DE16023C

DE16023C - Innovations in metal seals for pistons and valve rods

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Publication number: DE16023C
Application number: DENDAT16023D
Authority: DE
Original assignee: TH. TRIPP zu East Stoughton in Norfolk, Mass. (V. St. A.)

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 47: Maschinenelemente.CLASS 47: Machine elements.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 11. December 1880 ab.Patented in the German Empire on December 11, 1880.

A₁ Fig. 1, bezeichnet den Nabenflantsch des Dampfcylinderdeckels, B die zu dichtende Kolben- oder Ventilstange und C eine Hülse, welche durch Schrauben α an einem auf den Flantsch A geschraubten Ringe D befestigt ist. Die Hülse C enthält den nachgiebigen, zusammengesetzten Metallpackungsring E, welcher die Kolbenstange dampfdicht umschliefst und sich bei seiner Abnutzung selbstthätig nachstellt bezw. um die besagte Stange zusammenzieht. A ₁ Fig. 1, denotes the hub flange of the steam cylinder cover, B the piston or valve rod to be sealed and C a sleeve which is attached by screws α to a ring D screwed onto the flange A. The sleeve C contains the flexible, assembled metal packing ring E, which surrounds the piston rod in a vapor-tight manner and adjusts itself automatically when it is worn. pulls together around the said rod.

Dieser Packungsring E wird aus mehreren Theilen gebildet, von denen die mit b bezeichneten im Querschnitt, Fig. 2 und 3, ein rechtwinkliges Dreieck zeigen, dessen Hypothenuse e nach einem Kreisbogen gekrümmt ist und ein Viertel des Umfanges der Kolbenstange B ausmacht, so dafs also die inneren Flächen der Theile b zusammen die Kolbenstangenbohrung geben, während die Theile c einen Kreisabschnitt zum Querschnitt haben und mit ihren ebenen Flächen/ die Fugen zwischen je zweien der Theile b überdecken, dagegen mit ihren gekrümmten Flächen zusammen den äufseren, cylindrischen Umfang des Packungsringes E bilden, d ist ein elastisches Metallband, welches um den Packungsring gelegt ist und die Theile desselben in ihrer Lage erhält, wenn die Hülse C entfernt wird. Die Stofsfugen der Theile b und c laufen parallel der zu dichtenden Stange; infolge dessen hat eine geringe Verschiebung einzelner Theile keinen schädlichen Einflufs auf das Dichthalten der Packung. Ueberdies nähern sich, während die inneren Flächen e der Theile b sich abnutzen, die äufseren Theile c selbstthätig mehr und mehr der Oberfläche der Kolbenstange B, bis sie mit derselben in Berührung kommen und nun selbst einen Theil der Führungsfläche bilden, Fig. 3.This packing ring E is formed from several parts, of which those marked b in cross section, Figs. 2 and 3, show a right-angled triangle, the hypotenuse e of which is curved in an arc and makes up a quarter of the circumference of the piston rod B , so that therefore the inner surfaces of the parts b together form the piston rod bore, while the parts c have a circular segment to the cross-section and with their flat surfaces / the joints between each two of the parts b cover, on the other hand with their curved surfaces together the outer, cylindrical circumference of the packing ring E. form, d is a resilient metal band which is wrapped around the packing ring and keeps the parts thereof in place when the sleeve C is removed. The fabric joints of parts b and c run parallel to the rod to be sealed; consequently a slight displacement of individual parts has no detrimental effect on keeping the packing tight. Moreover, while the inner surfaces e of the parts b wear away, the outer parts c automatically approach more and more the surface of the piston rod B until they come into contact with it and now themselves form part of the guide surface, Fig. 3.

Damit die Theile b und c fortwährend gegen die zu dichtende Stange B gedrückt werden, sind dieselben bezw. der von ihnen gebildete Packungsring E an beiden Enden abgeschrägt, Fig. ι bei h und i, und in ringförmige Scheiben F und G gesteckt, deren innere Bohrung, wie bei j bezw. k, Fig. 1, angegeben, entsprechend kegelförmig gestaltet ist, so dafs sie durch die Einwirkung der Federn /, welche im Ringe D oder im Nabenflantsch A des Cylinderdeckels liegen, gezwungen sind, die Kolbenstange dicht zu umschliefsen.So that the parts b and c are continuously pressed against the rod B to be sealed, the same respectively. the packing ring E formed by them beveled at both ends, Fig. ι at h and i, and inserted into annular disks F and G , the inner bore, as at j respectively. k, Fig. 1, is designed correspondingly conical, so that they are forced to tightly enclose the piston rod by the action of the springs /, which are located in the ring D or in the hub flange A of the cylinder cover.

Die am äufseren Ende der Hülse C liegende Scheibe F ist auch aufsen bei m, Fig. 1, und zwar parallel oder beinahe parallel zum Ende des Packungsringes E kegelförmig gestaltet und mit einer Scheibe H in Berührung gebracht, welche gegen den Deckel 0 der Hülse C stöfst und mit einer Abrundung an der Kante ihrer centralen Durchbohrung versehen ist, so dafs bei etwaigen seitlichen Bewegungen der Kolbenstange eine Undichtheit zwischen dem Deckel ο und der Scheibe F nicht entstehen kann. Eine ähnliche Wirkung erzielt man, wenn die Scheibeü/ eine kegelförmige Bohrung erhält und die äufsere Umfläche der Scheibe F kugelig gestaltet wird, Fig. .7.The opposite of the sleeve C on the outward end of disc F is also aufsen wherein m, Fig. 1, and configured in parallel or almost parallel to the end of the packing ring E cone-shaped and placed with a slice H in contact, which is opposite the lid 0 of the sleeve C butt and is provided with a rounding on the edge of its central through-hole, so that a leak between the cover ο and the disk F cannot occur in the event of any lateral movements of the piston rod. A similar effect is achieved if the disk / has a conical bore and the outer surface of the disk F is made spherical, Fig. 7.

Die Bohrung / des Deckels 0 der Hülse C ist entsprechend weit gemacht, um Meine seitliche Bewegungen der Kolbenstange sammt der Packung nicht zu hindern. Man kann auch die Scheibe H fortlassen und die Scheibe F oder das äufsere Ende des Packungsringes E kugelig gestalten und direct in die entsprechendThe bore / of the cover 0 of the sleeve C is made sufficiently wide so as not to hinder my lateral movements of the piston rod together with the packing. The disk H can also be omitted and the disk F or the outer end of the packing ring E can be made spherical and directly into the corresponding

geformte Oeffnung/ des Deckels ο einspringen lassen.Let the shaped opening / of the lid ο snap in.

Sollte die Länge der Packungsringtheile b und c sich verändern, so würde das zur Folge haben, dafs die kürzeren Theile nicht von den Scheiben F und G gegen die Kolbenstange angedrückt und somit die Stofsfugen leck werden. Wendet man jedoch, wie dargestellt, acht Theile mit gleichen parallelen Stofsfugen an, von denen die inneren je ein Viertel der Oeffnung für die Kolbenstange bilden, so ziehen sich dieselben bei ihrer Abnutzung gleichmäfsig um die Stange zusammen.If the length of the packing ring parts b and c should change, the consequence would be that the shorter parts would not be pressed against the piston rod by the disks F and G, and thus the joints would leak. However, if, as shown, eight parts with the same parallel material joints are used, the inner ones each forming a quarter of the opening for the piston rod, then they contract evenly around the rod when worn.

Fig. 6 zeigt als Abänderung einen aus sechszehn Theilen zusammengesetzten Packungsring. Man kann auch den Packungsring E ganz weglassen, indem man die entsprechend höher gemachten Scheiben F und G so anordnet, dafs . sie sich übergreifen und eine Höhlung um die Kolbenstange bilden, welche mit faserigem Packungsmaterial gefüllt wird.Fig. 6 shows, as a modification, a packing ring composed of sixteen parts. The packing ring E can also be omitted entirely by arranging the disks F and G , which have been made correspondingly higher, in such a way that. they overlap and form a cavity around the piston rod, which is filled with fibrous packing material.

Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen in Längenschnitt und Endansicht einen Packungsring, welcher nur aus vier Theilen b^b b⁶ besteht. Jeder dieser Theile, die je durch die Vereinigung eines der Theile b mit einem der Theile c der durch Fig. ι bis s veranschaulichten Constructionen zu einem Ganzen entstanden sind, übergreift mit seiner Fläche a^s die Fläche b³ des nächsten Theiles und hat gerade Endflächen. Das Zusammenziehen des Packungsringes um die Kolbenstange geschieht hier nur durch den elastischen Ring d und den Druck etwaigen in die Hülse C gelangenden Dampfes. Anstatt der kegelförmig ausgebohrten Scheibe G ist in einer Vertiefung ν auf dem äufseren Ende des RingesZ> ein flacher Ring G² und statt der Scheibe F ein nur auf seiner äufseren Umfläche kegel- oder kugelförmig gestalteter Ring F^ angeordnet, welcher einerseits gegen die geraden Endflächen der Packungsringtheile b ⁵ b ⁶ stöfst und andrerseits mit einem Ringe H in dampfdichter Berührung steht, Fig. 10. Bei dieser Form ist es wesentlich, dafs die vier Packungsringtheile sich in der Richtung eines durch die Mittellinie ihrer gekrümmten inneren Flächen c³ gehenden Radius, etwa der Linie a^-b¹, Fig. 9, an die zu dichtende Stange legen. Es ist deshalb in dem einen Ende jedes Ringtheiles parallel der Linie <z⁴-5⁴ eine gerade Nuth d³ angebracht, in welche eine entsprechend gerade Feder oder Rippe i⁴, Fig. 8, des Ringes G^% eingreift.8, 9 and 10 show in longitudinal section and end view a packing ring which consists of only four parts b ^b b ⁶ . Each of these parts, each formed into a whole by the union of one of the parts b with one of the parts c of the constructions illustrated by FIGS. 1 to 5, overlaps with its surface a ^s the surface b ^{3 of} the next part and has straight end surfaces . The packing ring around the piston rod is only contracted by the elastic ring d and the pressure of any steam entering the sleeve C. Instead of the conically drilled disc G , a flat ring G ² is arranged in a recess ν on the outer end of the ring Z> and instead of the disc F a conical or spherical ring F ^ is arranged only on its outer peripheral surface, which on the one hand against the straight end surfaces of the packing ring parts b ⁵ b ⁶ and on the other hand is in vapor-tight contact with a ring H , Fig. 10. In this form it is essential that the four packing ring parts move in the direction of a radius passing through the center line of their curved inner surfaces c ^3, about the line a ^ -b ¹ , Fig. 9, place on the rod to be sealed. Therefore, in one end of each ring part, a straight groove d ^{3 is} ^{attached parallel to the line <z 4} -5 ⁴ , in which a corresponding straight tongue or rib i ⁴ , FIG. 8, of the ring G ^% engages.

Soll der Uebertritt von Dampf aus dem Cylinder nach der Hülse C verhütet werden, so legt man eine flache, elastische, ringförmige Scheibe u aus passendem Stoff zwischen die zusammenstofsenden Flächen der Hülse C und des Ringes D und klemmt dieselbe durch Anziehen der Schrauben α in der aus Fig. 10 ersichtlichen Lage fest. Diese Scheibe ist hinlänglich elastisch, um geringen Bewegungen des Packungsringes nach der Längenrichtung Folge zu leisten, während der Ring G^% das Dichthalten der Stelle zwischen dem Ringe D und der Hülse C sammt der Packung sichert und jeglichen Austritt von Dampf verhindert. Es sind demnach die Packungsringtheile vom Dampfdruck entlastet und können keine ungehörige Reibung der Kolbenstange erzeugen, während sie andrerseits doch vom elastischen Ringe oder Bande d mit einem zur Dichtung völlig genügendem Drucke gegen die Stange angedrückt werden. Ueberdies bleibt die Scheibe u gegen die Hülse C, den Ring D und den Nebenflantsch des Cylinderdeckels in unveränderlicher Lage, während dem Ringe (?² und der Packung gestattet ist, jeder seitlichen Bewegung der Kolbenstange unbehindert zu folgen.If the transfer of steam from the cylinder to the sleeve C is to be prevented, a flat, elastic, ring-shaped disk u made of a suitable material is placed between the confluent surfaces of the sleeve C and the ring D and clamped by tightening the screws α in the from Fig. 10 apparent position. This disk is sufficiently elastic to allow slight movements of the packing ring in the longitudinal direction, while the ring G ^% secures the sealing of the position between the ring D and the sleeve C together with the packing and prevents any escape of steam. There are thus relieved, the packing ring t Heile on the vapor pressure and can produce, while being pressed on the other, but d by the elastic rings or band with a fully sufficient to seal against the rod prints no undue friction of the piston rod. In addition, the disk u remains in an unchangeable position against the sleeve C, the ring D and the secondary flange of the cylinder cover, while the ring (? ² and the packing are allowed to follow any lateral movement of the piston rod without hindrance.

Die Nuthen d^z werden bei dieser letzten Anordnung in den äufseren Endflächen der Packungsringtheile und die in die Nuthen d³ einspringende Federn oder Rippen, wie e^l, auf der anstofsenden Fläche des Ringes F² angebracht.In this last arrangement, the grooves d ^z are placed in the outer end faces of the packing ring parts and the tongues or ribs, such as e ¹ , which enter into the groove seams d ³ , are attached to the surface of the ring F ² which is in contact with it.

Claims

Patent Claims:

1. In the case of metal seals for piston and valve rods, the connection of the assembled ring E with the rings FGH and the springs / acting in the longitudinal direction.

2. The elastic disc u in connection with the packing ring parts b ^s b ⁶ , the rod B, the ring G ¹ , the sleeve C and the ring D, for the stated purpose.

For this purpose I sheet drawings.