DE8612499U1 - Ventil für hochgespannte, aggressive Gasgemische - Google Patents

Description

R & 6 SCHMÖLE METALLWERKE GMBH S. CO KG₁ 5750 Menden 1

Ventil -Für hochgespannte, aggressive Gasgemische

Die Neuerung richtet sich auf ein Ventil für hochgespannte, aggressive Gasgemische, wie zum Beispiel ein Fluor-Sticksto-ff-Gemisch gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ventile dieser Gattung cienen insbesondere als Absperrorgan von in Gasflaschen unter hohem Druck abgefüllten Gasgemischen, die wie beispielsweise ein Gemisch¹ aus 10 7. Flut.r und 90 '/. Stickstoff, abgefüllt mit 200 bar, stark aggressive und gesundheitsgefänrdende Eigenschaften haben. Deshalb werden an diese Ventile für alle Betriebszustände und auch noch nach langer Einsatzdauer hohe Anforderungen an die äußere und innere Dichtheit gestellt; beispielsweise eine äußere Dichtheit von 2x10 mbar κ 1/sec und eine innere Dichtheit von 2,7 χ 10~ mbar χ 1/sec.

Bei einer bekannten Bauart eines derartigen Ventils nach DE-G 7736798 erfolgt bei nicht abgedichteter Oberspindel die Abdichtung der Unterspindel durch ein Packungssystem bestehend aus einer Hauptdichtung mittels Dachformmanschetten und einer als Abstreifer vorgesehenen weiteren Dachf ormmsrnschette mit zwischengeschaltetem Druckfederelement in Form einer zylindrischen Schraubenfeder,

Ein Nachteil dieser Ventilbauart ist die um ca. 4 Zehnerpotenzen über dem geforderten Wert liegende äußere Dichtheit, die zum einen begründet ist durch die Abdichtung der Unterspindel nur durch eine Hauptdichtung und zum anderen durch das Fehlen einer nachstellbaren Abdichtung der Oberspindel.

Nachteilig ist Weiterhin die hohe Schließkräf"te erfordernde metallische Abdichtung der Unterspindel auf dem Ventilsitz,

If I t f

111 I Il

I I

• * ' ' ! , , , ι ι I < ι 5 i · ' ί LtK

Il ι lit·

Weiterentwicklungen der gattungsgemäßen Ventile, insbesondere für Chlor sind bekanntgeworden durch die DE-P 2550811 und DE-G 8503885, Diese Ventilkonstruktionen weisen bereits neben einer elastischen Ringdichtung des Ventilsitzes eine nachstellbare Abdichtung der Oberspindel auf. Jedoch erfolgt hier - nachteilig bei hohen Gasdrücken - die Abdichtung der Unterspindel allein durch Ö-Ringe.

Der Neuerung lisgt dis Aufgabe zugrunde, das im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene Ventile dahingehend zu verbessern, daß die an das Ventil für hochgespannte, aggressive Gasgemische gestellten Dichtheitsanforderungen dauerhaft erfüllt werden,

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Neuerung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Der Kerngedanke der Neuerung besteht darin, die für niedriger gespannte, aggresive Gase konzipierte Ventilkonstruktion nach DE-G 8503ΘΘ5 vorteilhafter an höhere Gasgemischdrücke zu adaptieren. Danach wird die primäre Dichtung der Ventilunterspindel gegen den Hochdruck durch eine Packung aus Dachformmanschetten übernommen, die durch Tellerfedern vorgespannt sind. Gegen etwaige Leckagegasmengen dichtet eine zusätzliche O-Ring-Dichtung die Ventilunterspindel ab.

Vorteilhaft ist der Einsatz von Tellerfedern wegen ihrer, gegenüber |

den nach dem Stand der Technik verwendeten Schraubenfedern, bei |

gleicher oder höherer Federkraft geringeren Bauhöhe, wodurch zum V

einen das Ventil kostengünstig kompakt gebaut und zum anderen Jas |

Gasvolumen zwischen beiden Ventilunterspindeldichtungen stark *^:

verringert wird. Letzteres bedeutet eine vorteilhaft geringere * Gasmenge, die nach Schließen des Ventils durch die O-Ring-Dichtung zur Oberspindel kriechen kann.

Vorteilhaft bestehen gemäß Anspruch 2 die Dichtungen aus einem

Kunststoff der Gruppe Amid-Imid-Polymere, die, wie Versuche gezeigt \

haben, gegen aggressive Gasgemische wie Fluor-Stickstoffgemisch \

unempfindlich sind. *

B -

Die Neuerung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert;

Mit 1 ist das Ventil in seiner Gesamtheit bezeichnet. Das Ventilgehäuse 2 wird über einen konischen Einschraubstutzen 3 in die Öffnung eines nicht dargestellten Fluor-Stickstoff-Gemisch enthaltenden Behälters eingeschraubt. In der Offenstellung - wie gezeichnet - des Ventils 1 kann Gasgemisch über den Axialkanal 4 im Einschraubstutzen 3 an dem Verschlußstück 5 der Ventilunterspindel 6 vorbei in den Kanal 7 des rechtwinklig zum Einschräubstutzen 3 angeordneten Auslaßstutzen 8 übertreten.

In Schließstellung dichtet ein Dichtring 9, stirnseitig gekammert im Verschlußstück 5 der Ventilunterspindel 6, gegen den ringwulstartigen ventilsitz 10 den Zufluß aus dem Axialkanal 4 ab. Um ein Hinterkriechen des Dichtringes 9 durch Gas zu verhindern, ist rückseitig innen ein zusätzlicher kleiner O-Ring 11 vorgesehen.

In Verlängerung des Einschraubstutzens 3 weist das Ventilgehäuse ί! einen Aufnahmestutzen 12 auf. in den eine einen Ringkragen 13 aufweisende Dichtbuchse 14 mit Hilfe einer Spindelbuchse 15 eingese^üt ist. Über das Außengewinde der Spindelbuchse 15 wird der Ringkragen 13 der Dichtbuchse 14 auf eine stirnseitige Gegenfläche des Ventilgehäuses 2 gepreßt, wobei der Ringkragen unterseitig ringschneidefiiartig zur metallischen Abdichtung ausgebildet ist. Ein O-Ring 16 übernimmt die zusätzliche Abdichtung zwischen der Spindelbuchse 1 Ei und dem Ventilgehäuse 2. Das Einschrauben der Spindelbuchse 15 ermöglicht eine außenseitig an diese angebrachte Schlüsselfläche 17.

Im Inneren der Spindelbuchse 15 ist die Ventiloberspindel 18 geführt im Gewinde 19 angeordnet, welches die durch das Handrad 20 aufgebrachte Drehbewegung in eine Hubbewegung umsetzt, die auf die in der Dichtbuchse 14 geführte Ventilunterspindel 6 übertragen wird.

Zur Abdichtung zwischen der Spindelbuchse 15 und der Ventiloberspindel '?8 sind Dachformmanschetten 21 vorgesehen. Die Dachformmanschetten 21 sind zwischen an ihre Kontur angepaßte Packungsringe 22, 23 eingespannt.

Die abdichtende Radialverspannung der Dachformmanschetten 21 zwischen Spindelbuchse 15 und Ventiloberspindel 1Θ erfolgt mit Hilfe einer Überwurfmutter 24. welche auf das Gewinde 25 der Spindelbuchse 15 schraubbar ist. Die Krafteinleitung erfolgt dabei über die Schlüsselflache 27. Die Oberwurfmutter 24 übergreift die Schlüsselfläche 17 der Spindelbuchse 15 vollständig, um ein fälschliches Lösen der Spindelbuchse 15 zu verhindern. Im oberen Packungsring 22 ist innenseitig ein O-Ring 26 gekammert, der den Eintritt von Verunreinigungen Von außen längs der Ventiloberspindel 18 verhindern soll.

Zur Hochdruckabdichtung zwischen dem Ventilgehäuse 2 und der Ventilunterspindell 6 sind Dachformmanschetten 28 vorgesehen, welche zwischen den an ihre Kontur angepaßten Packungsringen 29, 30 eingespannt sind, wobei sich der untere Packungsring 30 stirnseitig gegen •ine Schulter 31 im Ventilgehäuse 2 abstützt. Die abdichtende Radialverspannung der Dachformmanschetten 28 zwischen Ventilgehäuse 2 und dem unteren Schaft 32 der Ventilunterspindel 6 wird durch Tellerfedern 3 aufgebracht, die sich nach oben gegen die Stirnfläche der Dichtbuchse 14 abstützen.

Zur Abdichtung zwischen dem im Durchmesser abgesetzten oberen Schaft 34 der Ventilunterspindel 6 und der Dichtbuchse 14 ist ein O-Ring 35 vorgesehen, der innenseitig in der Dichtbuchse 14 gekammert ist.

• *

• · ■ ·

I BezugszeicbenaUfsteiJung

1 1 Ventil

',I 2 Ventilgehäuse

3 Einschraubstutzen

4 Axialkanal

5 Verschlußstück v. 6

6 Ventilunterspindel j 7 Kanal in B

r θ Auslaßstutzen

fc 9 Dichtring

I , 10 Ventilsitz

I 11 O-Ring

X 12 Aufnahmestutzen

j 13 Ringkragen

I 14 Dichtbuchse

Ϊ . 15 Spindelbuchse

έ 16 O-Ring

\ 17 Schlüsselfläche v.

18 Ventiloberspindel

19 Gewinde v. 18

20 Handrad

21 Dachformmanschetten

22 oberer Packungsring

23 unterer Packungsring

24 Überwurfmutter

25 Gewinde v. 15

26 O-Ring

: 27 Schlüsselfläche v.

28 Dachformmanschetten

29 oberer Packungsring

30 unterer Packungsring

31 Schulter in 2

32 unterer Schaft v. 6

33 Tellerfeder

{ 34 oberer Schaft v. 6

S 35 O-Ring

Claims (2)

Schutzansprüche

1. Ventil für hochgespannte, aggressive Gasgemische, wie zum Beispiel I* Fluor-Stickstoff-Gemisch mit einerseits einer Ventiloberspindel,

f; die in einer in das Ventilgehäuse geschraubten Spindelbuchse

ν geführt ist und die mittels Dachformmanschetten, nachstellbar

r durch eine die Spindelbuchse teilweise übergreifende Über-

(L wurfmutter, abgedichtet ist und mit andererseits einer in der

\ Ventiloberspindel drehbar gelagerten Ventilunterspindel mit gegen

den Ventilsitz abdichtender Ringdichtung aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtelemente für die Ventilunterspindel (6) vorgesehen sind:

a) eine elastische Weichdichtung (35), insbesondere ein O-Ring aus Kunststoff, gekammert in einer Dichtbuchse (14), welche gegen den oberen Schaft (34) der Ventilunterspindel (6) abdichtet;

b) mindestens eine innen und außen abdichtende ringförmige Lippenformdichtung (28), insbesondere Dachformmanschette aus Kunststoff, welche gegen den unteren Schaft (32) der Ventilunterspindel (6} auslichtet und durch mindestens eine Tellerfeder (33) vorgespannt ist, welche sich einerseits gegen eine Dichtbuchse (14) und andererseits über Packungsringe (29,30) auf einer Schulter (31) im Ventilgehäuse (2) abstützt.

2. Ventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das als Dichtungswerkstoff ein Amid-Imid-Polymer vorgesehen ist.