DE520188C - Abdichtungsvorrichtung fuer Druckwasserleitungsschieber - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtungsvorrichtung für Wasserleitungsschieber, insbesondere Drehschieber (mit röhrenförmigem Durchgang), bei welchem die Abdichtung durch einen im Gehäuse oder im Schieber kolbenartig verschiebbaren Dichtungsring erfolgt, der in der Schlußstellung des Schiebers durch den vom Wasser in der Rohrleitung herrührenden hydraulischen

ίο Druck gegen eine Sitzfläche am. Schieber oder am Gehäuse gepreßt wird. Bei den bekannten Konstruktionen dieser Art besaß der Dichtungsring, den man auch schon aus elastischem Material ausbildete, im wesentlichen viereckigen Querschnitt und stand nur indirekt unter dem Wasserdruck, indem zwischen ihm und dem Druckwasser eine verschiebbare Stopfbüchse aus Metall eingeschaltet war. Außerdem kann sich dieser Dichtungsring bei diesen bekannten Konstruktionen nur parallel zur Schieberachse bewegen, d. h. erhält keine Deformation in radialer Richtung.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der elastisch ausgebildete Ring im Querschnitt rund gestaltet ist, eng in einer solchen Aussparung liegt, die sich in ihrem geschlossenen Teil der Ouerschnittsform anpaßt, welche er im unbelasteten Zustande besitzt, und sich radial deformieren, d. h. sich verkürzen oder verlängern kann, da die Aussparung nicht parallel zur Schieberachse liegt.

Abdichtungsringe runden Querschnitts für gewöhnliche Abdichtungszwecke, z. B. zur Abdichtung eines Deckels an einem Behälter mit hohem Innendruck, sind auch schon bekannt geworden.

Der zur Abdichtung des Druckwasserleitungsschiebers verwendete Ring zeigt das neue Merkmal, daß er auf seinen beiden Seiten oder Flächen, der Vorderfläche und der Rückfläche, direkt unter dem hydraulischen Druck steht, und es entstehen folgende Vorteile und neue Wirkungen gegenüber der erstgenannten Abdichtungsart:

Der im Querschnitt viereckige Ring der bekannten Ausführung, dessen vordere, dem Schieber zugewandte Fläche auch noch konkav ausgebildet war, wirkt derart, daß er sich nach Art eines Ringschiebers über den Spalt schiebt, welcher zwischen der Ventilfläche und dem Ventilgehäuse liegt. Der äußere Rand dieser konkaven Fläche kann beim übergleiten über diesen Spalt leicht beschädigt werden, zumal der hydraulische Druck das Bestreben hat, die Kante während des Übergleitens dieses Spaltes in denselben hineinzuzwängen, und solche Gummidichtungen im Laufe der Zeit im Wasser auch etwas aufquellen. Der neue Ring runden Querschnitts wird dagegen durch den hinter ihm- lastenden hydraulischen Druck auf den Spalt zugedrückt, wobei er sich einerseits an der Ventilfläche und anderseits an der senkrecht dazu

stehenden Ventilgehäusefläche anpreßt. Er wird zwischen diesen beiden Flächen gewissermaßen keilförmig deformiert und gibt so einen sicheren dichten Abschluß für den zwischen den beiden Flächen liegenden Spalt. Ein Zerschleißen kommt hierbei wegen des runden Ringquerschnitts nicht in Frage. Der Gegenstand der Erfindung hat sich im Dauerbetrieb vollkommen bewährt.

ίο Die Zeichnung zeigt beispielsweise -mehrere Ausführungsarten des Erfmdungsgegenstandes.

Die Abb. ι ist ein Längsschnitt durch einen Drehschieber für Wasserleitungen, an welchem eine erste Ausführungsform angewendet ist, in geschlossener Stellung.

Die Abb. 2 und 3 beziehen sich auf die Arbeitsweise der ersten Aüsführungsart.
Die Abb. 4 ist ein Längsschnitt durch einen

*o Drehschieber für Wasserleitungen, an welchem auch diese erste Ausführungsform angewendet ist, in offener Stellung.

Die Abb. 5 ist ein Längsschnitt durch eine Drosselkappe, an welchem diese gleiche Ausführungsart angewendet ist, in geschlossener S teilung.

Bezugnehmend auf die Abb. 1 bis 3 besteht der Drehschieber aus einem Gehäuse 1 von kugeliger Gestalt, welcher mit Ein- und Ausflußstutzen 2 bzw. 3 von gleichem innerem Durchmesser versehen ist. Im Gehäuse 1 ist ein röhrenförmiger Drehkörper 4 untergebracht, welcher den gleichen inneren Durchmesser hat wie die Stutzen 2, 3 und durch zwei Zapfen 5, 6 getragen wird, so daß er sich um eine zur Längsachse des Schiebers senkrechte Achse drehen kann. Der Zapfen 5 ist durch das Gehäuse 1 verlängert, damit die Bewegung des Drehkörpers ermöglicht wird.

Derselbe trägt auf einer Seite, senkrecht zu seiner Drehachse, einen Zylinder 8, welcher mit einem kleinen Wulst 9 endigt, der zum Abschließen des Schiebers dient und zu diesem Zweck eine ringförmige Kugelfläche 10 aufweist. Diese Kugelfläche 10 befindet sich in der Schließstellung in geringem Abstand von einer parallelen ringförmigen Kugelfläche 11, welche am Gehäuse 1 vorgesehen ist. Die Flächen 10 und n bilden die in der Einleitung erwähnten Flächen, zwischen welchen eine dichte Fuge bestehen muß.

In der Kugelfläche 11 ist eine Ringnut 12 angebracht, deren Querschnitt aus einem an einem Halbkreis anschließenden Rechteck gebildet ist. Zwei der Rechteckseiten stehen senkrecht zur Fläche 11, und die Breite dieses Rechtecks ist kleiner als diejenige der Fläche 10. Die Nut 12 ^enthält einen Ring 13 aus elastischem nichtmetallischem Stoff, z. B. aus Kautschuk, dessen kreisförmiger Querschnitt einen etwas größeren Durchmesser aufweist als derjenige des obenerwähnten Halbkreises. Außerdem ist die Nut auf ihrem Boden mit einer kreisringförmigen Rinne 14 versehen, welche ihrerseits mit einem Rohr 18 verbunden ist, das durch einen Hahn 17 entweder mit einem Rohr 16 oder mit einem Auslaß 19 verbunden werden kann. Das Rohr 16 führt zu einer hydraulischen Presse 20, die mit unter Druck stehendem Wasser durch ein Rohr 15 gespeist wird, welches aus dem Raum oberhalb des Drehkörpers 4 des Schiebers herkommt, d. h. von der Seite des Stutzens 2. Im Rohr 15 ist ein Rückschlagventil 23 angeordnet.

Dieser Drehschieber arbeitet wie folgt:

Es sei angenommen, er sei offen, unter Druck und das Wasser fließe durch den Stutzen 2 ein. Der Hahn 17 ist gegen das Abflußrohr 19 gedreht, so daß der Ring 13 durch den im Schiebergehäuse herrschenden Wasserdruck gegen den Boden der Nut 12 angepreßt, wodurch gleichzeitig etwa von innen zum Rohr 18 fließendes Wasser dicht abgesperrt wird.

Um den Schieber zu schließen, bewegt man den Drehkörper 4, um ihn in die in Abb. 1 dargestellte Lage zu bringen. Im Laufe der Drehung kommt die Fläche 10 gegenüber der Fläche 11 zu liegen, ohne daß sie im Vorbeigehen'den Ring 13 berührt, da er sich auf dem Boden der Nut 12 (Abb. 2) befindet. Wenn die beiden Flächen 10 und 11 einander gegenüberstehen, bringt man den Hahn 17 in die in Abb. 1 dargestellte Lage und erhöht mit Hilfe der Presse 20 den Wasserdruck auf den Grund der Nut 12, um den Ring 13 herauszutreiben. Dieser bewegt sich in der Nut 12 nach Art eines Kolbens und kommt dadurch mit der Fläche 10 in Berührung. Er wird gegen diese Fläche 10 auf der Hälfte seines Umfangs durch das aus dem Rohr 18 kommende Druckwasser bewegt und gleichzeitig in einer zu 10, 11 parallelen Richtung auf etwa einem Viertel seines Umfangs durch das Wasser, welches zwischen diese Flächen von rechts nach links einzudringen sucht, ebenfalls gepreßt, wodurch er sich unter entsprechender Formänderung in den durch die linke Seite der Nut 12 und der Fläche 10 gebildeten Winkel einklemmt. Diese geschieht gemäß der Wirkung des resultierenden hydraulischen Druckes, welcher in Abb. 3 durch den Pfeil angedeutet ist. Dadurch wird die Fuge gedichtet.

Wenn man den Schieber öffnen will, genügt es, den Druck auf dem Boden der Nut 12 mit Hilfe des Hahnes 17 verschwinden zu lassen. Der Ring 13 ist dann nur noch dem Druck des von rechts nach links fließenden Wassers ausgesetzt, welcher in entgegengesetzter Richtung desjenigen Druckes wirkt,

welcher auf dem Boden der Nut 12 angreift. Infolgedessen trennt sich der Ring von der Fläche 10, so daß der Drehkörper 4 frei bewegt werden kann, ohne daß die Fläche 10 S bei dieser Bewegung den Dichtungsring berührt.

Die beschriebene Ausführungsform bietet folgende Vorteile:

Sie gestattet für beide möglichen Flußrichtungen des Wassers den Schieber abzudichten, ohne daß deshalb ein zweiter Sitz benötigt wird, wie dies für andere bekannte Drehschieber der Fall ist.

Die Lebensdauer der Dichtungsflächen 10, 11 ist lang, auch wenn diese nicht absolut sauber sind, sei es infolge der Bearbeitung, infolge Abnutzung oder infolge zwischen der Flächen und dem Ring 13 eingeklemmter kleiner Fremdkörper, da die Flächen nie miteinander in Berührung kommen.

Sie halten auch dann noch nicht, wenn der Schieber Formänderungen erleidet.

Die Bearbeitung des Schiebers wird dadurch vereinfacht, da es nicht mehr nötig ist, daß die Flächen 10, 11 genau aufeinander aufliegen.

Dank der kleinen Masse und der Elastizität des Ringes 13 gibt es beim Schließen des Schiebers keine von einer heftig auf ihren metallischen Sitz aufschlagenden, schweren metallischen Klappe herrührenden Vibrationen.

Die die Bewegung des Ringes 13 bewirkenden Organe sind einfach und nehmen wenig Raum ein.

Es ist möglich, den Ring 13 zu ersetzen, ohne den Schieber auseinanderzunehmen, wenn sein Durchmesser groß genug ist, damit man in das Innere hineingehen kann, oder wenn genügend große Schaulöcher vorgesehen sind.

Die beiden einander entgegengesetzten Führungsflächen der Nut 12 können auch nicht parallel sein und können mit der Fläche 11 auch einen von 90 ° verschiedenen Winkel bilden. Der Boden der Nut 12 kann Unterbrechungen aufweisen, wie z. B. Ouerrinnen und Löcher, um das Zufließen von Druckwasser zwischen ihm und dem Ring 13 durch die Rinne 14 zu erleichtern.

Anstatt daß dieser Ring 13 durch den Körper ι des Schiebers getragen wird, kann er auch auf dem Drehkörper 4 angebracht werden. In diesem Falle geht der Kanal zur Verbindung der Nut 12 mit der Druckleitung durch einen der beiden Zapfen 5, 6.

Die Presse 20 kann wegfallen, wenn der im Schieber herrschende Druck groß genug ist.

Die Fläche 10 kann entweder kugelig, kegelförmig oder zylindrisch sein.

Bei dem in Abb. 4 gezeigten Drehschieber ist der Drehkörper an jedem seiner Enden mit einer kugeligen Fläche 30 und 31 versehen, welche sich bei der Offenstellung gegenüber einer entsprechenden Fläche 34, 35 des Gehäuses 1 befinden soll. Die Ringnuten j 2 befinden sich in den Flächen 34, 35 und enthalten jede einen Ring 13 aus nichtmetallischem elastischem Stoff, dessen Querschnitt im freien Zustand von runder Form ist.

Der Boden der Ringnuten 12 kann durch · die Röhren 38, 3y und die Dreiweghähne 40, 41 entweder mit einem Rohr 42, das mit der Zuflußleitung 2 in Verbindung steht, oder mit einer Auslaßöffnung verbunden werden. Ein Entleerungshahn 43 ist vorgesehen, um den zwischen dem Schieberkörper und dem Drehkörper 4 befindlichen Raum mit der Außenluft zu verbinden, wenn der Schieber offen ist.

Diese zweite Ausführungform arbeitet wie folgt:

Wenn der Schieber offen ist und der Drehkörper 4 infolgedessen die in Abb. 4 dargestellte Lage einnimmt, werden die Ringe 13 gegen die Flächen 30, 31 des Drehkörpers 4 dadurch angedrückt, daß man die Hähne 40, 41 öffnet, um Druckwasser in den Boden der Nuten 12 einzulassen, nachdem der Hahn 43 geöffnet ist. So kann das durch den Schieber fließende Wasser nicht in den ringförmigen Raum 48 eindringen, welcher den Drehkörper umgibt, und es können sich darin keine Fremdkörper ansammeln, welche die Schließbewegung des Schiebers verhindern könnten.

Um den Schieber zu schließen, schließt man den Hahn 43 und dreht die Hähne 40, 41 gegen den Auslaß. Der Druck des Wassers im Schieber treibt die Ringe 13 auf den Boden der Nuten 12 zurück, so daß die Flächen too 30, 31 nicht mehr in Berührung mit den Dichtungsringen sind, also auch nicht gegen dieselben reiben können. Sobald der Drehkörper die Schließstellung eingenommen hat, bildet man zwischen ihm und dem Körper 1 eine dichte Fuge, und zwar in gleicher Weise wie in der ersten Ausführungsart.

Bei der Drosselklappe nach Abb. 5 ist die Drehklappe 50 von symmetrischer linsenförmiger Gestalt mit einer ringförmigen zylindrischen Fläche 51 versehen und durch zwei Zapfen 6 getragen. Die Ringnut 12 ist im Gehäuse 54 der Drosselklappe in der Höhe der Drehachse angebracht und enthält den Ring 13 aus elastischem nichtmetallischem. Stoff, welcher auf die zylindrische Fläche 51 mittels eines durch den Hahn 17 gesteuerten Wasserdruckes aufgepreßt werden kann.

Der Ring 13 ist wegen der Zapfen in zwei Halbringe geteilt.

Die Teilung des Ringes 13 in zwei Halbringe kann vermieden werden, wenn man der

Klappe 50 eine asymmetrische Form gibt und wenn man dafür sorgt, daß die zylindrische Fläche 51 nicht durch die Zapfen 5, 6 unterbrochen wird. Die ganze Fläche 51 befindet sich dann auf der gleichen Seite der beiden Drehzapfen.

Die Abdichtungsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung kann auch bei anderen Schiebervorrichtungen angewendet werden to als bei den durch die Abb. 1, 4 und 5 dargestellten Wasserschiebern.

Claims (1)

1. Patentansprc ch :

   Abdichtungsvorrichtung für Druckwasserleitungsschieber, insbesondereDrehschieber (mit röhrenförmigem Durchgang), bei denen die Abdichtung durch einen im Gehäuse oder im Schieber kolbenartig verschiebbaren Dichtungsring erfolgt, der in der Schlußstellung des Schiebers durch den vom Wasser in der Rohrleitung herrührenden hydraulischen Druck gegen eine Sitzfläche am Schieber oder am Gehäuse gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in bekannter Weise elastisch ausgebildete Ring im Querschnitt rund gestaltet ist, sich radial zur Schieberachse deformieren kann und eng in einer Aussparung liegt, die sich in ihrem geschlossenen Teil der Querschnittsform des unbelasteten Ringes anpaßt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen