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Für unmittelbar gesteuerte Speisewagserventile geeignete Wellenabdichtung
- für hohe Drücke und Temperaturen Die Erfindung betrifft eine für unmittelbar gesteuerte
Speisewasserventile geeignete Wellenabdichtung für höhe Drücke und hohe Temperaturen
mit einer federnden Dichtungsmanschette, die innen auf der Welle und außen an .der
Wellenführung befestigt ist und die bei der Wellendrehung auf Verdrehung beansprucht
wird.
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Solange Stopfbüchsen u. #d,-"1. zur Abdichtung in Betracht kommen,
bestehen keine besonderen Schwierigkeiten, eine einwandfreie Abdichtung auch bei
hohen Drücken und Temperaturen zu gewährleisten. Die Stopfbüchsendichtung kommt
jedoch in vielen Fällen wegen der großen Reibung nicht in Betracht, und zwar dann
nicht, wenn auch. bei hohen Drükken und Temperaturen die durch die Dichtung verursachte
Reibung möglichst klein bleiben soll, weil nur geringe Verstellkräfte zur Verfügung
stehen.
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Dies ist bei unmittelbar gesteuerten Spieisewasserventilen der Fall.
Die von einem Schwimmer ausgeübten Verstellkräfte sind nur geringe, reichen jedenfalls
bei weitem nicht aus, um. eine einwandfreie Steuerung zu gewährleisten, wenn mit
einer Stopfbüchse o. dgl. abgedi(Zhtet wird.
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Aus diesem Grunde hat man sich mit einer anderen Dichtung, nämlich
mit einer Manschette, zu helfen versucht, die bei der Wellendrehung auf Verdrehung
beansprucht wird, so daß also durch Reibung zwischen Welle und Manschette verursachte
Widerstände nicht auftreten. Anderseits sind die von der
Manschette
bei ihrer Verdrehung ausgeübten Widerstände gering, wenn es sich umkleinere Drehwinkel
von z. B. 2o' handelt. Um auch Widerstände zu vermeiden, die durch axialen Schub
hervorgerufen werden könnten, wird die Welle aus dem Gehäuse nach beiden Seiten
herausgeführt und dadurch von jedem axialen Schub entlastet.
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Diese Ausführungen mit einer sich mit der Welle verdrehenden Manschette
arbeiten jedoch nur innerhalb einer bestimmten Druck-und Temperaturgrenze. Sobald,
wie bei neueren Kesseln, höhere Temperaturen und Drücke auftreten, wird die Manschette
derart in Mitleidenschaft gezogen, daß sie ihren Zweck nicht mehr erfüllen kann.
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Dies gilt auch für eine bekannte Lagerung einer Hebelachse, welche
Bewegungen eines in einem Dampfkessel angeordneten Schwimmers auf ein äußeres Gestänge
übertragen soll; denn auch hier ist die Manschette einer Überhitzung voii sehen
des Dampfes um so mehr ausgesetzt, je höher der Betriebsdruck des Kessels ist. Hieran
wird auch nichts durch etwa sich an der Manschette bildendes Niederschlagswasser
geändert, weil auch dieses immer noch beträchtliche, die Elastizität der Manschette
gefährdende Temperaturen hat und überdies die Wärme des Dampfes auf die Manschette
überträgt. Infolgedessen kann auch bei dieser bekannten Einrichtung schon nasch
kurzer Betriebsdauer, insbesondere bei höheren Drücken und Temperaturen, die Manschette
zerstört werden.
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Die Erfindung bringt eine neue Lösung, die im wesentlichen darin besteht,
zwischen der Dichtungsmanschette und dem abzudichtenden Raum eine Labyrinthdichtung
bekannter Art anzuordnen und diesen Gehäuseteil zu kühlen, also z. B. mit Kühlrippen
zu versehen. Die Labyrinthdichtung schützt gegen einen unmittelbaren Zutritt zur
Dichtungsmanschette und wirkt derart drosselnd, daß durch geeignete Wärmeabführung
nach außen die Temperatur vor Erreichen der Dichtungsmanschette genügend herabsinkt
und somit eine Beschädigung der Manschette durch überhitzung nicht mehr zu besorgen
ist.
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Um darüber hinaus die Manschette auch gegen die bei erträglichen Temperaturen
auftretenden hohen Drücke genügend widerstandsfähig zu machen, kann die Manschette
mit die Festigkeit erhöhenden Einlagen versehen werden. Dabei ist Bedacht darauf
zu nehmen, daß durch solche Einlagen die Elastizität der. Manschette nicht ungebührlich
hera:bgemindert und dadurch der eigentliche Zweck (Wahrung kleiner Verstellkräfte)
wieder vereitelt wird. Der Erfindung gemäß sollen aus diesem Grunde derartige Einlagen
im Manschettenflansch vorgesehen werden, weil dieser zur ausreichenden Abdichtung
eingespannt werden muß und infolgedessen die Gefahr besteht, daß der Dichtungsstoff,
z. B. Gunirni, an der Einspannstelle herausgequetscht wird. Durch eine solche starke
Verformung des Dichtungsstoffes kann auch der benachbarte, d. h. jener Teil der
Manschette in Mitleidenschaft gezogen werden, bei dem es darauf ankommt, seine Elastizität
zur Wahrung möglichst kleiner Verstellkräfte ausreichend zu schützen.
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Wenn auch hierdurch gegenüber den älteren Ausführungen mit zwei Manschetten,
je eine für jedes Wellenende, ein wesentlicher Vorteil erreicht wird, so bleibt
zunächst die Tatsache bestehen, daß bei wachsendem Druck auch die Belastung der
Manschette und demzufolge auch der Drehwiderstand der Welle -zunimmt. In dieser
Hinsicht bietet nun die neue Ausführung gemäß der Erfindung die Möglichkeit, mit
nur einer Abdichtung zu arbeiten, d. h. nur ein Wellenende aus dem Gehäuse herauszuführen
und für die Aufnahme des AXialschubes ein Kugellager vorzusehen. Dieser Ausführung
wird also vornehmlich dann der Vorzug zu geben sein, wenn das einwandfreie Arbeiten
des unmittelbar gesteuerten S,peisewasserventils deshalb in Frage gestellt ist,
weil die Verstellkräfte zur überwindu,ng der von zwei.Dichtungsmanschetten ausgeübten
Widerstände nicht ausreichen.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Es handelt sich um ein Ventil zur selbsttätigen Steuerung der Kesselspeisung mit
Hilfe eines Schwimmers, das in Abb. i -in Längsschnitt nach A-B der Abb.2 und in
Abb. 2 im Querschnitt nach C-D der Abb. i dargestellt ist.
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An der Ventilspindel S greift der Hebel i an, durch dessen Schwenkbewegung
der Ventilquerschnitt verändert werden kann. Dieser Hebel ist ,an der Welle 2 befestigt,
durch deren Teildrehungen das Ventil gesteuert wird. Druck und Temperatur des Speisewassers
breiten sich bis in die den Hebel i aufnehmende Kammer 3 des Ventilgehäuses aus,
so d:aß die aus dieser Kammer 3 hinausführend@e Welle 2 :abgedichtet werden muß.
Als Abdichtung ist eine Gumniirnanschette q. vorgesehen, deren Flansch 4.a zwischen
dem Ventilgehäuse und dem Gehäusedeck-e15 fest eingespannt ist, während der zylindrische
Ansatz ,1b der Manschette auf der Längen die Welle 2 mit Spannung, also dichtend
umgreift. Auf dem. übrigen Teil in der Länge liegt die Manschette nicht dichtend
an der Welle an, so daß die Verdrehung nach der dem abzudichtenden Druck zugekehrten
Seite verlagert wird und der übrige Teil mit die Festigkeit und die Widerstandskraft
erhöhenden
Einlagen 6 versehen werden kann, ohne hinsichtlich der
Leichtgängigkeit der Welle 2 eine Einbuße zu erleiden. Ebenso hält der Flansch 4a
der Manschette Einlagen 7.
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Die Manschette 4 schließt nicht unmittelbar an :die abeudichtende
Kammer 3 an. Sie ist vielmehr in einer Verlängerung 8 des Gehäuses angeordnet. Diese
Verlängerung ist mit Kühlrippen 9 versehen und zur Aufnahme von Labyrinthdichtungen
io und i i bestimmt. Das aus der Kammer 3 in. die Gehäuseverlängerung 8 trotz der
Labyrinthdichtungen io und i i gelangende heiße Wasser wird durch die Rippen 9 gekühlt,
so daß es beim Erreichen der Manschette 4 diese nicht mehr beschädigen kann. überdies
erschweren die Labyrinthdichtungen i o und i i einen Umlauf zwischen dem heißen
Wasser in der Kammer 3 und dem gekühlten Wasser in .der Gehäuseverlängerung 8, so
daß eine zu schnelle Wärmenachführung in den Raum zwischen den LabyrinthdichtLmgen
io und ii nicht zu befürchten ist.
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Das durch die Manschette 4 hindurchtretende Ende der Welle 2 wird
durch einen Deckel 12 nach außen geführt, um an dem austretenden Ende 13 das vom
Schwimmer gesteuerte übertragungsgestänge anzuschließen. Das andere Wellenende 14
verbleibt innerhalb des Gehäuses und unterliegt deshalb, dem in der Kammer 3 herrschenden
Druck, der sich in. einem nach rechts gerichteten Axialschub auswirkt. Dieser wird
von einem, Kugellager 15 aufgenommen, das. außerhalb der Manschette 4 vorzusehen
ist.