DE2435051A1

DE2435051A1 - Dichtung fuer absperrarmaturen, insbesondere fuer kugelhaehne

Info

Publication number: DE2435051A1
Application number: DE2435051A
Authority: DE
Inventors: Max Dr Ing Gappisch; Siegfried Martin
Original assignee: Argus GmbH
Current assignee: Argus GmbH
Priority date: 1974-07-20
Filing date: 1974-07-20
Publication date: 1976-02-05

Description

DR ing HEINRICH GEITZ Patentanwalt 7500 Karlsruhe 1, postfach 2708

74774/75

Anmelder: Firma

Argus Gesellschaft mbH.

7505 Ettlingen / Baden

Goethestraße 15

Dichtung für Absperrarmaturen, insbesondere für Kugelhähne

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für Absperrarmaturen mit wenigstens einer Weichdichtung zur Abdichtung des zwischen einer öffnungs- und einer Schließlage schaltbaren Absperrorgansgegenüber dem Armaturengehäuse, insbesondere auf eine Dichtung für Kugelhähne mit in einem hermetisch verschlossenen Hahngehäuse drehbar aufgenommener Absperrkugel.

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Bei Absperrarmaturen kommt es im Betrieb unvermeidbar zu Verschleiß an den Mitteln zur Abdichtung der Absperrorgane gegenüber den Gehäusen. Von diesem Verschleiß sind insbesondere die an den zwischen öffnungs- und Schließlagen schaltbaren Absperrorganen anliegenden Weichdichtungen betroffen, die zur Gewährleistung der Betriebssicherheit von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden müssen. Zum Austausch dieser Dichtungen bedarf es neben dem Ausbau der Armaturen aus den Leitungssystemen, in die sie integriert sind, der völligen Demontage der Gehäuse sowie nah erfolgtem Dichtungsaustausch des erneuten Zusammenbaues. Diese, für den Dichtungsaustausch notwendigen Montagearbeiten sind zeitaufwendig und kostspielig.

Während bei Armaturen, deren aus mehreren Teilen aufgebaute Gehäuse mittels lösbarer Verbindungselemente zusammengefügt sind, immerhin noch eine Erneuerung schadhafter Dichtungen gelingt, tritt bei Armaturen mit hermetisch verschlossenen Gehäusen völlige Unbrauchbarkeit mit dem Verschleiß der Dichtungsmittel ein. Derartige Absperrarmaturen mit hermetisch verschlossenen Gehäusen werden aus Sicherheitsgründen für die verschiedensten Zwecke eingesetzt, so zum Beispiel im Pipeline-Betrieb. Für den vorgenannten Zweck sind bereits Kugelhähne mit Gehäusen aus fest zusammengeschweißten Schalenteilen bekannt geworden.

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Bei Armaturen mit hermetisch verschlossenen Gehäusen, die aus fest zusammengeschweißten Gehäuseteilen aufgebaut sind, müssen vor der festen Verbindung die Absperrorgane und Dichtungsmittel montiert werden. Abgesehen davon, daß bei dieser Bauart in den Schweißnähten auftretende Schweißspannungen durch eine nachfolgende Glühoperation nicht beseitigt werden können, kann es auch schon beim Zusammenschweißen der Gehäuseteile infolge Temperatureinwirkungen an den empfindliehen Weichdichtungen zu Dichtungsschaden kommen. Besonders gefährdet sind insoweit die die Abdichtung gegenüber dem Gehäuse vermittelnden Weichdichtungen.

Durch die Erfindung soll daher eine Dichtung für Absperrarmaturen geschaffen werden, bei der die empfindlichen Weichdichtungen durch die den Anschluß der Armatur an Leitungen vermittelnden Anschlußstutzen hindurch montiert bzw. demontiert werden können. Ziel der Erfindung ist mithin eine Dichtungsausbildung, die den nachträglichen Ein- oder Ausbau bzw. den Ersatz der empfindlichen Weichdichtungen ermöglicht, ohne daß es dafür einer Gehäusemontage bedarf. Insbesondere gewinnt eine derartige Dichtungsausbildung bei Absperrarmaturen mit hermetisch verschlossenen Gehäusen Bedeutung, ohne jedoch auf derartige Gehäuseausbildungen beschränkt zu sein.

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Ausgehend von einer Dichtung für Absperrarmaturen mit wenigstens einer Weichdiehtung, die eine gegen den Durchtritt von Strömungsmitteln sichere Abdichtung zwischen einem schaltbaren Absperrorgan und dem letzteres aufnehmenden Armaturengehäuse vermittelt, ist die gestellte Aufgabe durch die Abstützung der Weichdichtung in ihrer Dichtungslage mittels eines Stützrings gekennzeichnet, der aus seiner Abstützlage in eine die Weichdichtung zur Demontage freigebende Lage bewegbar ist.

Bei einer mit den Merkmalen der Erfindung ausgestalteten Dichtung gelingt es, die Weichdichtungen jederzeit ohne Demontage des Armaturengehäuses in einfacher Weise dadurch auszutauschen, daß die die Weichdichtungen in ihren Dichtungslagen abstützenden Stützringe aus ihren Abstützlagen entfernt, dann die Weichdichtungen ausgetauscht und die Stützringe in ihre Abstützlagen zurückgebracht werden. Der Zugriff zu den einzelnen Dichtungselementen gelingt dabei durch die rohrförmigen Anschlußstutzen des Armaturengehäuses hindurch, durch die auch die radial verformbaren Weichdichtungen einführbar und in ihren Dichtungslagen montierbar sind.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist der Stützring von der in einer ringförmigen Ausnehmung ange-

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ordneten Weichdichtung, die am Absperrorgan und/oder an einer Dichtfläche des das Absperrorgan aufnehmenden Armaturengehäuses anliegt, konzentrisch umschlossen, so daß die Weichdichtung vom Stützring eine radiale Abstützung gegen unerwünschtes Ausweichen aus ihrer Dichtungslage erfährt .

Für die Gestaltung des Stützringes so, daß dieser aus seiner die jeweilige Weichdichtung in Dichtungslage haltenden Abstützposition entfernbar ist, stehen dem Fachmanne an sich vielfältige Lösungsmöglichkeiten zur Verfügung. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der die Weichdichtung innenseitig abstützende Stützring ein geschlitzter Zylinder, der entgegen seiner radialen Federspannkraft radial einwärts auf einen seine Entfernung aus der Abstützlage ermöglichenden Durchmesser verformbar ist. Dieser geschlitzte Zylinder kann auf der vom Absperrorgan entfernten Seite in der Abstützlage an einem Ringbund geringe? Radialerstreckung anliegen, beispielsweise an einem Ringbund des Gehäuses, und auf einen gegenüber dem Innendurchmesser des genannten Ringbundes reduzierten Durchmesser radial verformbar sein, so daß der Zylinder zumindest um ein solches Maß axial im Gehäuse verschiebbar ist, daß der Ein- und/oder Ausbau der Weichdichtungen gelingt. Die Anordnung kann auch so

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getroffen sein, daß der als geschlitzter Zylinder ausgebildete Stützring in seiner Gesamtheit durch die rohrförmigen Anschlußstutzen des Gehäuses aus dem Gehäuseinneren entfernt werden kann.

Eine andere, vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet, durch den Aufbau des Stützrings aus mehreren Ringsegmenten, die zu einem im wesentlichen geschlossenen Ring zusammengesetzt, jedoch zum Zwecke des Austauschs der Weichdichtungen demontierbar sind. Vorzugsweise kann es sich dabei um drei zu einem geschlossenen Ring zusammensetzbare Ringsegmente handeln. .

Eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring um wenigstens das Maß der Axialerstreckung der am Absperrorgan anliegenden Weichdichtung axial aus seiner diese Weichdichtung radial abstützenden Lage verschiebbar und durch wenigstens ein demontierbares Halteelement gegen axiale Verschiebungen aus seiner Abstützlage gesichert ist. Bei dem Halteelement zur Sicherung des Stützringes in axialer Richtung kann es sich um einen aus mehreren, zu einem im wesentlichen geschlossenen Ring zusammengesetzten Ringsegmenten aufgebauten Druckring oder um einen einstückigen, jedoch durch

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einen Radialschlitz unterbrochenen und insoweit hinsichtlich seines Durchmessers radial verformbaren Ring handeln, so daß auch dessen Entfernung aus seiner Sicherungslage und damit die Axialverschiebung des zylindrischen Stützringes gelingt.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung kann der Stützring in einer stirnseitigen, nach außen offenen Eindrehung in der vom Absperrorgan entfernten Stirnfläche eine weitere Weichdichtung aufnehmen, die an einer Gehäusedichtfläche anliegt und mittels eines unter Federkraft an die genannte Stirnfläche gedrückten Halteringes in ihrer Dichtlage gehalten ist. Bei diesem Haltering kann es sich mit Vorteil um den den Stützring axial sichernden Druckring handeln.

Schließlich ist eine Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Weichdichtungen in einem Ringkolben aufgenommen sind, der einen mittels Federkraft in Richtung auf das Absperrorgan gedrückten Außenring mit einer die am Absperrorgan anliegenden Weichdichtung aufnehmenden Ringnut und einen letztere radial nach innen abschließenden, axial verschiebbaren Stützring umfaßt, der gleichermaßen die am Absperrorgan anliegende und eine davon

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entfernt angeordnete, am Gehäuse anliegende Weichdichtung radial abstützt und mittels eines entfernbaren Druckrings in seiner Abstützlage gehalten ist.

Das gemeinsame Kennzeichen der erfindungsgemäßen Ausführungsformen der neuartigen Dichtung für Absperrorgane besteht darin, daß der Austausch der Weichdichtungen ohne das bisherige Erfordernis einer Gehäusemontage gelingt.

In Verbindung mit der beigefügten Zeichnung soll nachstehend eine Ausführungsform der Erfindung erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen:

Fig. 1 einen Kugelhahn mit hermetisch verschlossenem Gehäuse, in einer Teilansicht, teilweise im Schnitt, und

Fig. 2 den mit X bezeichneten Ausschnitt aus Fig. 1 mit vergrößerter Schnittdarstellung der Dichtungsausbildung.

Der in Fig. 1 gezeigte Kugelhahn besitzt ein in hier nicht weiter interessierender Weise aus fest miteinander verschweißten Schalenteilen aufgebautes, hermetisch verschlossenes Gehäuse 10, in dem als Absperrorgan eine um die Schaltwellenachse 11 drehbare Absperrkugel 12 als

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Absperrorgan aufgenommen ist. Diese Absperrkugel ist mittels einer Schaltwelle 14 zwischen ihrer öffnungs- und Schließlage infolge Drehung um die Schaltwellenachse 11 schaltbar, die über eine in die Absperrkugel eingelassene Mitnehmerhülse 15 drehfest mit der Absperrkugel verbunden ist und sich durch einen mit dem Hahngehäuse 10 verschweißten Lagerstutzen 16, der eine Drehlagerung bildet, hindurcherstreckt. Gegenüberliegend vom Lagerstutzen 16 ist ein weiterer Lagerstutzen 17 mit dem Gehäuse fest verschweißt, der einen achsrecht mit der Schaltwelle 14 verlaufenden Lagerzapfen für die Drehlagerung der Absperrkugel aufnimmt. Symmetrisch zu der Schaltwellendrehachse 11 sind beidseitig an das Gehäuse mit der Durchflußrxchtung oder Hahnlängsachse 18 fluchtend Anschlußstutzen angeschweißt, die in bekannter, hier nicht weiter interessierender Weise den Einbau eines derartigen Absperrorgans in ein Leitungssystem vermitteln. In Pig. I ist angesichts der Teildarstellung des Kugelhahns nur der Anschlußstutzen 19 in der rechten Figurenhälfte gezeigt, der mittels einer umlaufenden Schweißnaht 20 mit dem Gehäuse 10 unlösbar verbunden ist.

In Fig. 1 befindet sich die Absperrkugel 12 in der Öffnungsstellung und die sich längs durch die Absperrkugel hindurcherstreckende Mittelbohrung 21, die im wesentlichen querschnittsgleich mit den Strömungsquerschnitten im Bereich der Anschlußstutzen ist, fluchtet mit der Hahnlängsachse 18.

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Abgedichtet ist die Absperrkugel auf der Zu- und Abströmseite gegenüber dem Gehäuse mittels einer in ihrer Gesamtheit mit 22 bezeichneten Dichtungsanordnung, die in Fig. 2 in einer vergrößerten Schnittansicht des Ausschnittes X aus Fig. 1 dargestellt ist.

Die als Dichtkolben ausgebildete Dichtungsanordnung besitzt einen Außenring 24, der im Gehäuse in Durchflußrichtung begrenzt verschiebbar geführt ist und einen Stützring 25 von im wesentlichen zylindrischer Form konzentrisch umschließt. Eine an der kugeligen Oberfläche der Absperrkugel 12 anliegende Weichdichtung 26 ist.in einer ringförmigen Ausdrehung des Außenringes aufgenommen, die sich von der der Absperrkugel benachbarten Seite aus in den. Außenring hineinerstreckt und radial nach innen von dem äußeren Umfang des zylindrischen Stützringes 25 begrenzt ist. Der die Wexchdichtung 26 innenseitig, radial unterstützende Abschnitt des Stützringes erstreckt sich dabei unter Ausbildung eines die Schaltbarkeit der Absperrkugel nicht beexnträchtxgenden Spaltes bis nahe an die kugelige Oberfläche der.Absperrkugel heran. Auf der von der Absperrkugel entfernten Stirnseite des Außenringes 24 ist eine weitere Wexchdichtung 27 angeordnet, die von einer vom Außenumfang her in den Stützring eingebrachten Ausdrehung aufgenommen ist und mit ihrem Außenumfang an einer Dichtfläche des Gehäuses anliegt. Vervollständigt wird die Anordnung

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durch einen sich an die von der Absperrkugel entfernte Stirnfläche des Stützringes 25 anschließenden Druckring 28, so daß die radial durch den Stützring 25 abgestützte Weichdichtung 27 zwischen diesem Druckring einerseits und der von der Absperrkugel 12 entfernten Stirnkante des Außenringes aufgenommen ist. Der Druckring ist in Richtung auf das Absperrorgan 12 mittels Druckfedern 29 beaufschlagt, die von Aufnahmebohrungen in einem umlaufenden Gehäuse aufgenommen und gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind.

Bei dem Druckring 28 handelt es sich um einen mit einem Radialschlitz ausgerüsteten Spannring, der entgegen der im eigenen Pederspannung radial bis auf einen den Innendurchmesser des Anschlußstutzens 19 unterschreitenden Durchmesser verformbar und aus der gezeigten Montagelage entfernbar ist. Nach der Entfernung des Druckringes 28 aus der in der Zeichnung dargestellten Betriebslage kann zunächst die Weichdichtung 27 entfernt und dann der Druckring 28 axial in einer von der Absperrkugel wegführenden Richtung um ein solches Maß verschoben werden, daß der in der Betriebslage die an der Absperrkugel 12 anliegende Weichdichtung 26 unterstützende Abschnitt aus seiner Unterstutzungslage gelangt, so daß die leicht verformbare Weichdichtung 26 aus der Eindrehung im Außenring 24 der Dichtungsanordnung entfernt werden kann. Die Montage der Weichdichtungen erfolgt hingegen umgekehrt in der Weise, daß zunächst die Weich-

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dichtung 26 bei zurückgezogenem Abstützring 25 in die Ausdrehung im Außenring 24 eingesetzt wird, worauf eine Verschiebung des Stützringes 25 in die in den Figuren dargestellte Abstützlage erfolgt. Danach wird die die Abdichtung gegenüber dem Gehäuse vermittelnde Weichdichtung 27 eingesetzt und anschließend der Druckring 28 in seine Montagelage gebracht. Damit ist die Dichtungsmontage bee_ndet.

Anstelle eines geschlitzten, als Spannring ausgebildeten Druckringes kann dieser auch aus mehreren, zu einem im wesentlichen geschlossenen Ring zusammensetzbaren Ringsegmenten aufgebaut sein.

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Claims

Patentansprüche

l.J Dichtung für Absperrarmaturen mit wenigestens einer Weichdichtung zur Abdichtung des zwischen einer Öffnungsund einer Schließlage schaltbaren Absperrorgans gegenüber dem Armaturengehäusej insbesondere für Kugelhähne mit in einem hermetisch verschlossenen Hahngehäuse drehbar aufgenommener Absperrkugel,

gekennzeichnet durch die Abstützung der Weichdichtung (26, 27) in ihrer Dichtungslage mittels eines Stützrings (25)j der ausjseiner Abstützlage in eine die Weichdichtung zur Demontage freigebende Lage bewegbar ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (25) von der in einer ringförmigen Ausnehmung angeordneten Weichdichtung (26, 27) konzentrisch umschlossen ist und diese radial abstützt.

y. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem die Weichdichtung innenseitig, radial abstützenden Stützring (25) um einen geschlitzten Zylinder handelt, der entgegen seiner radialen FederSpannkraft radial einwärts auf einen seine Entfernung aus der Abstützlage ermöglichenden Durchmesser verformbar ist.

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4. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der als Stützring dienende, geschlitzte Zylinder (25) in der Abstutζlage auf der vom Absperrorgan (12) entfernten Seite an einem Ringbund geringer Radialerstreckung anliegt und auf einen gegenüber dem Innendurchmesser des Ringbundes reduzierten Durchmesser radial verformbar ist.

5· Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch den Aufbau des Stützrings (25) aus mehreren, vorzugsweise drei, Ringsegmenten, die zu'einem im wesentlichen geschlossenen Ring zusammengesetzt, jedoch demontierbar sind.

6. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (25) um das Maß der AxialerStreckung der am Absperrorgan (12) anliegenden Weichdichtung (26) axial aus seiner diese Weichdichtung radial abstützenden Lage verschiebbar und durch wenigstens ein demontierbares Halteelement (28) gegen axiale Verschiebungen aus seiner Abstützlage gesichert ist.

"J. Dichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet · durch den Aufbau des den Stützring (25) in axialer Richtung sichernden Halteelementes als Druckring (28) aus mehreren, zu einem im wesentlichen geschlossenen Ring zusammengesetzten, jedoch demontierbaren Ringsegmenten.

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8. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement zur Sicherung des Stützringes (25) ein durch einen Radialsehlitz unterbrochener, radial hinsichtlich seines Außendurchmessers verformbarer Ring (28) ist.

9· Dichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (25) in einer stirnseitigen, nach außen offenen Eindrehung in der vom Absperrorgan (12) entfernten Stirnfläche eine weitere Weichdichtung (27) aufnimmt, die an einer Gehäusedichtfläche anliegt und in axialer Hinsicht mittels eines unter Federkraft an die genannte Stirnfläche gedrückten Halteringes (28) gehalten ist.

10. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Weichdichtungen (26, 27) in einem Ringkolben (22) aufgenommen sind, der einen mittels Federkraft in Richtung auf das Absperrorgan (12) gedrückten Außenring (24) mit einer die am Absperrorgan anliegende Weichdichtung (26) aufnehmenden Ringnut und einen letztere radial nach innen abschließenden, axial verschiebbaren Stützring (25) umfäät, der gleichermaßen die am Absperrorgan anliegende und eine davon entfernt angeordnete, die Abdichtung gegenüber dem Gehäuse vermittelnde Weichdichtung (27) radial abstützt und mittels eines entfernbaren Druckringes (28) in seiner Abstützlage gehalten ist.

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