durchflußbe
grenzer und das Ventil 52 eingesetzt. Wie zuvor erwähnt,
ermöglicht das System mit den beschriebenen Instrumenten
einer Bedienungsperson die notwendige
Steuerung des Drucks des Reinigungsströmungsmittels,
um so sicherzustellen, daß dessen Druck
stets auf dem richtigen Pegel gehalten wird.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform der Dichtungsbuchse
ist in vieler Hinsicht der in Fig. 2 gezeigten gleich.
Diese kann eine Kombination von Primär- und Sekundärdich
tungsanordnungen und einen Durchlaßring umfassen, die den
Teilen der Dichtungsanordnung der Durchlaßbuchse der Fig. 2
gleich sind, die jedoch in dem Raum zwischen dem Stößel 16
und dem Innendurchmesser des rohrförmigen Teils 19 in
Richtung vom Inneren zum äußeren Ende des Raums angeordnet
sind.
Somit sind wie Fig. 3 zeigt die Primärdichtungsanordnung
22 ebenso wie der Abstandsring 26 wie im Falle der ent
sprechenden Elemente der Dichtungsbuchse in Fig. 2 inner
halb des inneren Endes des Raums angeordnet, wobei die
Dichtungsanordnung 22 auf ihrem Sitz 21 am inneren Ende des
rohrförmigen Teils aufsitzt. Die axialen Lagen der Sekun
därdichtungsanordnung und des Durchlaßrings sind jedoch
insoweit umgekehrt, als die Sekundärdichtungsanordnung 29
auf dem Abstandsring 26 über der Dichtungsanordnung 22
aufsitzt, und der Durchlaßring 23 auf dem oberen Abschnitt
30 der Sekundärdichtungsanordnung aufsitzt. Zur Anpassung
an diese Lagenumkehr ist die Öffnung 24, in die das Reini
gungsströmungsmittel eingeleitet wird, im rohrförmigen
Körper oberhalb bzw., außerhalb der Öffnung 33 ausgebildet,
durch die das Dichtungsmittel eingeleitet wird. Die Öffnung
24 liegt dabei gegenüber dem verkleinerten Abschnitt des
Durchlaßrings 23, während die Öffnung 33 für die Einleitung
des Dichtmittels gegenüber dem Ring 32 zwischen den inneren
und äußeren Abschnitten der Sekundärdichtungsanordnung
liegt.
Der Ring 36, der von dem Bolzen 38 nach unten gehalten
wird, hat eine ähnliche Funktion wie der der Dichtungs
buchse der Fig. 2, da er das Auswechseln der darauf sitzen
den äußeren Dichtungsanordnung 35 ermöglicht, während das
Ventil in Betrieb bleibt. Reinigungsströmungsmittel ist
normalerweise im Raum zwischen der äußeren Dichtungs
anordnung und dem oberen Abschnitt 30 der Sekundärdich
tungsanordnung 29 enthalten. Der Hauptzweck der Sekun
därdichtungsanordnung bleibt der gleiche, da sie es er
möglicht, Dichtmittel in den Raum zwischen ihren Ab
schnitten 30 und 31 einzuleiten, wenn die äußere Primär
dichtungsanordnung außer Betrieb ist.
Es ist ersichtlich, daß die Durchlaßbuchse der Fig. 3
ähnlich wie die der Fig. 2 arbeitet. Es ist auch ersicht
lich, daß Reinigungsströmungsmittel und Dichtmittel in die
Durchlaßbuchse in einer Weise eingeleitet werden
können, wie sie anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben wurde.
Claims (5)
1. Einrichtung zur Wartung der Stopfbuchs-Dichtungsanordnung
für einen Stößel an einem Druckbehälter, insbesondere an einem
Ventil, mit einer äußeren (35) Primär-Dichtungsanordnung,
einer zwischen dieser und dem Druckbehälter angeordneten
inneren (30, Fig. 2; 31, Fig. 3) und einer äußeren (31, Fig. 2;
30, Fig. 3) Sekundär-Dichtungsanordnung mit dazwischen
vorgesehenen Abstandsring (32), der über eine Öffnung (33) mit
einem Dichtmittel beaufschlagbar ist, und einer zwischen dem
Druckbehälter und der äußeren Primär-Dichtungsanordnung (35)
angeordneten Zufuhrleitung (50) für ein Reinigungs-
Strömungsmittel, dessen Druck höher als der Druck im
Druckbehälter ist, wobei eine Einrichtung (40) die äußere
Primär-Dichtungsanordnung (35) federnd unter Druck setzt und
die Dichtungsanordnungen (22, 30, 31, 35) zusammendrückt,
dadurch gekennzeichnet, daß
zum Auswechseln der äußeren Primär-Dichtungsanordnungen (35) im
Betrieb des Druckbehälters zwischen der äußeren Primär-
Dichtungsanordnung (35) und der äußeren Sekundär-
Dichtungsanordnung (31, Fig. 2; 30, Fig. 3) eine Einrichtung
(36, 38) zur Begrenzung einer axial nach außen gerichteten
Bewegung der äußeren Sekundär-Dichtungsanordnung (31, Fig. 2;
30, Fig. 3) vorgesehen ist, und daß zwischen dem Druckbehälter
und der inneren Sekundär-Dichtungsanordnung (30, Fig. 2; 31, Fig. 3)
auch eine innere Primär-Dichtungsanordnung (22) vorgesehen
ist, wobei die Zufuhrleitung (50) für das Reinigungs-
Strömungsmittel zwischen der inneren Primär-Dichtungsanordnung
(22) und der äußeren Primär-Dichtungsanordnung (35) vorgesehen
ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Einrichtung zur Begrenzung einer axial nach außen
gerichteten Bewegung der äußeren Sekundär-Dichtungsanordnung
ein Feststellring (36) mit einer Ringnut (37) angeordnet ist,
in die eine Feststellschraube (38) eingreift.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich ein mit der Zufuhrleitung (50) verbundener
Durchlaßring (23) außerhalb der Sekundär-Dichtungsanordnung
(30, 31) befindet (Fig. 3).
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich ein mit der Zufuhrleitung (50) verbundener
Durchlaßring (23) innerhalb der Sekundär-Dichtungsanordnung
(30, 31) befindet (Fig. 2).
5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Einleiten von
Reinigungsströmungsmittel ein Ventil (52) zum Öffnen und
Schließen der Zufuhrleitung (50),
eine Einrichtung (53) zur Regulierung des Drucks des Reinigungsströmungsmittels,
eine Einrichtung (56) zur Durchflußbegrenzung in der Leitung zwischen der Druckregeleinrichtung (53) und dem Ventil (52) und
eine Einrichtung (57) zum Messen und Anzeigen des Drucks ebenso wie eine Einrichtung (55) zum Messen und Anzeigen der Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung zwischen der Durchflußbegrenzungseinrichtung (56) und dem Ventil (52) aufweist.
eine Einrichtung (53) zur Regulierung des Drucks des Reinigungsströmungsmittels,
eine Einrichtung (56) zur Durchflußbegrenzung in der Leitung zwischen der Druckregeleinrichtung (53) und dem Ventil (52) und
eine Einrichtung (57) zum Messen und Anzeigen des Drucks ebenso wie eine Einrichtung (55) zum Messen und Anzeigen der Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung zwischen der Durchflußbegrenzungseinrichtung (56) und dem Ventil (52) aufweist.
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