WO1993022588A1

WO1993022588A1 - Manschettenverankerung

Info

Publication number: WO1993022588A1
Application number: PCT/EP1993/000945
Authority: WO
Inventors: Claude Wattignier; Jean-Paul Dubois
Original assignee: Ksb Aktiengesellschaft
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1993-11-11
Also published as: ES2080619T3; JPH07501607A; DE59300830D1; DE4213521A1; EP0637365B1; JP2597302B2; EP0637365A1; ATE129548T1

Abstract

Bei bekannten Absperrklappen mit elastischer Manschette läßt die Dichtwirkung im Laufe der Zeit nach, da die Manschette sich unter dem Flüssigkeitsdruck verformt. Die erfindungsgemäße Manschette (2) ist mit einem umlaufenden Bund (3) versehen, welcher in eine Gehäusenut (4) eingreift, wobei der Bund (3) gegenüber der Nut (4) eine verringerte Breite aufweist. In den so entstehenden Zwischenraum kann das Material der Manschette (2) beim Eintauchen der Klappenscheibe (6) ausweichen. Diese Manschettenverankerung eignet sich für alle Absperrklappen mit elastischer Manschette.

Description

V

I 5 Beschreibung

Manschettenverankerung

10

Eine Absperrklappe mit elastischer Manschette zum Absperren des Durchflusses in einem Leitungssystem ist ein in der Technik gut bekanntes Produkt. Oft wird ein Modell in einer 15 Vielzahl von Nennweiten und in großer Stückzahl produziert.

Der Benutzer erwartet von einer solchen Absperrklappe ein sicheres Absperren des Durchflusses eines Fördermediums durch hohe Dichtheit und geringe Leckrate an der Klappenscheibe 20 sowie eine absolute Dichtheit des Innenraumes gegen die

Umwelt, sowohl an den Anschlußflanschen als auch am Durchgang der Klappenachse zur Betätigung der Absperrklappe.

Die in großer Stückzahl verwendeten Absperrklappen sind in 25 der Regel robust, einfach herzustellen und wirtschaftlich kostengünstig und zeichnen sich durch eine sehr einfache Gestaltung der Manschette aus, welche eben und achsen- symmetrisch ist und lediglich zwei zylindrische Öffnungen zum Durchlaß der Klappenachse aufweist. 30

Zum ersten hat diese Bauform den Nachteil, daß sich die Manschette beim Eintauchen der Klappenscheibe axial verschiebt und keine vorhersehbare Geometrie an der Dichtstelle mehr vorliegt. Die einfache Bauform hat zum zweiten den Nachteil,

* 35 daß mit der Zeit das elastische Material der Manschette in abgesperrter Stellung der Armatur von der hochdruck¬ beaufschlagten Seite auf die niederdruckbeaufschlagte Seite der Klappenscheibe ausweicht. Durch dieses axiale Ausweichen wird der Anpreßdruck der Klappenscheibe in die Manschette teilweise abgebaut und die Dichtwirkung verringert.

Zur Verhinderung des axialen Ausweichens der Manschette sind verschiedene Lösungswege eingeschlagen worden. So ist es allgemein bekannt und in einer Vielzahl von Industriekatalogen dargestellt, die Manschette mit einem umlaufenden Bund zu versehen, welcher von einer Nut im Gehäuse aufgenommen wird. Dieser Bund befindet sich am äußeren Umfang der Manschette und erstreckt sich in axialer Richtung sowohl in die hochdruckseitige als auch in die niederdruckseitige Richtung. Bund und Nut stellen durch ihre geometrischen Abmessungen eine formschlüssige Verbindung der Manschette mit dem Gehäuse dar und verhindern somit beim Eintauchen der Klappenscheibe in die Manschette eine axiale Verschiebung der Manschette. Eine bekannte, in der EP-C-0 182 676 offenbarte Ausführung zeigt des weiteren eine Manschette mit zwei schmalen, umlaufenden Bunden, welche in Nuten des Gehäuses eingreifen und eine formschlüssige Verankerung bilden.

Das Problem besteht darin, daß zwar mit den oben genannten Gestaltungsmöglichkeiten ein axiales Verschieben beim Eintauchen der Klappenscheibe verhindert, dem Ausweichen des elastischen Materials der Manschette bei einseitiger

Druckbeaufschlagung im Laufe der Zeit aber nicht zufrieden¬ stellend entgegengewirkt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absperrklappe mit elastischer Manschette zu schaffen, bei welcher das axiale Ausweichen der Manschette um die Klappenscheibe verringert ist und die Manschette im Gehäuse verankert ist.

Das Problem wird durch die im Anspruch 1 angegebene Lehre gelöst. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß die Verbesserung der Dichtheit durch einfach einsetzbare konstruktive Abänderungen des Grundtyps erreicht wird. Die verringerte Breite des Bundes der Manschette gegenüber der Breite des im Gehäuse vorhandenen Sitzes ermöglicht dem elastischen, inkompressiblen Material der Manschette ein zumindest teilweises Ausweichen beim

Eintauchen der Klappenscheibe in die Manschette beim Schließen der Klappe. Das Walken der Manschette wird verringert, da für das vom eintauchenden Klappenkörper verdrängte Voluiuan ein Ausgleichsraum zur Verfügung steht. Die Verformung der Manschette auf der Niederdruckseite ist durch diesen

Volumenausgleich überraschenderweise geringer und damit die Dichtwirkung über längere Zeit hinweg gesichert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 2 erzeugt eine Vorspannung in der in das Gehäuse eingebrachten Manschette, welche diese in ihren Sitz drückt und eine sich gegen eine axiale Verschiebung widersetzende Reibungskraft erzeugt. Damit wird die elastische Manschette wirksamer als bei dem Grundtyp durch Kraftschluß im Gehäuse festgehalten.

Die eingebrachte Vorspannung erschwert außerdem das Ausweichen der Manschette in den Niederdruckbereich bei Beaufschlagung mit dem Fördermedium, da sie der Verformung einen höheren Widerstand entgegensetzt als eine nicht vorgespannte Manschette. Zusätzlich wird die Verankerung der Manschette auch bei geöffneter, nicht eingetauchter Klappenscheibe gewährleistet.

Die Weiterbildung nach Anspruch 3 offenbart einen günstigen Bereich der Längenverhältnisse, in welchem sich für die

Montage, den Betrieb, den Abrieb und die Betätigungskräfte, die Dichtheit und die Verankerung der Manschette besonders gute Ergebnisse erzielen lassen. Die Weiterbildung nach Anspruch 4 erschwert zusätzlich das axiale Ausweichen der Manschette bei der einseitigen Beaufschlagung mit dem Druck des Fördermediums, wie es in geschlossener Stellung vorkommt. Mit dem Eintauchen der Klappenscheibe wird der zur Verfügung stehende Raum vollständig ausgefüllt. Das verdrängte Material stützt sich an den Seitenwände der Nut ab und stellt sich einer weiteren Verformung entgegen.

Die Weiterbildung nach Anspruch 5 erhöht die Dichtwirkung im Bereich der Klappenachse. Da an dieser besonders kritischen Stelle zwei Dichtfunktionen vorliegen, nämlich das Absperren des Fördermediums vor und hinter der Klappenscheibe und das Abdichten der Armatur gegen die Umwelt, ermöglicht die Verbreiterung des Bundes in diesem Bereich bis zur spielfreien Anlage an die Seitenwände der Nut eine Abstützung der Manschette und wirkt dem Ausweichen der Manschette an der Klappenachse unter Druckbeaufschlagung entgegen. Der Eintauchvorgang im Bereich der Klappenachse ist durch den ständigen Kontakt der Klappenscheibe mit der Manschette verringert und der Volumenausgleich weniger entscheidend.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 die Manschette vor dem Eintauchen der Klappenscheibe als Ausschnitt im Längsschnitt, die

Fig. 2 die verformte Manschette nach dem Eintauchen der Klappenscheibe als Ausschnitt im Längsschnitt.

Das Gehäuse (1) der Absperrarmatur ist im Bereich des durchströmten Teils mit einer Manschette (2) aus elastischem, inkompressiblem Material ausgekleidet. Die Manschette (2) weist einen umlaufenden Bund (3) auf, welcher in einer umlaufenden Nut (4) frei axial verschiebbar zu liegen kommt. Bewirkt wird dies dadurch, daß die Breite des Bundes (3) geringer als die Breite der Nut (4) ist und ein Zwischenraum (5, 5') entsteht, welcher im Idealfall gleichmäßig auf die breiten Seiten verteilt ist. Die Klappenscheibe (6) ist in leicht geöffneter Stellung von der Manschette (2) abgehoben dargestellt.

In Fig. 2 wird die geschlossene Absperrarmatur gezeigt. Die Klappenscheibe (6) taucht in die Manschette (2) ein und verdrängt ein Teil des elastischen Materials der Manschette (2) . Wich das verdrängte Material bislang an der Oberfläche (7) der Manschette in Form von Verwerfungen aus, so kann nun das Material in die Zwischenräume (5, 5') ausweichen. Dies wird durch die Pfeile angedeutet, welche auch zusätzlich darauf hinweisen, daß die Ausweichbewegung der Manschette unter einseitiger Druckbeaufschlagung blockiert wird, da die Manschette in der Nut abgestützt wird und somit die Bewegungsfreiheit beschränkt.

Claims

Patentansprüche

1. Absperrklappe, bestehend aus einem Gehäuse (1) , einer drehbaren Klappenscheibe (6) und einer von der

Klappenscheibe (6) in den Schaft des Gehäuses (1) übergehenden Klappenachse sowie einer elastischen Manschette (2) zur Abdichtung der Klappenscheibe (6) gegen das Gehäuse (1) sowie zur Abdichtung der Klappenachse gegen den Schaft des Gehäuses und zur Abdichtung der Klappenscheibe (6) zwecks Absperren des Durchflusses, wobei das Gehäuse (1) zur Aufnahme der Manschette (2) eine umlaufende Nut (4) aufweist und die Manschette (2) mit einem Bund (3) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (3) eine geringere Breite als die Nut (4) besitzt.

2. Absperrklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewickelte Länge der elastischen Manschette (2) größer als die abgewickelte Länge ihres Sitzes im Gehäuse (1) ist.

3. Absperrklappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewickelte Länge der elastischen Manschette (2) um 0,5 - 1,5 % größer als die abgewickelte Länge ihres Sitzes im Gehäuse (1) ist.

4. Absperrklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verdrängte Volumen der eingetauchten Klappenscheibe größer oder gleich dem Volumen ist, welches von der Nut (4) und dem Bund (3) freigelassen wird. Absperrklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (3) im Bereich der Durchgangsöffnung der Klappenachse spielfrei an den Seitenwänden der Nut (4) des Gehäuses (1) anliegt und nur im übrigen Bereich eine geringere Breite als die Nut (4) besitzt.