DE8017427U1

DE8017427U1 - BUTTERFLY VALVE

Info

Publication number: DE8017427U1
Application number: DE19808017427
Authority: DE
Original assignee: Bopp & Reuther 6800 Mannheim GmbH
Current assignee: Bopp & Reuther 6800 Mannheim GmbH
Priority date: 1980-06-28
Filing date: 1980-06-28
Publication date: 1980-11-06

Description

BOPP&REUTHEH GMBH - 3 -BOPP & REUTHEH GMBH - 3 - MANN HEIM-WALDHOFMANN HEIM-WALDHOF PATENTABTEILUNGPATENT DEPARTMENT

Pat Ju/ci
G 1258Pat Ju / ci
G 1258

AbsperrklappeButterfly valve

Die Neuerung betrifft eine Absperrklappe mit einem am Klappenscheibenrand durch einen Haltering eingespannten Dichtring, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben und beispielsweise aus der DE-OS 24 4o 698 bekannt ist.The innovation concerns a butterfly valve with one on the edge of the valve disc clamped by a retaining ring sealing ring, as described in the preamble of claim 1 and for example from DE-OS 24 4o 698 is known.

Bei dieser bekannten Absperrklappe sind die beiden radial nach innen gerichteten U-Profilschenkel des Dichtringes zwischen der Klappenscheibe und dem metallischen Stützring für den Schraubenfederung sowie zwischen dem Stützring und dem Haltering fest eingespannt., so daß der am Gehäusesitz zur Anlage kommende U-Profilboden des Dichtringes die beim Einfahren der Klappenscheibe in den Gehäusesitz auftretenden Deformationen allein aufnehmen muß. Infolge der geringen Elastizität des Polytetrafluoräthylen treten dadurch insbesondere an den Übergangsstellen zwischen Schenkeleinspannung und Profilboden plastische bleibende Verforimngen auf. die den U-Profilboden quetschen und abflachen und die \^rorspannkraft der Dichtung reduzieren, so daß es zu Undichtheiten kommen kann. Auch besteht die Gefahr, daß der U-Profilboden bei der Deformation an den Übergangsstellen abgeschert wird.In this known butterfly valve, the two radially inwardly directed U-profile legs of the sealing ring are firmly clamped between the valve disc and the metallic support ring for the helical suspension and between the support ring and the retaining ring the deformations occurring when the valve disc is retracted into the housing seat must be absorbed alone. As a result of the low elasticity of the polytetrafluoroethylene, permanent plastic deformations occur particularly at the transition points between the leg restraint and the profile base. The squeeze the U-profile bottom and flatten and the \ ^r orspannkraft reduce the seal so that there can be leaks. There is also the risk that the U-profile base will be sheared off during the deformation at the transition points.

Eine zusätzliche Verformung des U-Profilbodens bzw. eine nachteilige Beeinträchtigung der Dichtwirkung kann bei der bekannten Absperrklappe noch durch die im Bereich des Schraubenfederringes eingeschlossene Luft entstehen, wenn durch Temperaturänderungen des Mediums und die dadurch bedingten Änderungen des eingeschlossenen Luftvolumens Druckunterschiede im Innern des Dicht-An additional deformation of the U-profile bottom or a disadvantageous one In the known butterfly valve, the sealing effect can still be impaired by that in the area of the helical spring washer Trapped air occurs when the temperature changes in the medium and the resulting changes in the trapped air Air volume pressure differences inside the sealing

Λ. 4Λ. 4th

ringes auftreten. Bei innerem Überdruck stützt sich nämlich der U-Profilboden während des Schließvorganges nicht gleichzeitig am ganzen Gehäusesitz ab sondern die Anlage wandert ausgehend vom Achsbereich nach oben und unten weiter, so daß die Druckluft von den anliegenden U-Profilbodenbereichen in die noch nicht eingespannten Bereiche verdrängt wird und dort den Dichtringwerkstoff überbelasten kann.ringes occur. In the case of internal overpressure, the U-profile base is not supported at the same time during the closing process on the entire housing seat but the system moves starting from the axis area up and down so that the Compressed air from the adjacent U-profile bottom areas into the still unrestrained areas is displaced and can overload the sealing ring material there.

Außerdem besitzt der Schraubenfederring bei dieser bekannten Absperrklappe, vorgespannte, schräggestellte Windungen, die durch die Dichtkräfte infolge der Torsionsbelastung weiter geneigt werden. Die Rückstellkraft dieser schräggestellten Schraubenfederwindungen ist jedoch gering, so daß die Dichtung nicht für. höhere Mediumdrücke geeignet ist.In addition, the helical spring washer in this known butterfly valve has prestressed, inclined windings which be inclined further by the sealing forces due to the torsional load. The restoring force of this inclined However, coil spring turns is small, so that the seal not for. higher medium pressures is suitable.

Aufgabe der Neuerung ist es, die Dichteinrichtung der Absperrklappe so auszubildcr daß plastische Verformungen und Quetschungen des Dichtringwerkstoffes vermieden werden und eine einwandfreie beidseitige Abdichtung auch bei höheren Drückf^ewährleistet ist.The task of the innovation is the sealing device of the butterfly valve so auszubildcr that plastic deformations and crushing of the sealing ring material are avoided and a Perfect sealing on both sides is guaranteed, even at higher pressures is.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.According to the innovation, this object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of patent claim 1.

Dadurch, daß der eine U-Profilschenkel des Dichtringes fest zwischen der Klappenscheibe und dem Stützring eingespannt ist, wird einerseits eine feste Verklammerung des Dichtringes mit der Klappenscheibe über diesen U-Profilschenkel erzielt und andererseits bildet der andere zum Haltering hin geringes Spiel aufweisende U-Profilschenkel zusammen mit dem U-Profilboden eine frei bewegliche Dichtlippe, die durch die Flachbandfeder mit hoher Dichtkraft federnd gegen den Gehäusesitz gepreßt wird und dadurch alle Verformungen auch bei höheren Drücken elastisch aufnehmen kann. Ein Herausziehen des beweglichen U-Profilschenkels aus dem Haltering beim Einpressen der Klappenscheibe in den Gehäusekegelsitz wird hierbei durch die ""eine Nut des Halteringes eingreifende Nase des U-Profilschenkels vermieden.The fact that one of the U-profile legs of the sealing ring is fixed is clamped between the valve disc and the support ring, on the one hand a firm clamping of the sealing ring with the valve disc achieved via this U-profile leg and on the other hand, the other U-profile leg, which has little play towards the retaining ring, forms together with the U-profile base a freely movable sealing lip, which is resiliently pressed against the housing seat by means of the ribbon spring with a high sealing force is pressed and thereby can absorb all deformations elastically even at higher pressures. Pulling out the moveable U-profile leg from the retaining ring when pressing the valve disc into the housing cone seat is hereby the "" nose of the U-profile leg engaging a groove in the retaining ring avoided.

Die hohe Anpresskraft der Plachbandfeder wird durch die sichThe high pressure of the flat band spring is due to the

mit der Breitseite des Flachbandes am Dichtring und am Stützring abstützenden Federwindungen erzielt, die durch ihre breite Auflagefläche kippsicher stehen und sich unter der Einwirkung der Anpresskräfte nicht schrägstellen können sondern aus ihrerachieved with the broad side of the ribbon on the sealing ring and on the support ring supporting spring coils, which by their width The contact surface is stable and cannot tilt under the action of the contact forces, but from it

j Kreisform zu einem Oval zusammengedrückt werden und hierbei inj circular shape to be compressed into an oval and thereby in

den durch die gekrümmte Abstützfläche des Stützringes und die Innenkontur des U-förmigen Dichtringes gebildeten ovalen Freiraum ausweichen können. Ein solches Federwindungsoval besitzt eine wesentlich höhere, die Anpresskräfte erzeugende Federsteifigkeit als eine sich unter der Belastung schrägstellende Federwindung, und die Flachbandfeder läßt sich ohne Vorspannung in die Klappenscheibe einbauen.the oval free space formed by the curved support surface of the support ring and the inner contour of the U-shaped sealing ring can evade. Such an oval spring coil has a significantly higher spring stiffness which generates the contact forces as a spring coil tilting under the load, and the ribbon spring can be released without pretension install in the valve disc.

Dadurch, daß die ovale Erstreckung des im Innern des Dichtringes liegenden Freiraumes annähernd parallel zur kegelmantelförmigen Gehäusesitzfläche verläuft, legt sich die Flachbandfeder in Richtung der Anpresskräfte über große Umfangsabschnitte flächig an den Dichtring und den Stützring an und kann bei der elastischen Verformung quer hierzu ausweichen. Durch die breiten Flachbandwindungen wird ein nach außen nahezu geschlossener ebener Federaußenmantel erzielt, so daß sich die Federwindungen auch nicht in den weicheren Dichtringwerkstoff eindrücken und plastische Verformungen hervorrufen können. Da die Gehäusesitzfläche sich zur Seite des fest eingespannten U-Profilschenkels hin erweitert, wird die einwandfreie Abdichtung unabhängig davon gewährleistet, ob der Mediumdruck von der einen oder anderen Seite an der Klappenscheibe ansteht. Steht Druck auf der erweiterten Gehäusesitzseite an, drückt er die Klappenscheibe durch das vorhandene Lagerspiel fester in den kegelförmigen Sitz und unterstützt dadurch die Abdichtwirkung, während bei entgegengesetzter Druckrichtung der mit Spiel eingebaute bewegliche U-Profilschenkel zusammen mit dem U-Profilboden vom Mediumdruck hinterwandert und im Sinne einer Dichtkrafterhöhung zusätzlich gegen den Gehäusesitz gepreßt wird.Characterized in that the oval extension of the inside of the sealing ring lying free space runs approximately parallel to the conical shell-shaped housing seat surface, the ribbon spring lies down in the direction of the contact forces over large circumferential sections flat on the sealing ring and the support ring and can with the evade elastic deformation transversely to this. Due to the wide ribbon windings, it is almost closed to the outside achieved even spring outer jacket, so that the spring coils do not press into the softer sealing ring material and can cause plastic deformations. Since the housing seat faces the side of the firmly clamped U-profile leg extended, the perfect seal is guaranteed regardless of whether the medium pressure from one or the other Side on the valve disc. If there is pressure on the enlarged side of the housing, it pushes the valve disc through the existing bearing play more firmly in the conical seat and thereby supports the sealing effect, while with the opposite Pressure direction of the movable U-profile leg built in with play together with the U-profile bottom from the medium pressure wanders behind and is additionally pressed against the housing seat in the sense of an increase in sealing force.

Durch den Versteifungsrand gemäß Patentanspruch 2 erhält der U-förmige Kunststoff-Dichtring am Übergang zum fest eingespannten U-Profilschenkel eine höhere Eigensteifigkeit, so daß das U-Profil selbst einen Teil der Anpresskräfte aufnehmen kannThe stiffening edge according to claim 2 gives the U-shaped plastic sealing ring at the transition to the firmly clamped U-profile legs have a higher inherent rigidity, so that the U-profile itself can absorb part of the contact pressure

und nur der U-Profilboden mit dem beweglichen U-Pröfilschenkel im Bereich der Dichtfläche durch die Flachbandfeder abgestützt wird.and only the U-profile base with the movable U-profile leg supported in the area of the sealing surface by the ribbon spring will.

Die in den fest eingespannten U-Profilschenkel eingreifenden Ringschneiden der Klappenscheibe nach Patentanspruch 3 bewirken eine sichere Verankerung des Dichtringes in der Klappenscheibe, die auch jede radiale Bewegung des Dichtringes nach außen auss chließt.Engaging in the firmly clamped U-profile leg Ring cutting of the valve disc according to claim 3 causes a secure anchoring of the sealing ring in the valve disc, which also excludes any radial outward movement of the sealing ring.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das die Zeichnung erkennen läßt, und zwar zeigtThe invention is explained in more detail using an exemplary embodiment which can be seen in the drawing, namely shows

Pig. 1 eine mit der erfindungsgemäßen Dichteinrichtung versehene Absperrklappe im Querschnitt in Klappenoffenstellung, Pig. 1 with the sealing device according to the invention provided butterfly valve in cross section in valve open position,

Fig. 2 die Dichtpartie der Absperrklappe nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab in Klappenschließstellung undFIG. 2 shows the sealing part of the butterfly valve according to FIG. 1 in enlarged scale in flap closed position and

Fig. 3 die Dichtung in vergrößertem Maßstab wie in Klappenoffenstellung. 3 shows the seal on an enlarged scale as in the flap open position.

Die dargestellte Absperrklappe besteht aus dem mit dem Gehäusesitz 1 versehenen Klappengehäuse 2, in dem die Klappenscheibe 3 über ihre exzentrischen Naben k und die hierin eingreifenden Wellen 5 und 6 drehbar gelagert ist. Der nicht gezeigte Klappenantrieb erfolgt über die Welle 5 und zur Lagerung der Wellen 5 und 6 sind die Wellennaben 7 und 8 des Klappengehäuses 2 mit Lagerbüchsen 9 und Io versehen. Die Klappenscheibe 3 trägt an ihrem Rand 11 einen im Querschnitt U-förmigen Dichtring 12, der zwischen dem mit Schrauben 13 an der Klappenscheibe 3 befestigten Haltering 14 und der Stützfläche 15 der Klappenscheibe 3 eingespannt ist.The shut-off valve shown consists of the valve housing 2 provided with the housing seat 1, in which the valve disc 3 is rotatably mounted via its eccentric hubs k and the shafts 5 and 6 engaging therein. The flap drive, not shown, takes place via the shaft 5 and the shaft hubs 7 and 8 of the flap housing 2 are provided with bearing bushes 9 and Io to support the shafts 5 and 6. On its edge 11, the valve disc 3 has a sealing ring 12 which is U-shaped in cross section and which is clamped between the retaining ring 14 fastened to the valve disc 3 with screws 13 and the support surface 15 of the valve disc 3.

Der Dichtring 12 besteht aus einem gegen höhere Temperaturen beständigen Kunststoff, wie z. B. PTFE. Da derartige Dichtringwerkstoffe eine geringe Elastizität besitzen, wird die elastische Anpressung des Dichtringes 12 an die kegelstumpfförmige Gehäusesitzfläche 16 durch einen in den Dichtring 12The sealing ring 12 consists of a plastic resistant to high temperatures, such as. B. PTFE. Since such sealing ring materials have a low elasticity, the elastic contact pressure of the sealing ring 12 against the frustoconical Housing seat surface 16 through a seal ring 12

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eingelegten Schraubenfederring 17 unterstützt, dessen im Querschnitt kreisrunde Windungen durch Aufwickeln eines Flachbandes erzeugt werden. Die Breitseite des Flachbandes bildet hierbei die Außenmantelfläche des Federringes VJ, so daß die einzelnen Federwindungen kippsicher zwischen dem U-Profilboden l8 des Dichtringes 12 und einem Metallstützring I9 eingespannt sind.inserted helical spring ring 17 is supported, the turns of which are circular in cross section by winding a flat ribbon. The broad side of the ribbon forms the outer surface of the spring ring VJ, so that the individual spring coils are clamped in a tilt-proof manner between the U-profile base l8 of the sealing ring 12 and a metal support ring I9.

Der Metallstützring 19 besitzt eine nach innen gekrümmte Abstützfläche 2o, die zusammen mit der Innenkontur des Dichtringes 12 einen ovalen Freiraum 21 für den Federring 17 begrenzt, dessen ovale Erstreckung schräg verläuft und annähernd parallel zur kegelförmigen Gehäusesitzfläche 16 liegt.The metal support ring 19 has an inwardly curved support surface 2o, which together with the inner contour of the sealing ring 12 delimits an oval free space 21 for the spring ring 17, the oval extension of which runs obliquely and is approximately parallel to the conical housing seat surface 16.

Der an der Stützfläche 15 der Klappenscheibe 3 anliegende eine U-Profilschenkel 22 des Dichtringes 12 ist über den Haltering 14 fest zwischen dem Metallstützring .19 und der Klappenscheibe 3 eingespannt, während der andere U-Profilschenkel 23 mit dem U-Profilboden l8 ej.ne bewegliche Dichtlippe bildet. Zu diesem Zweck ist zwischen dem U-r'Profilschenkel 23 und dem Haltering 14 ein geringes Spiel vorhanden. Damit ein Herausziehen des beweglichen U-Profilschenkels 23 aus dem Haltering 14 vermieden wird, trägt der U-Profilschenkel 23 eine Nase 24, die in eine mit Spiel versehene Nut 25 des Halteringes 14 formschlüssig eingreift. Die kegelmantelförmige Gehäusesitzfläche l6 erweitert sich zur Seite des fest eingespannten U-Profilschenkels 22 hin, so daß eine einwandfreie Abdichtung unabhängig davon gewährleistet ist, ob der Mediumdruck von der einen oder anderen Seite an der Klappenscheibe 3 ansteht.The one resting on the support surface 15 of the valve disc 3 a U-profile leg 22 of the sealing ring 12 is over the Retaining ring 14 firmly between the metal support ring .19 and the Clamped valve disc 3, while the other U-profile leg 23 forms a movable sealing lip with the U-profile base l8 ej.ne. For this purpose, between the U-r 'profile leg 23 and the Retaining ring 14 has a small amount of play. With that a pulling out of the movable U-profile leg 23 from the retaining ring 14 is avoided, the U-profile leg 23 carries a nose 24 which is positively locked in a groove 25 of the retaining ring 14 provided with play intervenes. The conical shell-shaped housing seat surface l6 widens to the side of the firmly clamped U-profile leg 22 out, so that a perfect seal is guaranteed regardless of whether the medium pressure of the one or on the other side of the valve disc 3.

Im Bereich der Stützfläche 15 besitzt die Klappenscheibe 3 zwei Ringschneiden 26, die in den fest eingespannten U-Profilschenkel 22 des Dichtringes 12 eingreifen und diesen Schenkel dadurch fest mit der Klappenscheibe 3 verklammern. Am Übergang vom fest eingespannten U-Profilschenkel 22 zum U-Profilboden l8 ist der Dichtring 12 mit einem durch Werkstoffanhäufung gebildeten Versteifungsrand 27 versehen* der dem Kunststoffdichtring eine höhere Profileigensteifigkeit gibt, die einen Teil der Anpresskräfte aufbringen kann.In the area of the support surface 15, the valve disc 3 has two annular cutting edges 26, which are inserted into the firmly clamped U-profile leg 22 of the sealing ring 12 engage and thereby clamp this leg firmly to the valve disc 3. At the transition from the firmly clamped U-profile leg 22 to the U-profile bottom l8, the sealing ring 12 is formed with an accumulation of material Stiffening edge 27 provided * which gives the plastic sealing ring a higher profile inherent rigidity, the one Can apply part of the contact pressure.

Claims

■ · * ■ ΒΟΡΡ & REUTHER GMBH MANNIIEIM-WALDHOF PATENT DEPARTMENT Ju / ci G 1258 claims for protection

1. Butterfly valve with a sealing ring with a U-shaped cross-section, with its radially inwardly directed U-profile legs on the edge of the valve disc by a retaining ring and between: The support ring inserted into the U-profile legs is clamped and made of a plastic that is resistant to higher temperatures preferably consists of polytetrafluoroethylene, the Sealing ring with its U-profile bottom comes to rest sealingly on the housing seat and inside one between the U-profile bottom and the support ring carries inlaid metallic helical spring washers, characterized in that

a) the U-shaped profile leg resting on the valve disc (j5) (22) of the sealing ring (12) from the retaining ring (14) firmly between the valve disc and the support ring (19) is clamped and the other U-profile leg (2j?) limited mobility towards the retaining ring Cl4) this leg has allowable play,

b) the end of the movable U-profile leg (23) a Nose (24) which engages positively in a groove (25) provided with play in the retaining ring (l4),

c) as a helical spring washer, a spring (17) wound from a flat ribbon with a circular cross-section of the coil is provided, the cylinder jacket of which is formed by the broad side of the flat strip,

d) the support ring (19) with an inwardly curved one Support surface (2o) for the ribbon spring (17) is provided, which together with the inner contour of the U-shaped

Sealing ring (12) an oval in cross section, the Flat strip spring (17) forms surrounding free space (21), the oval extension of which is approximately parallel to the conical envelope trained, widening towards the side of the firmly clamped U-profile leg (22) Housing seat surface (lö) runs.

2. Butterfly valve according to claim 1, characterized shows that the sealing ring (12) at the transition from the front firmly clamped U-profile legs (22) to the U-profile base (18) an accumulation of material forming a stiffening edge (27) having.

3- butterfly valve according to claims 1 and 2, characterized gekennzei cn η et that the valve disc (3) in the area of the firmly clamped U-Prdfil leg (22) of the sealing ring (12) is provided with ring cutting edges (26) which engage in this leg in the manner of a clamp.