DE4241963C2 - Absperrventil und Weichstoff-Dichtungsring hierfür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Weichstoff-Dichtungsring hierfür.

Als Weichstoff kommt für Dichtungsringe derartiger Absperrventile beispielsweise IT-Material oder Blähgraphit infrage. Der Weichstoff ist dadurch inhomogen, daß er aus Teilchen mit dazwischen gelagerten Hohlräumen besteht. Diese Hohlräume erweisen sich dann als nachteilig, wenn beim Betrieb des offenen Ventils der Betriebsdruck plötzlich absinkt. Dies ist insbesondere bei Dampfbetrieb problematisch, wenn die Hohlräume mit Wasser gefüllt sind, das bei plötzlichem Druckabfall im Ventil schlagartig in Dampf übergeht. Bei einer solchen schlagartigen Volumenvergrößerung des Mediums in den Hohlräumen wird der Dichtungsring durch in Richtung der beströmten Mantelfläche des Dichtungsringes vordringende explosionsartige Mediumstöße zerstört, welche Teile seiner Dichtlamellen verschieben. Dies ist insbesondere bei Kondensatableitern vorgeschalteten Ventilen bekannt und gefürchtet. Auch die seit langem bekannte Armierung mit zwischen die Dichtstofflamellen angeordneten Metallamellen ändert nichts an dieser Situation.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Absperrventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. einen Weichstoff-Dichtungsring hierfür zu schaffen, bei dem ein Betriebsdruckabfall in vielen Betriebsfällen nicht zu Zerstörungen des Dichtungsrings führt.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Auf diese Weise ist sicher verhindert, daß Teile der Dichtstofflamellen entlang der Metallamellen gegen die beströmte Mantelfläche gleiten und aus ihr herausfallen, wodurch der Ring zerstört wurde. Die maximal eine Dicke von einem Drittel der Dichtstofflamellendicke aufweisenden Dichtstoff-Gleitschichten können durch die innere Reibung zu den benachbarten, am Gleiten behinderten Schichten des Weichstoffes in vielen Betriebsfällen festgehalten werden. Vorzugsweise sind die axialen Verformungen jedoch so ausgebildet, daß keine radial frei verlaufenden Gleitschichten in dem Dichtungsring möglich sind. Dazu können zweckmäßig krallenartige Vorsprünge gebildet werden, indem die Metallamellen vor Verbindung mit den Dichstofflamellen mit geeigneten Werkzeugen lokal durchstoßen werden und dabei die entsprechenden Blechlamellen die Krallen bilden, deren Höhe mindestens der Dicke der Dichtstofflamellen entspricht.

Es ist aber auch möglich, ohne Durchstoßung der Metallamellen eine Reduzierung der möglichen radialen Gleitschichten zu erzielen, wenn die Metallamellen nahe der beströmten Mantelfläche vorzugsweise konzentrisch und über den ganzen Umfang verlaufend eine stufenartige Sicke aufweisen, deren Stufenhöhe mindestens zwei Drittel der Dicke der anliegenden Dichtstofflamellen beträgt. Dabei bilden die Sicken die axialen Verformungen, welche die Dicke der Gleitschichten wesentlich verkleinern und so die Funktion des Ventils auch bei den oben geschilderten Betriebsfällen sichert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 stellt im Axialschnitt ein Absperrventil dar.

Fig. 2 und 3 zeigen im Axialschnitt zwei bevorzugte Ausführungsformen eines Dichtungsrings für das Absperrventil von Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Absperrventil weist ein Gehäuse 1 mit einem Strömungskanal 1′ auf, der von einem Dichtungsring 2 umschlossen ist. Dieser ist in der dargestellten Schließstellung mittels eines eingeschobenen Kolbens 3 abgeschlossen, der über eine drehbar damit verbundene Spindel 4 axial in die Offenstellung verschiebbar ist. Die Spindel 4 ist mittels eines Gewindestückes 5 eines Oberteils 6 über ein Betätigungsorgan in Form eines Handrades 7 axial verstellbar. Das Oberteil 6 ist mittels Stiftschrauben 8 am Gehäuse 1 fest verschraubt, wobei ein rohrförmiger Fortsatz 6′ des Oberteils 6 in eine Bohrung 11 des Gehäuses 1 reicht, welche auch den Dichtungsrings 2 aufnimmt, sowie ein käfigartiges Distanzstück 9 und einen ringförmigen Dichtungsring 10 zur Abdichtung nach außen aufweist.

Der in Fig. 2 vergrößert dargestellte Weichstoff-Dichtungsring 2 ist aus Dichtstofflamellen 20 vorzugsweise Graphit mit dazwischen angeordneten Metallamellen 21 aufgebaut. Axiale Verformungen sind an den Metallamellen 21 durch eine konzentrisch nahe der beströmten Mantelfläche 22 des Dichtungsrings 2 angeordnete Sicke 28 ausgebildet, welche die Dicke a der frei verlaufenden Gleitschichten wunschgemäß auf maximal ein Drittel der Dicke der Dichtstofflamellen 20 begrenzt. Die Herstellung erfolgt durch Prägen der beidseits mit einer Dichtstofflamelle 20 versehenen Metallage vor Zusammensetzung zu einem Dichtungsring.

Der in Fig. 3 dargestellte Weichstoff-Dichtungsring 2 für ein Ventil nach Fig. 1 weist Metallamellen 25 mit regelmäßig angeordneten Durchbrüchen 26 auf, wobei die so entstandenen Metallspitzen die gesamte Dicke der beidseits angeordneten Dichtstofflamellen 27 durchdringen.

Zur Herstellung eines solchen Dichtungsringes wird von einer Blechbahn ausgegangen, die bereits regelmäßig angeordnet Durchbrüche 26 aufweist, wodurch nach beiden Blechseiten verlaufende krallenartige Vorsprünge 29 entstanden sind. Auf diese Blechbahn wird beidseits eine Bahn aus Blähgraphit mit einer Dichte von 1 g/cm³ aufgewalzt, wobei sich die Dichte auf 1,3 g/cm³ vergrößert. Dabei durchdringen die krallenartigen Vorsprünge 29 den Blähgraphit zur Gänze, so daß nach Verstanzen dieser Mehrschichtplatte ein Dichtungsring entsteht, bei dem sich radial verlaufenden Gleitschichten bilden können und dementsprechend keine Zerstörung des Dichtungsrings auch bei schweren Beanspruchungen der eingangs geschilderten Art ausgeschlossen sind.

Bei der Endmontage treten dann bei der endgültigen Verdichtung auf ϕ < 1,6 g/cm³ die Krallen auch noch in die benachbarten Dichtstofflamellen 27 ein, so daß ein besonders inniger Verband entsteht.

Claims (5)

1. Absperrventil, mit einem einen Strömungskanal (1′) bildenden Gehäuse (1) und einem relativ zu dem Gehäuse (1) axial verschiebbaren Sperrglied (3), das unter Zwischenschaltung eines Weichstoff-Dichtungsrings (2) eine Gehäusebohrung (11) im Strömungskanal (1′) absperrt, wobei der Dichtungsring (2) aus radial verlaufenden Dichtstofflamellen (20, 27) und dazwischen angeordneten Metallamellen (21, 25) besteht und der Weichstoff inhomogen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallamellen (21, 25) mindestens im Bereich um die beströmte Mantelfläche (22) des Dichtungsringes (2) axiale, sich über mindestens zwei Drittel der Dichtstofflamellendicke erstreckende Verformungen aufweisen.

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Metallamellen (25) nach beiden Blechseiten verlaufende, regelmäßig verteilte, krallenartige Vorsprünge (29) aufweist, welche die benachbarten Dichtstofflamellen (27) mindestens zu zwei Drittel, vorzugsweise jedoch zur Gänze ihrer Dicke durchdringen.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Metallamellen (21) nahe der beströmten Mantelfläche (22) vorzugsweise konzentrisch und über den ganzen Umfang verlaufend eine stufenartige Sicke (28) aufweist, deren Höhe mindestens zwei Drittel der Dicke der anliegenden Dichtstofflamellen (20) beträgt.

4. Weichstoff-Dichtungsring für ein Ventil nach Anspruch 2, der radial verlaufenden Dichtstofflamellen (27) und dazwischen mit den Dichtstofflamellen (27) verbundene Metallamellen (25) aufweist, wobei der Weichstoff inhomogen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Metallamellen (25) nach beiden Blechseiten verlaufende, regelmäßig verteilte, krallenartige Vorsprünge (29) aufweist, welche die benachbarten Dichtstofflamellen (27) mindestens zu zwei Drittel, vorzugsweise jedoch zur Gänze ihrer Dicke durchdringen.

5. Weichstoff-Dichtungsring für ein Ventil nach Anspruch 3, der radial verlaufenden Dichtstofflamellen (27) und dazwischen mit den Dichtstofflamellen (27) verbundene Metallamellen (25) aufweist, wobei der Weichstoff imhomogen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Metallamellen (25) nahe der zu beströmenden Mantelfläche (22) vorzugsweise konzentrisch und über den ganzen Umfang verlaufend eine stufenartige Sicke (28) aufweist, deren Höhe mindestens zwei Drittel der Dicke der anliegenden Dichtstofflamellen (20) beträgt.