DE4238669C2

DE4238669C2 - Absperrarmatur

Info

Publication number: DE4238669C2
Application number: DE19924238669
Authority: DE
Inventors: Hans-J Dipl Ing Tueckmantel
Original assignee: Kempchen and Co GmbH
Current assignee: Friatec AG
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2012-11-18
Also published as: DE4238669A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur mit Gehäuse und Absperrklappe, die eine umfangsseitige kegelförmige Dicht fläche sowie eine ringförmige in dem die Dichtfläche tragenden Rand der Absperrklappe angeordnete Vorspannut zur Aufnahme eines Dichtungsringes aufweist, und einem in die Vorspannut eingesetzten Dichtungsring aus mehreren Wellringscheiben aus Stahlblech, wobei die Außenränder der Wellringscheiben Dichtkanten bilden, die an der Dichtfläche vorstehen, wobei die axiale Spalthöhe der Vorspannut mittels eines Spannringes verstellbar ist und wobei der Dichtungsring in der Vorspannut elastisch nachgiebig unter Änderung seines Außendurchmessers so weit verformbar ist, daß die Dichtkanten einen bei geschlossener Absperrklappe vorhandenen Spalt zwischen der kegelförmigen Dichtfläche und einer komplementären kegelförmigen Gegendichtfläche des Absperrklappensitzes abdichten.

Bei der aus DE 41 04 790 A1 bekannten Absperrarmatur der oben genannten Art, von der die Erfindung ausgeht, sind zwischen den Wellringscheiben metallische Ringscheiben ein gesetzt. Im übrigen weisen die Wellringscheiben Zwischen lagen aus einem Weichdichtungswerkstoff auf, beispielsweise in Form von Dichtungsgraphit. Die bekannte Absperrarmatur hat sich an sich bewährt, ist jedoch nichtsdestoweniger verbesserungsfähig. Zunächst beeinträchtigen die Zwischen lagen aus Weichdichtungswerkstoff den Einsatzbereich der bekannten Absperrarmatur insbesondere dann, wenn ein fluides Medium mit hohen Temperaturen strömt und Sauerstoff mitführt, so daß Oxidationserscheinungen nicht auszu schließen sind. Durch die Verwendung des Weichdichtungs werkstoffes, z. B. in Form von Dichtungsgraphit, ist die maximale Dauertemperatur bei Anwesenheit von Luftsauerstoff auf ca. 500°C begrenzt. Im übrigen beeinträchtigen die zwischengeschalteten metallischen Ringscheiben die aus den axialen Vorspannkräften resultierende radial elastische Verformung der Dichtung. Insoweit läßt die Abdichtung des Spaltes zwischen der kegelförmigen Dichtfläche und der kom plementären kegelförmigen Gegendichtfläche durch die Dicht kanten der Wellringscheiben zu wünschen übrig.

Aus US 3 588 131 sind im übrigen Flanschdichtungen bekannt, die mit einem Dichtungsring arbeiten, der aus zwei mitein ander verschweißten Wellringscheiben besteht. Die Abdich tung erfolgt bei dem Dichtungsring an den Kämmen der Wel lung. Im Zusammenhang mit dieser Dichtung sind keine Maß nahmen bekannt, die die Vermeidung der oben geschilderten Nachteile für eine Absperrarmatur betreffen.

Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zu grunde, eine Absperrarmatur der eingangs genannten Art an zugeben, mit der eine verbesserte Abdichtung erreicht werden kann und die auch bei hohen Betriebstemperaturen einsetzbar ist.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung eine Absperrarmatur der eingangs genannten Art, welche da durch gekennzeichnet ist, daß die Wellscheiben in einem Radialschnitt betrachtet im wesentlichen sinusförmig mit Wellenbergen und Wellentälern geformt sind, wobei die Well ringscheiben unter Bildung von Hohlringen ohne Zwischen lagen Wellenberg gegen Wellental unmittelbar gegeneinander gesetzt sind und die Wellenform über die gesamte radiale Erstreckung die gleiche Amplitude aufweist, und daß die Kontaktstellen zwischen den Wellringscheiben mit Hilfe von Schweißnähten gasdicht verschweißt sind und daß durch das Vordrücken der Dichtung über den die Dichtfläche tragenden Rand der Absperrklappe ein Labyrinthdichtungsring gebildet wird.

Die Tatsache, daß die gegeneinander gesetzten Well ringscheiben auf den Kämmen der Wellungen gegeneinander gesetzt sind, so daß zwischen den Kontaktstellen gleichsam umlaufende Hohlringe gebildet werden, bedeutet, daß die sinusförmigen Wellenzüge in radialer Richtung um etwa 180° phasenverschoben sind. Im allgemeinen hat bei einem erfin dungsgemäßen Dichtungsring die beschriebene Wellenform über die gesamte radiale Erstreckung die gleiche Wellenlänge und die gleiche Amplitude. Man kann jedoch in radialer Richtung die Wellenlänge auch variieren. Wesentlich ist lediglich, daß die Kämme der Wellung benachbarter Wellringscheiben gegeneinander liegen und gasdicht miteinander verschweißt sind. Erfindungsgemäß ist die Anordnung so getroffen, daß die Wellringscheiben und dadurch der Dichtungsring insge samt bei axialer Kraftbeaufschlagung in radialer Richtung elastisch nachgiebig expandierbar sind.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Well ringscheiben der beschriebenen Gestaltung bei gleichsam phasenverschobener Anordnung der Wellenberge bzw. Wellen täler und gasdichter Verschweißung der gegeneinander liegenden Kontaktstellen benachbarter Wellringscheiben miteinander als reine Metalldichtungen eingesetzt werden können, die eine sehr sichere Abdichtung Metall gegen Metall bewirken.

Obgleich Scheiben aus einem Weichdichtungswerkstoff erfin dungsgemäß nicht verwirklicht sind, erfüllen die erfin dungsgemäßen Dichtungsringe alle Funktionen, und zwar ins besondere bei hohen Temperaturen. Dabei kann die werkstoff mäßige Auswahl ohne weiteres so getroffen werden, daß Tem peraturen bis 1000°C und mehr ertragen werden. Der Werk stoff der Wellringscheiben, mit denen erfindungsgemäß gear beitet wird, ist grundsätzlich beliebig. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden warmfeste und aus reichend korrosionsfeste Stähle eingesetzt.

Erfindungsgemäß weist die Absperrklappe eine kegelförmige Dichtfläche und der Absperrklappensitz eine komplementär kegelförmige Gegendichtfläche auf und bei der Schließ- und Öffnungsbewegung sind die Dichtflächen praktisch reibungs frei auf die Gegendichtfläche aufsetzbar bzw. von dieser abhebbar, wobei in dem die Dichtfläche tragenden Rand der Absperrklappe eine Vorspannut für den Dichtungsring angeordnet ist und ein spannbarer Vorspannring zugeordnet ist und wobei der Dichtungsring in die Vorspannut einsetzbar sowie mechanisch so ausgebildet ist, daß er nach Maßgabe der Vorspannkraft über den die Dichtfläche tragenden Rand der Absperrklappe, einen Labyrinthdichtungsring bildend, vordrückbar ist. Das praktisch reibungsfreie Aufsetzen wird vorzugsweise mit Hilfe einer Doppelexzenteranordnung bewirkt.

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

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Dich tungsring, ausschnittsweise

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1

Fig. 3 in gegenüber der Fig. 2 wesentlich vergrößertem Maßstab den Ausschnitt B aus dem Gegenstand der Fig. 2

Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein Absperrorgan in Rich tung der Achse des Strömungskanals mit erfindungs gemäßem Dichtungsring und

Fig. 5 den Ausschnitt C aus dem Gegenstand der Fig. 4.

Der in den Figuren dargestellte Dichtungsring 1 für eine Absperrarmatur ist insbesondere als Hochtemperatur-Dich tungsring bestimmt. Der Dichtungsring 1 weist eine Mehrzahl von Wellringscheiben 4 aus Stahlblech auf, die, in einem Radialschnitt betrachtet, im wesentlichen sinusförmig mit Wellenbergen 5 und Wellentälern 6 geformt sind, wobei die Wellringscheiben 4 unmittelbar, ohne Zwischenlagen, Wellen berg 5 gegen Wellental 6 gegeneinander gesetzt sind und die Kontaktstellen gasdicht verschweißt sind. Dazu wird insbe sondere auf die Fig. 3 verwiesen, die die entsprechenden Schweißnähte 7 deutlich erkennen läßt. Zwischen den mitein ander verschweißten Kontaktstellen entstehen umlaufende Hohlringe 8.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß die Well ringscheiben 4 und dadurch der Dichtungsring 1 insgesamt bei axialer Kraftbeaufschlagung in radialer Richtung elastisch nachgiebig expandierbar sind. Insoweit wird auch auf die Fig. 4 und 5 verwiesen.

Bei einem erfindungsgemäßen Dichtungsring 1 können die innenseitigen und/oder außenseitigen, den Außenumfang bzw. den Innenumfang des Dichtungsringes 1 bildenden Stirn flächen 9 der Wellringscheiben 4 die Dichtungsflächen bilden, wozu auf die Fig. 4 und 5 verwiesen wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen einen Dichtungsring 1 des beschrie benen Aufbaus für Absperrklappen-Absperrorgane 2, bei denen die Absperrklappe 11 eine kegelförmige Dichtfläche 12 und der Absperrklappensitz 13 eine komplementär kegelförmige Gegendichtfläche 14 aufweisen sowie bei der Schließ- und Öffnungsbewegung die Dichtfläche 12 praktisch reibungsfrei auf die Gegendichtfläche 14 aufsetzbar bzw. von dieser ab hebbar ist, während in dem die Dichtfläche 12 tragenden Rand der Absperrklappe 11 eine Vorspannut 15 für einen Dichtungsring 1 angeordnet ist, welcher Vorspannut 15 ein Vorspannring 16 zugeordnet ist, dessen Vorspannung über Schraubenbolzen 17 einstellbar ist. Hier ist der Dichtungs ring 1 mechanisch so ausgebildet, daß er nach Maßgabe der Vorspannkraft über den die Dichtfläche 12 tragenden Rand der Absperrklappe 11, einen Labyrinthdichtungsring bildend, vordrückbar ist. Dazu wird insbesondere auf eine vergleichende Betrachtung der Fig. 4 und 5 verwiesen.

Claims

1. Absperrarmatur mit Gehäuse (2) und, Absperrklappe (11), die eine umfangsseitige kegelför mige Dichtfläche (12) sowie eine ringförmige in dem die Dichtfläche tragenden Rand der Absperrklappe ange ordnete Vorspannut (15) zur Aufnahme eines Dichtungs rings aufweist, und einem in die Vorspannut (15) eingesetzten Dichtungs ring (1) aus mehreren Wellringscheiben (4) aus Stahl blech, wobei die Außenränder der Wellringscheiben (4) Dichtkanten (9) bilden, die an der Dichtfläche (12) vorstehen, wobei die axiale Spalthöhe der Vorspannut (15) mittels eines Spannringes (16) verstellbar ist und wobei der Dichtungs ring (1) in der Vorspannut (15) elastisch nachgiebig unter Änderung seines Außendurchmessers so weit verformbar ist, daß die Dichtkanten (9) einen bei geschlossener Absperr klappe (11) vorhandenen Spalt zwischen der kegelförmigen Dichtfläche (12) und einer komplementären kegelförmigen Gegendichtfläche (14) des Absperrklappensitzes abdichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Well ringscheiben (4) in einem Radialschnitt betrachtet im wesentlichen sinusförmig mit Wellenbergen (5) und Wellen tälern (6) geformt sind, wobei die Wellringscheiben (4) unter Bildung von Hohlringen (8) ohne Zwischenlagen Wellen berg (5) gegen Wellental (6) unmittelbar gegeneinander ge setzt sind und die Wellenform über die gesamte radiale Erstreckung die gleiche Amplitude aufweist, und daß die Kontaktstellen zwischen den Wellringscheiben (4) mit Hilfe von Schweißnähten (7) gasdicht verschweißt sind, und daß durch das Vordrücken der Dichtung über den die Dichtfläche (12) tragenden Rand der Absperrklappe (11) ein Labyrinth dichtungsring gebildet wird.

2. Absperrklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen über die gesamte radiale Erstreckung der Wellringscheiben (4) die gleiche Wellenlänge aufweisen.