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Abdichtung für Spindeln von Armaturen Die Erfindung bezieht sich auf
die Abdichtung für Spindeln von Armaturen, insbesondere Ventilspindeln.
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Es ist bekannt, daß Ventilspindeln, welche hohen Temperaturen ausgesetzt
sind, in den Führungsbüchsen infolge der auftretenden Wärmedehnung:sdiferenzen leicht
streifen oder gar fressen können, so daß ein Öffnen oder Schließen der Ventile nur
schwer oder gar nicht mehr möglich ist. Dieses Fressen kommt in der Hauptsache dadurch
zustande, daß die Ventilspindel infolge Aufwärmung im Durchmesser größer wird, während
die Führungsbüchse, die meistens meiner verhältnismäßig kräftigen und kälteren Nabe
des Ventildeckels oder eines Zwischenstückes @eingeblettet ist, nach innen, also
zur Spindel zu, sich ausdehnen muß. Um das Fressen bei Führungsbüchsen normaler
Bauart zu verhüten, könnte ein entsprechend großes Spiel zwischen Spindel und Führungsbüchse
vo@rgesjeh.en werden, was aber den Nachteil hat, :daß dann die Büchse mehr Dampf
oder Gas durchläßt. Sie wird also unwirtschaftlich.
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Es könnte auch daran gedacht werden, elastische Dichtungsringe, wie
bei Kolb:enstangendurchführungen, zu verwenden. Dazu ist zu sagen, daß bei Kolbenstangendurchführungen
in erster Linie axiale Kräfte zu beherrschen sind, wähnend die seitlichen Kräfte
- falls solche überhaupt auftreten - im wesentlichen von der Kreuzkopfführung aufgenommen
werden. Außerdem .arbeiten Kc>Ibenstangendurchführun,gen in der Regel mit weitaus
größeren Hüben als sie bei Ventilen oder ,ähnlichen Armaturen vorkommen, wodurch
sich auch hinsichtlich der Leckdampfabfuhr Schwierigkeiten ergeben und zur Vermeidung
dieser Schwierigkeiten die Dichtung übermäßig lang ausgebildet werden müßte. Das
Problem der Schlagdämpfung, welches neben dem eigentlichen Dichthalten durch die
erfindungsgemäße
Bauart noch mitgelöst worden. soll, tritt bei
Kolbenstangendurchführung@en praktisch überhaupt nicht auf, so daß diese Dichtungen
von ganz anderen Gesichtspunkten aus zu entwerfen sind.
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Demgegenübier liegt der Fall bei Ventilen, insbesondere automatischen
Ventilen für Dampf- und Gasturbinen, Kolbenmaschinen u. dgl., so; daß im allgemeinen
nur kleine Hübe und kleine Hubzahlen in der -Zeiteinheit in Frage kommen. Die bei
diesen Ventilen auftretenden, Kräfte gehen im wesentlichen auf die -seitlichen Stöße
infolge der Dampfanströmung zurück, die sich über den Ventilkegel auf die Ventilspindel
übertragen. Es sind zwar auch für Ventile bereits Ringdichtungen bekannt, bei denen
abwechselnd Dichtungselemente aus der Ventilspindel oder an der Büchse (bzw. am
Gehäuse) anliegen. Diesen Dichtungen fehlt jedoch das Merkmal der radialelastischen
Nachgiebigkeit gegen Wärmedehnungsunterschlede und gegen seitliche B:elastumgsstöße.
Die zuletzt gemannten Dichtungen können außerdem auch die Ventilspindel nicht zentrisch
führen: Auf diese Vorgänge aber kommt es dem Konstrukteur beim Abdichten von Ventilspmdeln
an. Es ist in der Praxis -wiederholt festgestellt worden, daß D;ichttuigsbüchsen
normaler oder bekannter Bauart infolge auftretender seitlicher Strömungsstöße :sich
bis zu 3 mm und mehr in der Bohrmg ausschlagen. Auch eine zusätzliche Führung, die
gegebenenfalls unter dem Ventilkegel angeordnet werden kann, verhütet dieses Ausschlagen.
nicht.
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Um die Spindel abzudichten und gleichzeitig zentrisch zu führen, um
seitliche Belastungsstöße aufzufamgen und zu dämpfen, sind erfindungsgemäß zwischen
Spindel und Führungsbüchse Paare -von Ringen vorgesehen, wobei der eine der beiden
Ringe innen an der Spindel anliegt und gegen die Füh-1-ungsbüchse Spiel hat, während
der andere an der Führungsbüchse ,anlegt und gegen die Spindel Spiel bat, und beide
Ringe gegeneinander zentriert sind und mindestens einer der beiden Ringe als Federring
ausgebildet ist. Durch die Federringe werden die Stöße gedämpft, die durch das strömende
Medium im Ventil auf die Spindel ausgeübt werden,-außerdem wird mittels der Federringe
den unterschiedlichen Wäfrmedehnungen leicht Rechnung getragen, so daß bei kurzer
Baulänge eine gute Abdichtung ürzielt wird. Die Schlitze der Federringe können durch
Bleche abgedeckt sein. -Die bewegte Ventilspindel hat an keiner Stelle die Möglichkeit,
mit einem stillstehenden Teil unmittelbar in Berührung zu kommen und zu scheuern.
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In der Zeichnung ist ein. Ausführungsbeispiel der Erfindung im Grundzug
dargestellt. Es zeigt Fig. i den Teillängsschnitt eines Absperrventils mit nach
der Erfindung ,abgedichteter Ventilspindel, Fg. 2 eine Einzelheit im Schnitt, Fig.
3 die dazugehörige Draufsicht, Fig. q. eine weitere Einzelheit im Schnitt und Fig.
5 die dazugehörige Draufsicht..
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Auf die in einer Nabe des Deckels i eines Ventilgehäuses 2 _verschlebbare
Ventilspindel 3 sind .nach Fig. 1, und zwar auf den im Durchmesser abgesetzten Teil
q., mehrere Paare von Führungsringen 5 _dichtung und Federringen der Spindel 6 :aufgeschoben,
gegenüber der welche eingesetzten die Ab-Führungsbüchse 7 bilden. Die Fühmngsringe
5 sitzen mit engem Schiebesitz auf der Spindel 3, ihr Außendurchmesser ist
jedoch'etwas kleiner als der Imnendurchnvessex der Einsatzbüchse 7, so daß zwischen
Ring 5 und Büchse 7 ein kleiner Expansionsraum 8 entsteht. Die Federringe 6 gleiten
mit Schiebesitz in der Einsatzbüchse. Ihr Innendurchmesser ist etwas, gr.ößer als
.der Außendurchmesiser der Spindel, um eine Federung der Ringe nach innen zu ermöglichen
und um eine allzu starke Erwärmung von der Spindel 3 her zu verhindern.
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Die Führungsringe 5 haben nach den Fig. 2 und 3 eine Eindrehung 9,
in die sich !ein Ansatz i o ,der Federrrnge 6 einlegt. Dies hat den Zweck, die Federringe
gegenübeir der Spindel 3 zu zentrieren und eine Führung der Spindel .sowie .eine
leichte Montane zu ermöglichen. Ein weitemer Vorteil ist der, daf'A dadurch seitliche
Stöße; die das strömende Medium im Ventil. auf die Spindel ausübt, von den Federringen.
6=elastisch abgefangen werden. Um dem- Medium den Weg- durch die Schlitze i i in
dien Federringen zu verwehren, sind Abdeckbleche 12 vorgesehen, die durch wen Niet
13 gehalten werden.. Damit die Ringpaare eine bestimmte Lage zueinander behalten,
können benachbarte Ringe 5, 6 zur Sicherung ihrer Lage relativ zueinander durch
Stifte 14 gesichert werden.
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Um die ungehinderte Ableitung des Leckmediums zu ermöglichen, kann
man die auf den abgesetzten Teil -q. der Spindel 3 aufgeschobenen DichtungsringpaaTe
5,. 6 gegebenenfalls an der Mitte des abgesetzten Teiles q. durch einen Abstandsaing
15 unterbrechen. Das sich hinter dem Abstandsring sammelnde Leckwasser kann dann
durch öffnungen 18 in die Büchse 7 abgeführt werden. Jedoch äst eine solche
Maßnahme zur Herb-eiführung,der erfindungsgemäßen Abdichtzentrikung nicht unbedingt
erforderlich. -Der Sammelraum für das anfallende Leck medium kann auch an anderer,
geeigneter Stelle, wo. das Leckmedium leicht abführbar ist, vorgesehen sein. Im
gewählten Beispiel liegt der bauliche Vorteü darin, daß der Zwischenring r5 zugleich'
die Funktion eines Dichtringes 5 übernimmt, wodurch in der Gesamtanordnung -eine
Platzersparnis. .erreicht wird: Den Abschluß der Dichtungsringe nach oben bilden
axial nachgiebige, beiderseits mit radialen: Rippen 16 versehene Ringe 17 in der
Ausführung, wie dies in Fig. q, und 5 dargestellt ist. Die Ringe 17 dienen
dazu, Wärmedehntamgs-- und Fertigungsdifferenzen zwischen Spindel und Dichtringen
auszugleichen, sowie eine Querverschiebung und Federung der Federringe unter sich
zu gewährleisten. Die -Abdichtung der Ventilspindel wird dadurch auch in radialer
Richtung nachgiebig.