NL9301162A

NL9301162A - Seal for valve shaft.

Info

Publication number: NL9301162A
Application number: NL9301162A
Authority: NL
Original assignee: Keystone Int
Priority date: 1993-07-02
Filing date: 1993-07-02
Publication date: 1995-02-01
Also published as: AU7252694A; EP0706623A1; WO1995001526A1

Description

Afdichting voor as van afsluiterSeal for valve shaft

De uitvinding heeft betrekking op een afsluiter voor reservoirs en leidingen, omvattend een huis, een afsluitend element, een verdraaibare bedieningsas die door het huis loopt, en een primaire afdichting op de as.The invention relates to a valve for reservoirs and pipes, comprising a housing, a sealing element, a rotatable operating shaft passing through the housing, and a primary seal on the shaft.

In leidingsystemen en reservoirs voor vloeistoffen, gassen of dampen wordt ter regeling van het systeem en het reservoir veelvuldig gebruik gemaakt van afsluiters. Deze afsluiters zijn bijvoorbeeld vlinderkleppen, plug- of kogelafsluiters. Voor het openen en sluiten moet de bedieningsas, die door het huis naar buiten steekt, handmatig of anderszins over een hoek van 90° verdraaid worden. Een draaiing van 180° is echter ook mogelijk. Om lekkage van het fluïdum tegen te gaan is op de as een primaire afdichting aangebracht.In pipe systems and reservoirs for liquids, gases or vapors, valves are frequently used to control the system and reservoir. These valves are, for example, butterfly valves, plug or ball valves. To open and close, the operating shaft that protrudes through the housing must be turned manually or otherwise through an angle of 90 °. However, a rotation of 180 ° is also possible. A primary seal is provided on the shaft to prevent leakage of the fluid.

Een nadeel van deze bekende afsluiter is, dat de primaire afdichting bij gebruik na kortere of langere tijd kan gaan lekken. In leidingsystemen en reservoirs voor gevaarlijke stoffen is dit uitermate ongewenst.A drawback of this known valve is that the primary seal may leak after use for a shorter or longer period of time. This is extremely undesirable in piping systems and reservoirs for hazardous substances.

Het is daarom een doel van de uitvinding, een afsluiter te verschaffen, die een zodanige afdichting op zijn as bezit, dat zijn lekkage langs de as tot een minimale waarde teruggebracht wordt.It is therefore an object of the invention to provide a valve which has a seal on its shaft such that its leakage along the shaft is reduced to a minimum value.

Om dit doel te bereiken voorziet de afsluiter volgens de uitvinding in de eerste van zijn nevengeschikte uitvoeringen in de maatregel, dat de afsluiter een secun daire afdichting omvat, die, vanaf het afsluitend element gezien, na de primaire afdichting om de as geplaatst is en een huls omvat, die in hoofdzaak uit flexibel materiaal vervaardigd is, waarbij één uiteinde van de huls aan de as en het andere uiteinde aan het huis bevestigd is, waarbij de huls het toelaat de as over een gedeelte van een omwenteling te roteren, en daarbij tordeert, en waarbij aan de zijde van de huls, die van de ruimte, die met de primaire afdichting in verbinding staat, afgekeerd is, een spiraal-veer aangebracht is, die de huls ondersteunt, die uit een in hoofdzaak ronde draad vervaardigd is, die tenminste even lang is als het torderende gedeelte van de huls, en met één uiteinde aan de as en met het andere uiteinde aan het huis bevestigd is voor een in hoofdzaak met de huls overeenkomende tordering.In order to achieve this object, the valve according to the invention provides in the first of its ancillary embodiments the measure that the valve comprises a secondary seal, which, viewed from the sealing element, is placed around the shaft after the primary seal and a sleeve, which is made substantially of flexible material, one end of the sleeve being attached to the shaft and the other end to the housing, the sleeve allowing to rotate the shaft by a portion of a revolution, thereby twisting and, on the side of the sleeve, which faces away from the space communicating with the primary seal, a coil spring is provided which supports the sleeve, which is made of a substantially round wire, which is at least as long as the twisted portion of the sleeve, and is attached to the shaft with one end and to the housing with the other end for a twist substantially corresponding to the sleeve.

Hiermee wordt bereikt, dat het fluidum dat langs de primaire afdichting gelekt is door de secundaire afdichting tegengehouden zal worden. Doordat de huls met één uiteinde aan de bedieningsas en met het andere uiteinde aan het huis bevestigd is, zal een verdraaiing van de bedieningsas slechts resulteren in het torderen van het flexibele materiaal van de huls. Er vindt dus geen glijden langs de as of het huis plaats, zoals bij een conventionele afdichting zoals een O-ring, zodat hierdoor geen slijtage en daardoor opnieuw lekkage kan ontstaan.This achieves that the fluid leaked along the primary seal will be retained by the secondary seal. Since the sleeve is attached to the actuator shaft with one end and to the housing with the other end, a rotation of the actuator shaft will only result in the flexible material of the sleeve twisting. So there is no sliding along the shaft or the housing, as with a conventional seal such as an O-ring, so that this can not cause wear and therefore leakage again.

Bij langdurige lekkage kan de druk op de huls groot worden. Daarom is aan de zijde van de huls, waar de druk niet op komt te staan, een spiraalveer aangebracht die de huls ondersteunt. Deze spiraalveer is uit in hoofdzaak ronde draad vervaardigd, opdat de spiraalveer bij een hoge druk van het gelekte fluidum niet in het flexibele materiaal zal snijden. De spiraalveer is door zijn vorm automatisch zo stijf, dat deze niet tegen de as of het huis afgesteund hoeft te worden. Doordat de spiraalveer net als de huls met één uiteinde aan de as en met het andere uiteinde aan de huls bevestigd is, en tenminste even lang is als het torderende gedeelte van de huls, zal bij verdraaiing van de as er hooguit enige verschuiving plaatsvinden tussen de huls en de spiraalveer. Het benodigde moment voor het verdraaien van de bedieningsas is aldus voor wat betreft de secundaire afdichting zo laag mogelijk gehouden en in feite beperkt tot het moment dat nodig is om de huls en de veer te torderen.With prolonged leakage, the pressure on the sleeve can become great. Therefore, on the side of the sleeve, where the pressure will not rise, a coil spring is provided that supports the sleeve. This coil spring is made of substantially round wire, so that the coil spring will not cut into the flexible material at a high pressure of the leaked fluid. Due to its shape, the coil spring is automatically so rigid that it does not have to be supported against the shaft or the housing. Because the coil spring, like the sleeve, is attached to the shaft with one end and to the sleeve with the other end, and is at least as long as the twisting part of the sleeve, if the shaft is rotated there will at most be some shift between the sleeve and coil spring. The torque required to rotate the actuating shaft has thus been kept as low as possible as far as the secondary seal is concerned, and is in fact limited to the moment required to twist the sleeve and spring.

Volgens de tweede nevengeschikte uitvoering voorziet de afsluiter volgens de uitvinding in de maatregel, dat de afsluiter een secundaire afdichting omvat, die, vanaf het afsluitend element gezien, na de primaire afdichting om de as geplaatst is en een huls omvat, die in hoofdzaak uit flexibel materiaal vervaardigd is, waarbij één uiteinde van de huls aan de as en het andere uiteinde aan het huis bevestigd is, waarbij de huls het toelaat de as over een gedeelte van een omwenteling te roteren, en daarbij tordeert, en waarbij in het flexibele materiaal van de huls een spiraalveer opgenomen is, die de huls ondersteunt, waarvan de windingen vrij van elkaar liggen, en die even lang is als het torderende gedeelte van de huls.According to the second ancillary embodiment, the valve according to the invention provides for the measure that the valve comprises a secondary seal, which, viewed from the sealing element, is placed around the shaft after the primary seal and comprises a sleeve, which mainly consists of flexible material, one end of the sleeve being attached to the shaft and the other end to the housing, the sleeve allowing the shaft to rotate through a portion of a revolution, thereby twisting, and in the flexible material of the sleeve has a coil spring which supports the sleeve, the windings of which are free from each other, and which is the same length as the twisting portion of the sleeve.

In vergelijking met de eerste uitvoering is de spiraalveer in het flexibele materiaal van de huls opgenomen. Opdat de huls een eenheid vormt, liggen de windingen van de spiraalveer vrij van elkaar. De werking van deze uitvoering van de secundaire afdichting is gelijk aan die van de bovenstaande uitvoering.Compared to the first version, the coil spring is incorporated in the flexible material of the sleeve. In order for the sleeve to form a unit, the windings of the coil spring are free from each other. The operation of this version of the secondary seal is the same as that of the above embodiment.

Volgens de derde nevenstaande uitvoering voorziet de afsluiter volgens de uitvinding in de maatregel, dat de afsluiter een secundaire afdichting omvat, die, vanaf het afsluitend element gezien, na de primaire afdichting om de as geplaatst is en een huls omvat, die in hoofdzaak uit flexibel materiaal vervaardigd is, waarbij één uiteinde van de huls aan de as en het andere uiteinde aan het huis bevestigd is, waarbij de huls het toelaat de as over een gedeelte van een omwenteling te roteren, en daarbij tordeert, en waarbij aan de zijde van de huls, die van de ruimte, die met de primaire afdichting in verbin ding staat, af gekeerd is, een kunststof met een zeer lage wrijvingscoëfficiënt op de huls aangebracht is, die de huls tegen ofwel de as, ofwel het huis af kan steunen.According to the third adjacent embodiment, the valve according to the invention provides for the measure that the valve comprises a secondary seal, which, viewed from the sealing element, is placed around the shaft after the primary seal and comprises a sleeve, which mainly consists of flexible material having one end of the sleeve attached to the shaft and the other end to the housing, the sleeve allowing the shaft to rotate through a portion of a revolution, thereby twisting, and on the side of the shaft. sleeve, which faces away from the space in communication with the primary seal, a plastic material having a very low coefficient of friction is applied to the sleeve, which can support the sleeve against either the shaft or the housing.

In plaats van de spiraalveer volgens de eerste uitvoering is bij deze uitvoering de kunststof met een lage wrijvingscoëfficiënt aangebracht, die wel tegen de as of het huis af zal steunen wanneer het gelekte fluïdum de huls onder druk zet. Het vlak van de huls wordt hierbij gelijkmatig belast.In place of the coil spring according to the first embodiment, in this embodiment the plastic has been applied with a low friction coefficient, which will support against the shaft or the housing when the leaked fluid pressurizes the sleeve. The surface of the sleeve is evenly loaded.

Het is van voordeel is bij deze laatste uitvoering tussen de kunststof met een lage wrijvingscoëfficiënt en de flexibele huls een smerende vloeistof aan te brengen. Hierdoor wordt het benodigde moment voor het verdraaien van de bedieningsas zo laag mogelijk gehouden.It is advantageous in this latter embodiment to provide a lubricating liquid between the plastic with a low friction coefficient and the flexible sleeve. This keeps the required torque for turning the operating shaft as low as possible.

Bij de eerste uitvoering is het van voordeel, dat de windingen van de spiraalveer tegen elkaar aan liggen. Bij hoge drukken wordt de flexibele huls dan niet tussen de windingen geperst.In the first embodiment, it is advantageous that the windings of the coil spring lie against each other. At high pressures, the flexible sleeve is then not pressed between the windings.

Op voordelige wijze bezit de huls tussen de geopende en de gesloten stand van het afsluitende element zijn ontspannen toestand, bij voorkeur halverwege de totale verdraaiingshoek van de bedieningsas. Hierdoor bereikt het benodigde moment voor het torderen van de huls alleen in de uiterste standen van het afsluitend element zijn maximale waarde, die lager is dan wanneer de ontspannen toestand van de huls bij een andere verdraaiingshoek van de bedieningsas ligt.Advantageously, the sleeve has its relaxed state between the open and closed positions of the closing element, preferably halfway through the total angle of rotation of the operating shaft. As a result, the torque required for twisting the sleeve only reaches its maximum value in the extreme positions of the sealing element, which is lower than when the relaxed state of the sleeve is at a different angle of rotation of the operating shaft.

Voor veel toepassingen is de totale verdraaiingshoek van de bedieningsas ongeveer 90°.For many applications, the total angle of rotation of the control shaft is approximately 90 °.

Met voordeel bezit de spiraalveer bij de eerste uitvoering langs het torderende gedeelte van de huls tenminste ongeveer 10-12 windingen, bij een totale verdraaiingshoek van de bedieningsas van ongeveer 90° en de ontspannen toestand van de huls halverwege de totale verdraaiingshoek. Onder druk van het gelekte fluidum ligt de huls nu tegen zoveel windingen aan, dat bij verdraaiing van de bedieningsas iedere winding slechts weinig ten opzichte van zijn naastliggenden verschuift. Deze geringe verschuiving kan het flexibele materiaal van de huls in het gebied tussen de naastliggende windingen opvangen, waardoor de huls niet over een gedeelte de windingen hoeft te verschuiven. Het benodigde moment voor het verdraaien van de bedieningsas is hiermee geminimaliseerd en beperkt tot het tor der en van de huls en de veer zelf. Er zal ook geen slijtage van de huls optreden.Advantageously, in the first embodiment, the coil spring along the twisting portion of the sleeve has at least about 10-12 turns, at a total rotation angle of the operating shaft of about 90 ° and the relaxed state of the sleeve halfway through the total rotation angle. Under pressure from the leaked fluid, the sleeve now rests against so many turns that when the operating shaft is rotated, each turn shifts only slightly relative to its neighbors. This slight shift can absorb the flexible material of the sleeve in the area between the adjacent windings, so that the sleeve does not have to shift the windings over part. The required moment for turning the operating shaft is thus minimized and limited to the torder and the sleeve and the spring itself. Nor will wear of the sleeve occur.

Met voordeel is de huls cirkelcylindrisch, zodat de belasting hierop symmetrisch is.The sleeve is advantageously circular cylindrical, so that the load on it is symmetrical.

De huls is in hoofdzaak vervaardigd uit rubber, uit een kunststof, bij voorkeur een fluor polymeer, of uit een laminaat van kunststoffen en/of rubbers. Het materiaal is afhankelijk van het fluïdum dat afgedicht wordt.The sleeve is mainly made of rubber, of a plastic, preferably a fluorine polymer, or of a laminate of plastics and / or rubbers. The material depends on the fluid being sealed.

Op voordelige wijze is het aan de as te bevestigen uiteinde van de huls van metaal, waar het flexibele deel van de huls aan bevestigd is, en waarbij het metalen uiteinde en de as ten opzichte van elkaar afgedicht zijn op statische wijze bijvoorbeeld met behulp van O-ringen.Advantageously, the end of the sleeve to be attached to the shaft is made of metal, to which the flexible part of the sleeve is attached, and wherein the metal end and the shaft are sealed with respect to each other in a static manner, for example by means of O rings.

Hierdoor is de huls op eenvoudige wijze aan de as te bevestigen. Met voordeel is ook het andere uiteinde van de huls van metaal. Hierdoor is de huls op eenvoudige wijze aan het huis te bevestigen. Op voordelige wijze is het metalen uiteinde met behulp van een pen aan ofwel de as ofwel het huis bevestigd. Hierdoor is de huls gemakkelijk losneembaar.This makes it easy to attach the sleeve to the shaft. The other end of the sleeve is also advantageously made of metal. This makes it easy to attach the sleeve to the housing. Advantageously, the metal end is attached to either the shaft or the housing by means of a pin. This makes the sleeve easily removable.

Met voordeel is het flexibele uiteinde van de huls door inklemming aan ofwel de as ofwel het huis bevestigd. Hierdoor wordt een eenvoudige, lekdichte opsluiting van het flexibele uiteinde van de huls verkregen. Voordelig is dan, dat het flexibele uiteinde van de huls van een metalen ring voorzien is. Het uiteinde kan dan niet uit de opsluiting getrokken worden.Advantageously, the flexible end of the sleeve is secured to either the shaft or the housing by clamping. This provides a simple, leak-tight confinement of the flexible end of the sleeve. It is then advantageous that the flexible end of the sleeve is provided with a metal ring. The end cannot then be pulled out of the confinement.

Indien de huls in hoofdzaak uit rubber vervaardigd is, kan het flexibele uiteinde van de huls ook met voordeel door vastvulcaniseren aan ofwel het huis ofwel de as bevestigd zijn. Hierdoor ontstaat een hermetisch geslo- ten, statische afdichting. Bij een dergelijke spanningslo-ze bevestiging wordt de kans op een scheurvorming in het rubber verminderd.If the sleeve is mainly made of rubber, the flexible end of the sleeve can also advantageously be attached to either the housing or the shaft by vulcanization. This creates a hermetically closed, static seal. With such a tension-free fastening, the chance of cracking in the rubber is reduced.

Op voordelige wijze omvat de secundaire afdichting tevens een magnetische vloeistofafdichting, die, vanaf het afsluitend element gezien, na de huls om de as is aangebracht. De flexibele balg zal namelijk wel vloeistoffen tegenhouden, maar altijd enigszins permeabel zijn voor dampen of gassen. Om deze dampen of gassen niet naar de omgeving te laten lekken, wordt de magnetische vloeistof af dichting geplaatst.Advantageously, the secondary seal also comprises a magnetic liquid seal, which, when viewed from the sealing element, is arranged about the shaft after the sleeve. The flexible bellows will retain liquids, but will always be slightly permeable to vapors or gases. In order not to let these vapors or gases leak into the environment, the magnetic liquid is placed in a seal.

Voor het af dichten van de as van een afsluiter omvat de magnetische vloeistofafdichting tenminste één magneet, magnetische vloeistof, een magnetisch geleidend onderdeel, en twee poolschoenen ter weerszijden van de magneet, waarbij de magneet, de poolschoenen, de magnetische vloeistof en het onderdeel een gesloten magnetisch circuit vormen.To seal the shaft of a valve, the magnetic fluid seal includes at least one magnet, magnetic fluid, a magnetically conductive part, and two pole shoes on either side of the magnet, the magnet, pole shoes, magnetic liquid, and part having a closed magnetic circuit.

Met voordeel is het magnetisch geleidend onderdeel de as zelf, is de as rond, en zijn de magneet en de poolschoenen ringvormig om de as aangebracht, waarbij de poolschoenen verscheidene ringvormige rillen omvatten, die op geringe afstand van de as liggen, en waarbij de magnetische vloeistof de afstand tussen de rillen en de as overbrugt.Advantageously, the magnetically conductive part is the axis itself, the axis is round, and the magnet and the pole shoes are arranged in an annular manner about the axis, the pole shoes comprising several annular grooves spaced a short distance from the axis, and the magnetic liquid bridges the distance between the grooves and the shaft.

Aldus is een radiale magnetische vloeistofafdichting gevormd, waarbij de magnetische vloeistof tussen de as en een ril steeds een bepaald drukverschil kan overbruggen, evenredig met de hoeveelheid magnetiseerbare deeltjes in de vloeistof, waardoor afhankelijk van het aantal rillen het totale drukverschil tussen het doorgelaten gas of de doorgelaten damp en de omgeving overbrugd wordt, zodat er in het geheel geen meetbare hoeveelheid doorgelaten gas of damp in de omgeving terecht zal komen. De radiale magnetische vloeistofafdichting heeft de voordelen dat geen slijtage optreedt, dat er geen additioneel moment nodig is bij verdraaien van de bedieningsas, en dat de afdichting klein kan zijn. Om een optimale afdichting te verkrijgen is het nodig dat de spleet tussen de rillen en de as klein is, zodat de as nauwkeurig gepositioneerd moet zijn.A radial magnetic liquid seal is thus formed, in which the magnetic liquid between the shaft and a bead can always bridge a certain pressure difference, proportional to the amount of magnetizable particles in the liquid, so that, depending on the number of ribs, the total pressure difference between the transmitted gas or the let through vapor and the environment is bridged, so that no measurable amount of let through gas or vapor will enter the environment at all. The radial magnetic fluid seal has the advantages that no wear occurs, that no additional torque is required when the operating shaft is rotated, and that the seal can be small. In order to obtain an optimal seal, it is necessary that the gap between the grooves and the shaft is small, so that the shaft must be accurately positioned.

Op voordelige wijze bevat de magnetische vloei-stofafdichting een magnetische vloeistof met een zeer hoge concentratie magnetiseerbare deeltjes, waardoor het drukverschil dat per ril overbrugd kan worden toeneemt. Hoog magnetiseerbare vloeistoffen vertonen zeer visceus gedrag, waardoor de toepassing alleen bij langzaam lopende assen, zoals in een afsluiter, en niet bij snel lopende assen, zoals bij pompen, toegepast kan worden.Advantageously, the magnetic liquid seal contains a magnetic liquid with a very high concentration of magnetizable particles, thereby increasing the differential pressure that can be bridged per bead. Highly magnetizable liquids have a very viscous behavior, which means that the application can only be used with slow-running shafts, such as in a valve, and not with fast-running shafts, such as with pumps.

De magnetische vloeistofafdichting kan ook als axiale magnetische vloeistofafdichting uitgevoerd zijn. Dan is de magneet schijfvormig, zijn de poolschoenen schijfvormig en op radiaal verschillende afstand van de as geplaatst, en is het magnetisch geleidend onderdeel een schijf, die tegenover de poolschoenen is aangebracht, waarbij de poolschoenen op geringe afstand van de schijf ringvormige rillen omvatten, waarbij de magnetische vloeistof tussen de poolschoenen en de schijf is aangebracht, en waarbij öf de magneet, öf de schijf met de as verbonden is, en de ander met het huis verbonden is.The magnetic liquid seal can also be designed as an axial magnetic liquid seal. Then, the magnet is disc-shaped, the pole shoes are disc-shaped and spaced radially different from the axis, and the magnetically conductive part is a disc disposed opposite the pole shoes, the pole shoes comprising annular ridges a short distance from the disc, wherein the magnetic fluid is arranged between the pole shoes and the disk, and either the magnet or the disk is connected to the shaft, and the other is connected to the housing.

Voordeel van deze uitvoering is dat de magneet en de schijf makkelijk op geringe afstand van elkaar gepositioneerd kunnen worden. Net als bij de radiale magnetische vloeistofafdichting treedt geen slijtage op. Omdat de drukopbouw in axiale richting gecompenseerd moet worden, moeten de onderdelen zwaarder uitgevoerd worden tegen doorbuigen en zal de axiale afdichting groter zijn dan de radiale afdichting.The advantage of this design is that the magnet and the disc can easily be positioned at a small distance from each other. As with the radial magnetic fluid seal, no wear occurs. Because the pressure build-up has to be compensated in the axial direction, the parts have to be heavier against bending and the axial seal will be larger than the radial seal.

Op voordelige wijze is bij de axiale magnetische vloeistofafdichting een verend element aangebracht, dat de magneet met poolschoenen en de schijf tegen elkaar drukt, waardoor een nulspleet ontstaat. Hierdoor ontstaat een zeer hoge dichtheid van de magnetische vloeistofafdichting. Bijkomende effecten, zoals een additioneel moment en slijtage, zullen door de smerende werking van de magnetische vloeistof gering zijn.Advantageously, a resilient element is provided with the axial magnetic liquid seal, which presses the magnet together with pole shoes and the disc, so that a zero gap is created. This results in a very high density of the magnetic liquid seal. Additional effects, such as an additional moment and wear, will be minor due to the lubricating effect of the magnetic liquid.

Opdat de magnetische vloeistofafdichting ook vloeistoffen tegen kan houden, bijvoorbeeld na falen van de huls, is in de groeven tussen de rillen en/of tussen de poolschoenen een conventionele dynamische afdichting opgenomen. De conventionele dynamische afdichting, zoals een O-ring of een anderssoortige pakking, wordt door de magnetische vloeistof gesmeerd zodat nauwelijks wrijving en slijtage op zal treden. De drukdichtheid van de afdichting wordt door deze maatregel verhoogd.In order that the magnetic liquid seal can also retain liquids, for example after failure of the sleeve, a conventional dynamic seal is incorporated in the grooves between the grooves and / or between the pole shoes. The conventional dynamic seal, such as an O-ring or other type of gasket, is lubricated by the magnetic fluid so that hardly any friction and wear will occur. The pressure density of the seal is increased by this measure.

Met voordeel is na de secundaire afdichting tevens een brandveilige afsluitring aangebracht, die om de as is aangebracht, en die vervaardigd is uit geheugen-metaal, waarbij de ring in koude toestand een vorm gegeven is waarbij de as vrij loopt, en die bij brand een zodanige vorm aanneemt, dat hij op de as en het huis afdicht.Advantageously, after the secondary sealing, a fire-resistant sealing ring, which is arranged around the shaft, and which is made of memory metal, is also provided, in which the ring is designed in a cold state with the shaft running freely, and which in case of fire takes on such a shape that it seals on the shaft and the housing.

Bij brand zal de secundaire afdichting namelijk niet meer volledig functioneren, aangezien de huls zal falen en de magnetische vloeistof verdwijnt. Om te voorkomen dat het gelekte fluïdum alsnog in de omgeving terechtkomt, is de ring uit geheugenmetaal aangebracht.In the event of fire, the secondary seal will no longer function fully, as the sleeve will fail and the magnetic liquid will disappear. To prevent the leaked fluid from entering the environment, the ring is made of memory metal.

Met voordeel is dat een dergelijke brandveilige afsluitring tevens vóór de secundaire afdichting is aangebracht. Hiermee wordt bereikt, dat na brand de secundaire afdichting met het gelekte fluïdum eenvoudig vervangen kan worden.It is advantageous that such a fire-safe sealing ring is also arranged in front of the secondary seal. This ensures that the secondary seal can easily be replaced with the leaked fluid after a fire.

De brandveilige afsluiting verandert bij voorkeur van vorm bij een temperatuur die lager is dan de kritische temperatuur waarbij de secundaire afdichting, bijvoorbeeld 120°-170°, faalt.The fireproof seal preferably changes shape at a temperature lower than the critical temperature at which the secondary seal, e.g., 120 ° -170 °, fails.

Op voordelige wijze heeft de ring een eenweg vormgeheugen en keert deze bij afkoeling na verhitting niet tot zijn vorm in koude toestand terug. Het weggelekte fluïdum blijft dan na de brand in het huis van de secundaire afdichting opgesloten.Advantageously, the ring has a one-way shape memory and does not return to its shape in the cold state upon cooling after heating. The leaked fluid then remains trapped in the secondary seal housing after the fire.

Met voordeel is na de secundaire afdichting een conventionele dynamische afdichting om de bedieningsas aangebracht. Bij falen van de secundaire afdichting zal het langs de primaire afdichting gelekte fluïdum hierdoor niet direct in de omgeving terechtkomen.Advantageously, a conventional dynamic seal is arranged around the operating shaft after the secondary seal. In the event of failure of the secondary seal, the fluid leaked along the primary seal will therefore not directly enter the environment.

Op voordelige wijze is een monitoringsysteem aangebracht, dat de optredende drukken voor en na ieder deel van de secundaire afdichting meet, om het optreden van en de mate van lekkage vast te kunnen stellen om onderhoud te kunnen plegen. Hiermee wordt bereikt dat onderhoud kan worden gepleegd wanneer de lekkage een bepaald niveau bereikt heeft of wanneer de secundaire afdichting of een deel daarvan faalt.Advantageously, a monitoring system is provided, which measures the pressures occurring before and after each part of the secondary seal, in order to determine the occurrence and degree of leakage for maintenance purposes. This ensures that maintenance can be carried out when the leakage has reached a certain level or when the secondary seal or part thereof fails.

Met voordeel omvat het monitoringsysteem drukmeters, en is in het huis bij de huls een membraan aangebracht om het functioneren van de huls te controleren. Het membraan is aangebracht tussen de ruimte die met de primaire afdichting in verbinding staat en een drukmeter en is van hetzelfde flexibele materiaal als de huls gemaakt. Met de drukmeters kan de mate van lekkage van de afdichtingen bepaald worden. Het membraan is toegevoegd om te controleren of de huls nog intact is. Bij een constructie met evenredige volumina na de huls en het membraan in verhouding tot hun oppervlak en dikte zijn bij functionerende huls de drukken na de huls en na het membraan gelijk. Is de huls bezweken, dan is de druk na de huls hoger dan de druk na het membraan.The monitoring system advantageously comprises pressure gauges, and a membrane is arranged in the housing at the sleeve to check the functioning of the sleeve. The diaphragm is fitted between the space communicating with the primary seal and a pressure gauge and is made of the same flexible material as the sleeve. The degree of leakage of the seals can be determined with the pressure gauges. The membrane has been added to check that the sleeve is still intact. In a construction with proportional volumes after the sleeve and the membrane in proportion to their surface area and thickness, when the sleeve is functioning, the pressures after the sleeve and after the membrane are equal. If the sleeve has collapsed, the pressure after the sleeve is higher than the pressure after the membrane.

Op voordelige wijze worden de drukken voor en tussen de poolschoenen gemeten, waardoor het al dan niet plegen van onderhoud, en het eventueel optreden van lekkage, bepaald kan worden. Is de druk tussen de poolschoenen nul, dat wil zeggen gelijk aan de omgevingsdruk, dan zal er geen lekkage naar de omgeving optreden. Is deze druk groter dan nul, dan dient het gelekte fluïdum afgevoerd te worden, omdat de mogelijkheid van lekkage naar de omgeving aanwezig is. Wordt de druk voor de poolschoen hoger dan een bepaalde waarde, dan dient het gelekte fluïdum af gevoerd te worden, om te voorkomen dat de magnetische vloei- stofafdichting zal gaan lekken.The pressures in front of and between the pole shoes are advantageously measured, whereby it is possible to determine whether or not maintenance is carried out and the possible occurrence of leakage. If the pressure between the pole shoes is zero, i.e. equal to the ambient pressure, there will be no leakage to the environment. If this pressure is greater than zero, the leaked fluid must be discharged, because the possibility of leakage to the environment is present. If the pressure for the pole shoe exceeds a certain value, the leaked fluid must be drained to prevent the magnetic liquid seal from leaking.

Op voordelige wijze wordt de druk tussen de secundaire afdichting en de conventionele afdichting genieten. Indien deze druk groter dan nul is, dient er direct onderhoud gepleegd te worden omdat er lekkage naar de omgeving optreedt. De conventionele afdichting beperkt de mate van lekkage.Advantageously, the pressure between the secondary seal and the conventional seal is relieved. If this pressure is greater than zero, immediate maintenance must be carried out because leakage to the environment occurs. The conventional seal limits the degree of leakage.

De huls, de magnetische vloeistofafdichting en de brandveilige afsluitring zijn ook afzonderlijk te gebruiken voor het afdichten van de as van een afsluiter.The sleeve, the magnetic liquid seal and the fireproof sealing ring can also be used separately to seal the shaft of a valve.

De onderhavige uitvinding zal nu bij wijze van voorbeeld toegelicht worden aan de hand van uitvoerings-voorbeelden, zoals weergegeven in de bijgevoegde figuren.The present invention will now be illustrated by way of example with reference to exemplary embodiments, as shown in the accompanying figures.

Fig. l is een vereenvoudige weergave van de afsluiter volgens de uitvinding.Fig. 1 is a simplified representation of the valve according to the invention.

De figuren 2 tot en met 7 tonen verschillende uitvoeringsvormen van de hulsafdichting volgens de uitvinding, die een onderdeel vormt van de afsluiter volgens fig. 1.Figures 2 to 7 show different embodiments of the sleeve seal according to the invention, which forms part of the valve according to Figure 1.

De figuren 8 en 9 tonen verschillende uitvoeringsvormen van een magnetische vloeistofafdichting, die een onderdeel vormt van de afsluiter volgens fig. 1.Figures 8 and 9 show different embodiments of a magnetic liquid seal, which forms part of the valve according to Figure 1.

De fig. 10 en 11 tonen brandveilige afsluit-ringen in koude en verhitte toestand, zoals deze opgenomen kunnen zijn in de afsluiter volgens fig. 1.Figures 10 and 11 show fireproof sealing rings in a cold and heated condition, such as may be included in the valve according to Figure 1.

In fig. 1 wordt getoond dat de afsluiter volgens de uitvinding is opgenomen in een leiding 1, en een huis 2 omvat, waarvan het onderste gedeelte 2A in de leiding 1 geplaatst is, en waarin een verdraaibaar afsluitend element 3 is aangebracht. Het afsluitend element 3 wordt verdraaid met een bedieningsas 4, die met behulp van een primaire afdichting 5 het in de leiding 1 aanwezige fluïdum afdicht ten opzichte van de omgeving. Het fluidum kan stof, vloeistof, gas, damp of gefluïdiseerd stof zijn. Begrepen zal worden dat de afsluiter in plaats van in een leiding opgenomen te zijn, aangesloten kan zijn op een reservoir.Fig. 1 shows that the valve according to the invention is accommodated in a pipe 1, and comprises a housing 2, the lower part 2A of which is placed in the pipe 1, and in which a rotatable closing element 3 is arranged. The closing element 3 is rotated with an operating shaft 4, which seals the fluid present in the line 1 with respect to the surroundings by means of a primary seal 5. The fluid can be dust, liquid, gas, vapor or fluidized dust. It will be understood that instead of being contained in a pipe, the valve can be connected to a reservoir.

Op het gedeelte van het huis 2A is een gedeelte van het huis 2B geplaatst, waarin de hulsafdichting 6 opgenomen is. Op het gedeelte van het huis 2B is een gedeelte van het huis 2C geplaatst, waarin de magnetische vloeistofafdichting 7 opgenomen is. De hulsafdichting 6 en de magnetische vloeistofafdichting 7 vormen samen de secundaire afdichting. Boven en onder de secundaire afdichting zijn brandveilige afsluitringen 8 en 9 aangebracht. Na de secundaire afdichting is een conventionele afdichting 10 aangebracht. Al de afdichtingen zijn om de bedieningsas 4 geplaatst.A portion of the housing 2B, in which the sleeve seal 6 is received, is placed on the part of the housing 2A. On the part of the housing 2B, a part of the housing 2C is placed, in which the magnetic liquid seal 7 is received. The sleeve seal 6 and the magnetic liquid seal 7 together form the secondary seal. Fire-resistant sealing rings 8 and 9 are fitted above and below the secondary seal. A conventional seal 10 is provided after the secondary seal. All the seals are placed around the operating shaft 4.

Een monitoringsysteem meet met behulp van drukmeters Ml tot en met M5 de druk voor, na en tussen de onderdelen van de secundaire afdichting. In het gedeelte van het huis 2B van de hulsafdichting 6 is een membraan 11 aangebracht, waarachter een drukopnemer M2 geplaatst is.A monitoring system measures the pressure before, after and between the components of the secondary seal using pressure gauges M1 to M5. In the part of the housing 2B of the sleeve seal 6, a membrane 11 is arranged, behind which a pressure sensor M2 is placed.

De van belang zijnde onderdelen van de afdichting zullen hieronder afzonderlijk besproken worden.The important parts of the seal will be discussed separately below.

De figuren 2 tot en met 7 tonen verschillende uitvoeringsvormen van de hulsafdichting 6 zoals getoond in fig. 1.Figures 2 to 7 show different embodiments of the sleeve seal 6 as shown in Figure 1.

Fig. 2 toont de hulsafdichting 6A waarbij de huls 12 geheel uit flexibel materiaal bestaat en waarbij aan de buitenzijde van de huls de druk van het langs de primaire afdichting 5 gelekte fluidum komt te staan. Daarom is bij deze uitvoering van de hulsafdichting tussen de huls 12 en de bedieningsas 4 een spiraalveer 13 aangebracht die langs de volle lengte van de huls loopt. De huls is aan één zijde met behulp van een bus 19 op een aan de as gelaste flens 16 geklemd en aan de andere zijde met behulp van een flens 17 tegen het huis 2B geklemd. Borging tegen losgaan van de huls is verzekerd met behulp van ringvormige nokken 18 aan de flenzen 16 en 17. BorgingFig. 2 shows the sleeve seal 6A in which the sleeve 12 consists entirely of flexible material and in which the pressure of the fluid leaked along the primary seal 5 is placed on the outside of the sleeve. Therefore, in this embodiment of the sleeve seal, a coil spring 13 is provided between the sleeve 12 and the operating shaft 4, which runs along the full length of the sleeve. The sleeve is clamped on one side with a sleeve 19 on a shaft-welded flange 16 and on the other side with a flange 17 clamped against the housing 2B. Protection against loosening of the sleeve is ensured by means of annular cams 18 on the flanges 16 and 17. Locking

tussen flens 16 en as 4 resp. tussen flens 17 en huls 2Bbetween flange 16 and shaft 4 resp. between flange 17 and sleeve 2B

kan gewaarborgd worden door nader te bepalen bevestigingsmiddelen. De uiteinden van de spiraalveer 13 zijn bij de flens 16 in de as 4 en bij de flens 17 in deze flens opgenomen. Indien geen gebruik gemaakt wordt van een magnetische vloeistofafdichting 7 kan in plaats van de conventionele afdichting 10 eenzelfde conventionele afdichting 24 in de flens 17 worden opgenomen.can be guaranteed by means of fasteners to be determined. The ends of the coil spring 13 are received at the flange 16 in the shaft 4 and at the flange 17 in this flange. If a magnetic liquid seal 7 is not used, instead of the conventional seal 10, the same conventional seal 24 can be incorporated in the flange 17.

Fig. 3 toont een tweede uitvoeringsvorm 6B van de hulsafdichting 6. Bij deze afdichting is het aan de as te bevestigen uiteinde 20 van de huls van metaal, en wordt dit metalen uiteinde met behulp van een pen 21 op de as 4 bevestigd. Afdichting van het metalen uiteinde op de as wordt verkregen met conventionele statische afdichtingen 22. De spiraalveer 13 loopt bij deze uitvoering alleen langs het flexibele gedeelte van de huls. Voor de rest is deze uitvoering gelijk aan die van fig. 2.Fig. 3 shows a second embodiment 6B of the sleeve seal 6. In this seal, the end 20 of the sleeve to be attached to the shaft is made of metal, and this metal end is fixed to the shaft 4 by means of a pin 21. Sealing of the metal end on the shaft is achieved with conventional static seals 22. The coil spring 13 in this embodiment only runs along the flexible part of the sleeve. For the rest, this embodiment is the same as that of Fig. 2.

Fig. 4 toont een uitvoering 6C van de hulsafdichting 6 met een metalen uiteinde 20 van de huls, die op de as 4 gelast is. De bevestiging van het flexibele gedeelte van de huls aan het huis 2B gebeurt hier door vast-vulcaniseren van het flexibele gedeelte van de huls aan het huis. Het flexibele gedeelte van de huls moet daarvoor uit in hoofdzaak rubber vervaardigd zijn. De bevestiging van het flexibele gedeelte van de huls aan het metalen uiteinde 20 kan eveneens door vast-vulcaniseren geschieden. De spiraalveer 13 is op analoge wijze aan die in fig. 3 in de afdichting opgenomen.Fig. 4 shows an embodiment 6C of the sleeve seal 6 with a metal end 20 of the sleeve, which is welded to the shaft 4. The fixing of the flexible part of the sleeve to the housing 2B is here done by vulcanizing the flexible part of the sleeve to the housing. The flexible part of the sleeve must therefore be made of mainly rubber. The attachment of the flexible part of the sleeve to the metal end 20 can also be effected by solid vulcanization. The coil spring 13 is incorporated in the seal in an analogous manner to that in Fig. 3.

Fig. 5 toont een uitvoering 6D van de hulsafdichting 6, waarbij de spiraalveer 13 in het flexibele gedeelte van de huls 12 opgenomen is. Verder is deze uitvoering gelijk aan die van fig. 4.Fig. 5 shows an embodiment 6D of the sleeve seal 6, in which the coil spring 13 is received in the flexible part of the sleeve 12. Furthermore, this embodiment is the same as that of Fig. 4.

Fig. 6 toont een uitvoering 6E van de hulsafdichting 6, waarbij tussen het flexibele gedeelte van de huls 12 en de as een kunststof 26 met een zeer lage wrij-vingscoëfficiënt is aangebracht in plaats van een spiraalveer. Tussen de kunststof 26 en het flexibele gedeelte van de huls is een smerende vloeistof 27 aangebracht. Voor de rest is deze uitvoering gelijk aan de uitvoering van fig. 5.Fig. 6 shows an embodiment 6E of the sleeve seal 6, in which a plastic 26 with a very low friction coefficient is arranged between the flexible part of the sleeve 12 and the shaft, instead of a spiral spring. A lubricating liquid 27 is arranged between the plastic 26 and the flexible part of the sleeve. For the rest, this embodiment is the same as the embodiment of Fig. 5.

Fig. 7 toont een uitvoering 6F van de hulsaf- dichting 6 waarbij de huls geen metalen uiteinde bezit, maar waarbij de flexibele uiteinden van de huls 12 van metalen ringen 28 en 29 voorzien zijn. Tussen de huls 12 en de as 4 is hier, net zoals bij de uitvoering van fig. 6, een kunststof 26 met een zeer lage wrijvingscoëfficiënt aangebracht.Fig. 7 shows an embodiment 6F of the sleeve seal 6 in which the sleeve does not have a metal end, but in which the flexible ends of the sleeve 12 are provided with metal rings 28 and 29. A plastic 26 with a very low coefficient of friction is arranged here between the sleeve 12 and the shaft 4, as in the embodiment of Fig. 6.

Het zal duidelijk zijn dat de verschillende bevestigingsmethoden en het al dan niet aanwezig zijn van een metalen uiteinde of een metalen ring aan één of beide uiteinden van de huls bij alle uitvoeringen volgens de figuren 2 tot en met 7 gebruikt kunnen worden. Ook zal duidelijk zijn dat bij de figuren 2, 3, 4, 6 en 7 de spiraalveer of de kunststof met een lage wrijvingscoëfficiënt tussen de huls en het huis aangebracht kunnen worden, indien de druk van het gelekte fluïdum aan de binnenzijde van de huls komt te staan.It will be understood that the various attachment methods and the presence or absence of a metal end or a metal ring on one or both ends of the sleeve can be used in all embodiments of Figures 2 to 7. It will also be clear that in Figures 2, 3, 4, 6 and 7 the coil spring or the plastic with a low coefficient of friction can be applied between the sleeve and the housing, if the pressure of the leaked fluid comes to the inside of the sleeve to stand.

Fig. 8 toont een radiale magnetische vloeistof-afdichting 7 met een permanente magneet 30, twee pool-schoenen 32 en 33 met verscheidene ringvormige rillen 34 die op geringe afstand van de as 4 liggen. Tussen de poolschoenen en de as 4 is een magnetische vloeistof 31 aangebracht waardoor een gesloten magnetisch circuit bestaat. De magnetische vloeistof 31 bestaat uit een vloeistof waarin magnetiseerbare deeltjes opgenomen zijn. Tussen de ringen van de poolschoenen of tussen de poolschoenen zelf kan een conventionele dynamische afdichting zoals een o-ring 41 of anderssoortige pakking 42 aangebracht zijn.Fig. 8 shows a radial magnetic fluid seal 7 with a permanent magnet 30, two pole shoes 32 and 33 with several annular ridges 34 located a short distance from the shaft 4. A magnetic liquid 31 is arranged between the pole shoes and the shaft 4, whereby a closed magnetic circuit exists. The magnetic fluid 31 consists of a fluid containing magnetisable particles. Between the rings of the pole shoes or between the pole shoes themselves, a conventional dynamic seal such as an o-ring 41 or other type of gasket 42 may be provided.

Fig. 9 toont een axiale magnetische vloeistofafdichting. De permanente magneet 35 is ringvormig en op de as aangebracht. De poolschoenen 36 en 37 zijn schijf vormig en op verschillende afstanden van de as op de permanente magneet 35 aangebracht, op geringe afstand van een schijf 38, die aan het huis 2C bevestigd is. De poolschoenen 36 en 37 bezitten ringvormige rillen 39, en de magnetische vloeistof 31 is tussen de poolschoenen en de schijf 38 aangebracht. Hierdoor ontstaat een magnetisch circuit dat niet door de as loopt. Met behulp van een verend element 40 kan de schijf 38 tegen de rillen 39 van de poolschoenen 36 en 37 gedrukt worden, waardoor een zeer sterk magnetisch veld ontstaat. Ook hier kunnen conventionele dynamische afdichtingen zoals een 0-ring 41 of een andersoortige pakking 42 tussen de rillen 39 van de poolschoenen 36 of 37 of tussen de poolschoenen aangebracht worden.Fig. 9 shows an axial magnetic fluid seal. The permanent magnet 35 is annular and mounted on the shaft. The pole shoes 36 and 37 are disc-shaped and mounted at different distances from the shaft on the permanent magnet 35, a short distance from a disc 38 attached to the housing 2C. The pole shoes 36 and 37 have annular ridges 39, and the magnetic fluid 31 is disposed between the pole shoes and the disc 38. This creates a magnetic circuit that does not pass through the shaft. With the aid of a resilient element 40, the disc 38 can be pressed against the grooves 39 of the pole shoes 36 and 37, whereby a very strong magnetic field is created. Here too, conventional dynamic seals such as an O-ring 41 or other type of gasket 42 can be fitted between the grooves 39 of the pole shoes 36 or 37 or between the pole shoes.

Fig. 10 toont een brandveilige afdichtring 8/9 waarbij de linkerhelft van de figuur de ring in koude toestand en de rechterhelft van de figuur de ring in verhitte toestand weergeeft. In koude toestand loopt de as 4 vrij door de ring 8/9. De ring is vervaardigd uit een materiaal met een eenweg vormgeheugen waardoor de ring bij brand beneden de kritsche temperatuur van de secondaire afdichting, bijvoorbeeld 120-170°C, de vorm volgens de rechterhelft van fig. 10 aanneemt. Door deze vervorming klemt de ring om de as 4 en in het huis 2, waardoor een volledige afdichting verkregen is. Bij afkoeling na de brand behoudt de ring de vorm die hij in verhitte toestand heeft aangenomen. Fig. 11 toont een andere uitvoering van de brandveilige afdichtring. Deze ring was oorspronkelijk een conische (rechts in figuur), die door stuiken van het onderste, brede gedeelte en het oprekken van het bovenste, smalle gedeelte cilindrisch is gemaakt. De roosterstruc-tuur is hierbij zodanig dat bij verhitting de ring overgaat van de vorm, links in de figuur, naar de oorspronkelijke conische vorm, rechts in de figuur, en dan een volledige afdichting verschaft.Fig. 10 shows a fireproof sealing ring 8/9 in which the left half of the figure shows the ring in the cold state and the right half of the figure shows the ring in the heated state. In the cold state, the shaft 4 runs freely through the ring 8/9. The ring is made of a material with a one-way shape memory whereby the ring takes on the shape according to the right half of fig. 10 in case of fire below the critical temperature of the secondary seal, for instance 120-170 ° C. Due to this deformation, the ring clamps around the shaft 4 and in the housing 2, whereby a complete seal is obtained. When cooled after the fire, the ring retains the shape it has assumed when heated. Fig. 11 shows another embodiment of the fireproof sealing ring. This ring was originally a conical (on the right in the figure), which was made cylindrical by swelling the bottom, wide part and stretching the top, narrow part. The grating structure is such that when heated, the ring transitions from the shape on the left in the figure to the original conical shape on the right in the figure, and then provides a complete seal.

De delen van het huis 2A, 2B en 2C zijn door brandveilige statische afdichtingen ten opzichte van elkaar afgedicht. Dit is niet weergegeven.The parts of the housing 2A, 2B and 2C are sealed with respect to each other by fireproof static seals. This is not shown.

De werking van de afdichting zal in het hiernavolgende beschreven worden aan de hand van fig. l.The operation of the seal will be described below with reference to Fig. 1.

Om de afsluiter te kunnen openen en sluiten moet het afdichtende element 3 met behulp van de bedieningsas 4 over een hoek van gewoonlijk ongeveer 90° verdraaid worden. De primaire afdichting 5 op de as 4 zal het fluïdum in de leiding 1, waarin een bepaalde werkdruk bijvoorbeeld 16 bar kan heersen, af dichten naar de omgeving. De lekkage langs deze afdichting is in het algemeen zeer laag, bijvoorbeeld kleiner dan 10-8 mbarl/s. Deze afdichting kan echter door slijtage gaan lekken. In de loop der tijd zal de druk tussen de primaire afdichting en de hulsafdichting daardoor oplopen, en bij falen van de primaire afdichting kan de druk ook hier de werkdruk aannemen. De hulsafdichting zal deze lekkage moeten tegenhouden, terwijl de bedieningsas 4 toch nog met gering moment bediend moet kunnen worden. Daarom is in de hulsafdichting aan de binnenzijde van de huls de spiraalveer of de kunststof met een lage wrijvingscoëfficiënt, ofwel in de huls een spiraalveer opgenomen, waardoor het additionele moment ook onder grote druk voornamelijk bepaald wordt door het torderen van het flexibele gedeelte van de huls.To be able to open and close the valve, the sealing element 3 must be rotated through an operating shaft 4 through an angle of usually about 90 °. The primary seal 5 on the shaft 4 will seal the fluid in the pipe 1, in which a certain working pressure can for instance exist at 16 bar, to the environment. The leakage along this seal is generally very low, for example less than 10-8 mbarl / s. However, this seal may leak due to wear. Over time, the pressure between the primary seal and the sleeve seal will increase as a result, and if the primary seal fails, the pressure can also assume the operating pressure here. The sleeve seal will have to stop this leakage, while the operating shaft 4 must still be operable with a small moment. Therefore, in the sleeve seal on the inside of the sleeve, the coil spring or the plastic with a low coefficient of friction, or a coil spring, is included in the sleeve, so that the additional moment is also mainly determined under high pressure by twisting the flexible part of the sleeve .

De huls dicht af tegen vloeistoffen, maar is niet geheel hermetisch voor dampen of gassen, doordat diffusie door het materiaal kan optreden. Om deze diffusie lekkage van de flexibele balg tegen te houden is de magnetische vloeistofafdichting 7 geplaatst. Indien de afstand tussen de rillen en de as of de afstand tussen de rillen en de schijf kleiner dan 0,1 mm is, kan de magnetische vloeistof bij iedere ril een drukverschil van ongeveer 0,5 bar tegenhouden. Bij een hoger drukverschil wordt de magnetische vloeistof weggedrukt en zal gas of damp passeren, maar wanneer het drukverschil weer lager wordt dan 0,5 bar zal de magnetische vloeistof de afdichting bij de ril automatisch herstellen. Bij gebruik van voldoende rillen zal de magnetische vloeistofafdichting de dampen of gassen volledig tegenhouden waarbij een lekkage van minder dan 10“9 mbarl/s als gevolg van diffusie van de dampen of gassen door de magnetische vloeistof, haalbaar is.The sleeve seals against liquids, but is not completely hermetic to vapors or gases, as diffusion through the material can occur. In order to stop this diffusion leakage of the flexible bellows, the magnetic liquid seal 7 is placed. If the distance between the grooves and the axis or the distance between the grooves and the disc is less than 0.1 mm, the magnetic liquid can withhold a pressure difference of approximately 0.5 bar with each groove. At a higher pressure difference, the magnetic liquid is pushed away and gas or vapor will pass, but when the pressure difference drops below 0.5 bar, the magnetic liquid will automatically restore the seal at the crease. When using sufficient creases, the magnetic liquid seal will completely hold back the vapors or gases whereby a leakage of less than 10-9 mbarl / s due to diffusion of the vapors or gases through the magnetic liquid is achievable.

Omdat bij falen van de hulsafdichting ook vloeistof bij de magnetische vloeistofafdichting kan komen, wordt een conventionele dynamische asafdichting tussen bijvoorbeeld de eerste en de tweede ril, gezien vanaf de hulsafdichting, opgenomen.Since failure of the sleeve seal also allows liquid to reach the magnetic liquid seal, a conventional dynamic shaft seal is interposed between, for example, the first and second grooves, viewed from the sleeve seal.

Opdat bij onverhoopt falen van de magnetische vloeistofafdichting het gelekte fluidum niet direct in de omgeving terechtkomt, is na de magnetische vloeistofafdichting nog een conventionele dynamische afdichting 10 in het huis opgenomen.In order that in the event of an unexpected failure of the magnetic liquid seal, the leaked fluid does not end up directly in the environment, a conventional dynamic seal 10 is incorporated in the housing after the magnetic liquid seal.

Na de conventionele dynamische afdichting 10 en voor de hulsafdichting 6 zijn brandveilige afdichtringen 8 en 9 om de as aangebracht, aangezien bij brand de hulsafdichting 6 en de magnetische vloeistofafdichting 7 zullen falen. De brandveilige afdichtringen zullen bij de verhoogde temperatuur van de brand de afsluiter echter hermetisch afdichten, zodat toch geen fluidum naar de omgeving weg zal lekken.After the conventional dynamic seal 10 and before the sleeve seal 6, fire-resistant sealing rings 8 and 9 are fitted around the shaft, since the sleeve seal 6 and the magnetic liquid seal 7 will fail in the event of fire. However, the fire-resistant sealing rings will hermetically seal the valve at the elevated temperature of the fire, so that no fluid will leak out into the environment.

Om de mate van lekkage van de primaire afdichting en de hulsafdichting en de magnetische vloeistofafdichting te bepalen, zodat tijdig onderhoud gepleegd kan worden, en om verslechtering van een of meerdere van de afdichtingen te kunnen waarnemen, zodat betreffend onder-houd/reparatie gepland kan worden, zijn de drukmeters Ml tot en met M5 aangebracht om de druk van het weggelekte fluidum op de verschillende plaatsen voor en na de afdichtingen te kunnen meten. De gemeten drukken bij de verschillende drukmeters worden respectievelijk PI tot en met P5 genoemd. Indien de druk P4 groter dan 0 is, lekt de magnetische vloeistofafdichting en dient direct te worden ingegrepen. Indien druk P5 groter dan 0 wordt, maar druk P4 0 blijft, bestaat er kans op lekkage naar de omgeving en dient er op termijn onderhoud gepleegd te worden. Aan de hand van druk P3 kan bepaald worden of de druk voor de magnetische vloeistofafdichting zodanig groot geworden is, dat gecontroleerde afvoer van het gelekte fluidum plaats moet vinden.To determine the degree of leakage of the primary seal and the sleeve seal and the magnetic liquid seal, so that timely maintenance can be carried out, and to observe deterioration of one or more of the seals, so that concerning maintenance / repair can be planned , the pressure gauges M1 to M5 are provided to measure the pressure of the leaked fluid at the various locations before and after the seals. The measured pressures at the various pressure gauges are called PI through P5, respectively. If the pressure P4 is greater than 0, the magnetic fluid seal leaks and immediate action is required. If pressure P5 becomes greater than 0, but pressure P4 remains 0, there is a risk of leakage to the surroundings and maintenance must be carried out in the long term. On the basis of pressure P3 it can be determined whether the pressure for the magnetic liquid seal has become so great that controlled discharge of the leaked fluid must take place.

Met behulp van de druk P2 kan bepaald worden of de huls in tact is. Indien PI groter is dan P3, betekent dit de hulsafdichting in tact is. Indien het drukverschil tussen PI en P3 O is, kan dit betekenen dat de hulsafdichting gefaald heeft, maar het kan ook betekenen dat de primaire afdichting niet meer lekt. Om dit te bepalen is het membraan 11 geplaatst, dat van hetzelfde materiaal als de flexibele huls vervaardigd is, en waardoorheen evenveel fluïdum diffundeert als door de huls 6. Met behulp van de druk P2 achter het membraan 11 kan nu bepaald worden of de hulsafdichting 6 functioneert, hetgeen het geval is als P2 gelijk is aan P3. Als de huls bezweken is zal P3 gelijk zijn aan PI, maar dan zal P3 groter zijn dan P2. Alleen als de lekkage via de primaire afdichting 0 was en is en de huls bezwijkt, kan dit niet gedetecteerd worden, aangezien de drukken PI, P2 en P3 dan allen aan elkaar gelijk zijn. Indien in deze situatie echter de primaire afdichting begint te lekken kan dit direct gedetecteerd worden doordat PI en P3 dan groter zijn dan 0 en P3 groter is dan P2.The pressure P2 can be used to determine whether the sleeve is intact. If PI is greater than P3, this means the sleeve seal is intact. If the pressure difference between PI and P3 is O, this can mean that the sleeve seal has failed, but it can also mean that the primary seal no longer leaks. To determine this, the membrane 11 has been placed, which is made of the same material as the flexible sleeve, and through which as much fluid diffuses as through the sleeve 6. Using the pressure P2 behind the membrane 11, it can now be determined whether the sleeve seal 6 functions, which is the case if P2 is equal to P3. If the sleeve has collapsed, P3 will be equal to PI, but then P3 will be greater than P2. Only if the leakage was and is 0 via the primary seal and the sleeve collapses, this cannot be detected, since the pressures P1, P2 and P3 are all equal to each other. However, if the primary seal starts to leak in this situation, it can be immediately detected because PI and P3 are greater than 0 and P3 is greater than P2.

Aan de hand van druk PI wordt het functioneren van de primaire afdichting bepaald.The functioning of the primary seal is determined on the basis of pressure PI.

De afsluiter is ontworpen voor een levensduur, waarbij het afsluitend element minstens 50.000 keer geopend en gesloten kan worden. Aangezien de primaire afdichting direct na ingebruikname zou kunnen falen, moet de hulsafdichting de gehele levensduur de werkdruk kunnen weerstaan. Bij de uitvoering van de huls met de spiraal-veer is het daarom voordelig, dat er een voldoende groot aantal windingen, bij voorkeur minimaal 10-12, langs het flexibele materiaal lopen, en dat zij een ronde doorsnede bezitten en tegen elkaar liggen, waardoor het flexibele materiaal niet tussen de windingen geperst wordt en niet ingesneden wordt, en waardoor nauwelijks of geen slijtage van de huls en wrijving tussen de huls en de spiraalveer zal ontstaan bij het verdraaien van de bedieningsas.The valve is designed for a service life, whereby the closing element can be opened and closed at least 50,000 times. Since the primary seal could fail immediately after commissioning, the sleeve seal must be able to withstand the working pressure throughout its life. When designing the sleeve with the spiral spring, it is therefore advantageous that a sufficiently large number of turns, preferably at least 10-12, run along the flexible material, and that they have a round cross-section and lie against each other, so that the flexible material is not pressed between the windings and is not cut, as a result of which there will be little or no wear of the sleeve and friction between the sleeve and the coil spring when the operating shaft is rotated.

Om bij onverhoopt falen van de secundaire afdichting de emissie naar de omgeving zo beperkt mogelijk te houden dient de ruimte tussen het huis en de bedieningsas met de afdichtingen zo klein mogelijk te zijn.In order to minimize emissions to the environment in the event of unexpected failure of the secondary seal, the space between the housing and the operating shaft with the seals must be as small as possible.

Claims

A valve for a pipe or reservoir, comprising a housing, a sealing element, a rotatable operating shaft passing through the housing, and a primary seal on the shaft, characterized in that the valve comprises a secondary seal which, from the seen from the sealing element (3), after the primary seal (5) is placed around the shaft (4) and comprises a sleeve (12), which is mainly made of flexible material, one end of the sleeve (12) on the shaft (4) and the other end is attached to the housing (2B), the sleeve (12) allowing the shaft (4) to rotate a part of a revolution, thereby twisting, and on the side of the shaft. sleeve (12), which faces away from the space communicating with the primary seal (5), a coil spring (13) is provided, which supports the sleeve (12), which is made of a substantially round wire which is at least as long as the twisting portion of the sleeve (12), and with one end a is mounted on the shaft (4) and with the other end on the housing (2B) for a twisting substantially corresponding to the sleeve (12).

2. Valve for a pipe or reservoir, comprising a housing, a sealing element, a rotatable actuating shaft passing through the housing, and a primary seal on the shaft, characterized in that the valve comprises a secondary seal which, from the seen from the sealing element (3), after the primary seal (5) is placed around the shaft (4) and comprises a sleeve (12), which is mainly made of flexible material, one end of the sleeve (12) on the shaft (4) and the other end is attached to the housing (2B), the sleeve (12) permitting the shaft (4) to rotate a part of a revolution, thereby twisting, and in the flexible material of the sleeve (12) includes a coil spring (13) which supports the sleeve (12), the coils of which are free from each other, and which is the same length as the twisted portion of the sleeve (12).

3. Valve for a pipe or reservoir, comprising a housing, a sealing element, a rotatable operating shaft passing through the housing, and a primary seal on the shaft, characterized in that the valve comprises a secondary seal which, from the seen from the sealing element (3), after the primary seal (5) is placed around the shaft (4) and comprises a sleeve (12), which is mainly made of flexible material, one end of the sleeve (12) on the shaft (4) and the other end is attached to the housing (2B), the sleeve (12) allowing the shaft (4) to rotate a part of a revolution, thereby twisting, and on the side of the shaft. sleeve (12), facing away from the space communicating with the primary seal (5), a plastic (26) having a very low coefficient of friction is applied to the sleeve, which engages the sleeve (12) against either the shaft (4), or the housing (2B).

Valve according to claim 3, characterized in that a lubricating liquid (27) is arranged between the plastic (26) with a very low coefficient of friction and the flexible sleeve.

Valve according to claim 1, characterized in that the windings of the coil spring abut each other.

Valve according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the sleeve (12) has its relaxed state between the open and closed positions of the closing element (3), preferably halfway through the total angle of rotation of the operating shaft (4).

Valve according to claim 6, characterized in that the total angle of rotation of the operating shaft (4) is approximately 90 °.

Valve according to claim 1 or 5, characterized in that the total angle of rotation of the operating shaft (4) is approximately 90 °, that the sleeve (12) has its relaxed state halfway through the total angle of rotation, and that the coil spring ( 13) along the twisted portion of the sleeve (12) has at least about 10-12 turns.

Valve according to any one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (12) is circular cylindrical.

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (12) is mainly made of rubber.

A valve according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the sleeve (12) is essentially made of a plastic, preferably a PTFE / PFA plastic.

Valve according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the sleeve (12) is mainly made of a laminate of plastics and / or rubbers.

Valve according to any one of the preceding claims, characterized in that the shaft-end end (20) of the sleeve is made of metal, to which the flexible part of the sleeve (12) is attached, and wherein the metal end (20) and the shaft (4) are sealed with respect to each other in a static manner, for example using O-rings.

Valve according to claim 13, characterized in that the other end of the sleeve (12) is also made of metal.

Valve according to claim 13 or 14, characterized in that the metal end is attached to either the shaft (4) or the housing (2B) by means of a pin (21).

Valve according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the flexible end of the sleeve (12) is attached to either the shaft (4) or the housing (2B) by clamping.

Valve according to claim 16, characterized in that the flexible end of the sleeve (12) is provided with a metal ring (28, 29).

Valve according to claim 10, characterized in that the flexible end of the sleeve (12) is attached to either the shaft (4) or the housing (2B) by vulcanization.

Valve according to any one of the preceding claims, characterized in that the secondary seal also comprises a magnetic liquid seal (7), which, viewed from the sealing element (5), is around the shaft (4) after the sleeve (12). applied.

Valve according to claim 19, characterized in that the magnetic liquid seal (7) comprises at least one magnet (30), magnetic liquid (31), a magnetically conductive part, and two pole shoes (32, 33) on either side of the magnet wherein the magnet (30), the pole shoes (32, 33), the magnetic fluid (31) and the part form a closed magnetic circuit.

Valve according to claim 20, characterized in that the magnetically conductive part is the shaft (4) itself, that the shaft (4) is round, and that the magnet (30) and the pole shoes (32, 33) are annular the shaft (4) is arranged, the pole shoes (32, 33) comprising several annular grooves (34) which are located a short distance from the shaft (4), and the magnetic fluid (31) the distance between the grooves ( 34) and the axle (4) bridges.

Valve according to claim 20, characterized in that the magnet (35) is disc-shaped, the pole shoes (36, 37) are disc-shaped and are placed at radially different distances from the shaft (4), and that it is magnetically conductive part is a disk (38) disposed opposite the pole shoes (36, 37), the pole shoes (36, 37) comprising annular ridges (39) a short distance from the disk (38), the magnetic fluid (31 ) between the pole shoes (36, 37) and the disk (38), and either the magnet (35) or the disk (38) is connected to the shaft (4) and the other to the housing (2C ) is connected.

Valve according to claim 22, characterized in that a resilient element (40) is arranged, which presses the magnet (35) together with pole shoes (36, 37) and the disk (38), whereby a zero gap is created.

Valve according to any one of claims 21 to 23, characterized in that in the grooves between the grooves (34, 39) and / or between the pole shoes (32, 33 and 36, 37, respectively) a conventional dynamic seal (41 , 42) is included.

Valve according to any one of claims 20 to 24, characterized in that the magnetic liquid (31) contains a very high concentration of magnetizable particles.

A valve according to any one of the preceding claims, characterized in that after the sedundary sealing a fire-resistant sealing ring (8) is also provided, which is arranged around the shaft (4), and which is made of memory metal, the ring being cold condition has been given in which the shaft (4) runs freely, and which takes on such a shape in case of fire that it seals on the shaft (4) and the housing (2).

Valve according to claim 26, characterized in that such a fire-resistant sealing ring (9) is also arranged in front of the secondary seal.

Valve according to claim 26 or 27, characterized in that the ring (8, 9) changes its shape at a temperature between 120 ° and 170 ° C.

Valve according to claim 26, 27 or 28, characterized in that the ring (8, 9) has a one-way shape memory and does not return to its cold form when cooled after heating.

Valve according to any one of the preceding claims, characterized in that a conventional dynamic seal (10) is arranged around the operating shaft after the secondary seal.

Valve according to any one of the preceding claims, characterized in that a monitoring system is provided, which measures the occurring pressures before and after each part of the secondary seal, in order to be able to determine the occurrence and the degree of leakage in order to maintain can commit.

Valve according to claim 31, characterized in that the monitoring system comprises pressure gauges (M1, M2, M3, M4) and in the housing (2B) of the sleeve (12) a membrane (11) is arranged between the space communicating with the primary seal (5) and a pressure gauge (M2), made of the same flexible material as the bellows, to check the functioning of the bellows (12).

Valve according to claim 32, characterized in that when a magnetic liquid seal (7) is used, a pressure gauge (M5) measures the pressure between the pole shoes (32, 33 and 36, 37), so that in combination with pressure gauge (M3) the functioning of the magnetic liquid seal can be checked.

A sleeve for sealing the shaft of a valve according to any one of claims 1 to 18.

A magnetic liquid seal for sealing the shaft of a valve according to any one of claims 19 to 25.

A fireproof sealing ring for sealing the shaft of a valve according to any one of claims 26 to 29.

Monitoring system for checking the primary and secondary sealing, or parts thereof, according to any one of claims 31, 32 or 33.