DE3016080A1 - BELLOW SEAL VALVE - Google Patents
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Description
Balgdi chtungsventilBellows sealing valve
Die Erfindung betrifft ein Balgdichtungsventil mit einer aus einem Dichtungsbalg bestehenden Schaftdichtung, insbesondere ein Balgdichtungsventil mit einem mit dem Dichtungsbalg in Verbindung stehenden Gegenbalg und einem in den Innenräumen der beiden Bläge abgedichteten Schutzgas. Das Balgdichtungsventil der Erfindung hat hierdurch eine verbesserte Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Stabilität.The invention relates to a bellows seal valve with a a sealing bellows existing shaft seal, in particular a bellows sealing valve with a with the sealing bellows associated counter-bellows and a protective gas sealed in the interior of the two bellows. The bellows seal valve the invention thereby has an improved service life, reliability and stability.
Ein Balgdichtungsventil hat eine aus einem Balg bestehende Schaftdichtung. Der den Ventilschaft umgebende Balg ist im allgemeinen an seinem einen Ende an ein Ventilglied und an seinem anderen Ende an eine Wand des Ventilsgehäuses derart geschweißt, daß ein durch das Ventil strömendes Fluid längs der Umfangsfläche des Ventilschafts selbst dann nicht austritt, wenn der Ventilschaft bewegt wird.A bellows seal valve has a stem seal consisting of a bellows. The bellows surrounding the valve stem is in generally at one end to a valve member and at its other end to a wall of the valve housing in such a manner welded so that a fluid flowing through the valve does not leak along the circumferential surface of the valve stem even then, when the valve stem is moved.
Wenn aber ein herkömmliches Balgdichtungsventil bei einem Hochtemperaturfluid angewendet wird, wird die Temperatur in dem Bereich des Balgs, der dem in Berührung mit der Flüssigkeit stehenden Bereich gegenüberliegt, auf eine solche Höhe erhöht, daß der Balg leicht oxidiert wird. Dies beeinträchtigt die Lebensdauer des Balgs. Wenn der Balg bei Gebrauch bricht, tritt das durch das Ventil strömende Fluid sofort aus.However, when a conventional bellows seal valve is applied to a high temperature fluid, the temperature in the area of the bellows opposite the area in contact with the liquid to such a height increases that the bellows is easily oxidized. This affects the life of the bellows. When the bellows in use breaks, the fluid flowing through the valve escapes immediately.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der oben genannten Nachteile bei einem herkömmlichen Balgdichtungsventil. An object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks in a conventional bellows seal valve.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Balgdichtungsventils, das eine Erhöhung seiner Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Stabilität ermöglicht und zum Verhindern von Leckverlusten eines durch das Ventil strömenden Fluids einen doppelten Dichtungsaufbau hat.Another object of the invention is to provide a bellows seal valve which increases its service life, Reliability and stability enables and prevents leakage of a fluid flowing through the valve has a double seal structure.
Die Erfindung ergibt eine Verbesserung bei einem Balgdichtungsventil mit einem Ventilgehäuse einschließlich eines darin ausgebildeten Ventilsitzes, mit einem Ventilschaft', der durch eine in der Wand des Ventilgehäuses vorgesehene Öffnung in das Ventilgehäuse eingesetzt ist, mit einem Ventilglied am unteren Ende des Ventilschafts und mit einem Dichtungsbalg zwischen dem Ventilglied und dem Ventilgehäuse um die Öffnung zur Abdichtung des Ventilschafts. Durch Bewegen des Ventilschafts wird das Ventilglied in Berührung mit dem Ventilsitz gebracht und davon wegbewegt.The invention provides an improvement in a bellows seal valve with a valve housing including a valve seat formed therein, with a valve stem ', the is inserted into the valve housing through an opening provided in the wall of the valve housing, with a valve member at the lower end of the valve stem and with a sealing bellows between the valve member and the valve housing the opening for sealing the valve stem. By moving the valve stem, the valve member is in contact with the Valve seat brought and moved away from it.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch einen Gegenbalg in einem Bereich an dem Ende des Dichtungsbalgs, das dem in Berührung mit einem im Ventilgehäuse strömenden Fluid stehenden Ende gegenüberliegt. Der Gegenbalg dichtet einen überstehenden Teil des Ventilschafts außerhalb des Ventilgehäuses ab und steht mit dem Dichtungsbalg in Verbindung. In den Innenräumen des Dichtungsbalgs und des Gegenbalgs ist ein Schutzgas abgedichtet.The invention is characterized by a counter-bellows in an area at the end of the sealing bellows which is in contact with it with a fluid flowing in the valve housing end opposite. The counter bellows seals a protruding one Part of the valve stem from outside the valve housing and is in communication with the sealing bellows. In the interiors the sealing bellows and the counter bellows are sealed with an inert gas.
Ein Balgdichtungsventil nach der Erfindung ist insbesondere dort wirksam, wo eine hohe Zuverlässigkeit des Ventils gefordert ist, und wenn es bei einem Hochtemperatur fluid angewendet wird. Es wird zweckmäßig bei einem Flüssigmetall in einer Anlage mit einem schnellen Brüter oder anderen Arten von Kernkraftanlagen und bei chemischen Anlagen angewendet.A bellows seal valve according to the invention is particularly Effective where a high reliability of the valve is required and when it is used at a high temperature fluid will. It is useful for a liquid metal in a facility with a fast breeder or other species used by nuclear power plants and chemical plants.
Die Erfindung wird in Verbindung mit der Zeichnung beispielsweise beschrieben.The invention is illustrated in conjunction with the drawing, for example described.
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Die einzige Figur zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in Anwendung bei einem Kugelventil, wobei die Grundkonstruktion und der Betrieb im wesentlichen dieselben wie bei einem herkömmlichen Ventil sind.The single figure shows an embodiment of the invention applied to a ball valve, the basic construction and operations are substantially the same as a conventional valve.
Am oberen Endteil eines VentilSchafts 2 ist ein Handgriff 1 vorgesehen. Der Ventilschaft 2 ist in ein Ventilgehäuse k durch eine Öffnung 12 eingesetzt, die in einer Wand des Ventilgehäuses, d.h. in einer Begrenzungswand 6, ausgebildet ist.A handle 1 is provided on the upper end part of a valve stem 2. The valve stem 2 is inserted into a valve housing k through an opening 12 which is formed in a wall of the valve housing, that is to say in a delimiting wall 6.
Wenn der Handgriff 1 gedreht wird, wird der Ventilschaft 2 ohne Drehung senkrecht bewegt. Als Ergebnis wird ein am unteren Endteil des Ventilschafts 2 befestigtes Ventilglied 2 in Berührung mit einem Ventilsitz 5 im Ventilgehäuse 4 gebracht oder davon wegbewegt zum Öffnen und Schließen des Ventils. Zwischen dem Ventilglied 3 und der Begrenzungswand 6 ist ein Dichtungsbalg 7 vorgesehen. Ein Ende des Dichtungsbalgs 7 ist an das Ventilglied 3 geschweißt, während das andere Ende an die Begrenzungswand 6 geschweißt ist, wodurch der Ventilschaft 2 abgedichtet ist. Das Ventilgehäuse ist von einem wärmeisolierenden Material 8 umschlossen.When the handle 1 is rotated, the valve stem 2 is moved vertically without rotation. As a result, one will be at the bottom Valve member 2 attached to the end part of the valve stem 2 is brought into contact with a valve seat 5 in the valve housing 4 or moved away from opening and closing the valve. Between the valve member 3 and the boundary wall 6 a sealing bellows 7 is provided. One end of the sealing bellows 7 is welded to the valve member 3, while the other End is welded to the boundary wall 6, whereby the valve stem 2 is sealed. The valve body is from enclosed by a heat insulating material 8.
Bei dieser Ausführungsform ist der Gegenbalg 10 zwischen der Begrenzungswand 6 und einer am oberen Teil des Ventilschafts 2 befestigten Montageplatte 9 vorgesehen, wobei in den inneren hohlen Bereichen A des Dichtungsbalgs 7 und des Gegenbalgs 10 ein Schutzgas abgedichtet ist. Durch einen Bereich B strömt ein Fluid. Es ist ein Luftbereich C vorgesehen.In this embodiment, the mating bellows 10 is between the Boundary wall 6 and a mounting plate 9 attached to the upper part of the valve stem 2 is provided, in the inner hollow areas A of the sealing bellows 7 and the counter-bellows 10 is sealed with a protective gas. Through an area B a fluid flows. An air area C is provided.
Im allgemeinen wird ein Inertgas oder Schutzgas von einem nicht gezeigten Schutzgas-Abdichtungsstopfen in der Montageplatte 9 aus eingeführt, an dem der Gegenbalg 10 befestigt istο Das Schutzgas tritt dann durch einen Spalt zwischen der Öffnung 12 der Begrenzungswand 6 und dem Ventilschaft 2 in den Dichtungsbalg 7 ein.In general, an inert gas or protective gas is supplied from a protective gas sealing plug, not shown, in the mounting plate 9 introduced, to which the counter bellows 10 is attached o The protective gas then passes through a gap between the Opening 12 of the boundary wall 6 and the valve stem 2 in the sealing bellows 7.
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Da die Bereiche A mit Schutzgas gefüllt sind, wird der Dichtungsbalg selbst dann niemals oxidiert, wenn, seine Temperatur aufgrund eines durch das Ventil strömenden Hochtemperaturf luids auf ein hohes Niveau angehoben wird.Since the areas A are filled with protective gas, the sealing bellows is never oxidized even if its temperature is raised to a high level due to a high-temperature fluid flowing through the valve.
Der Gegenbalg 10 hat einen Luftbereich C um sich und befindet sich in einem oberen nichtwärmeisolierenden Bereich. Daher ist die Temperatur des Gegenbalgs 10 nicht erhöht und wird dieser niemals oxidiert. Zum Aufrechterhalten des Gegenbalgs 10 auf einer niedrigen Temperatur kann in einer Seitenwand eines oberen Gehäuses 11 eine nicht gezeigte Entlüftung vorgesehen' sein, oder es kann zwischen der Begrenzungswand 11 und der gegenüberliegenden Wand des oberen Gehäuses 11 (zwischen den Bereichen B und C) eir\ wärmeisolierendes Material 13 eingesetzt werden.The counter-bellows 10 has an air area C around it and is located in an upper non-heat-insulating area. Therefore, the temperature of the opposing bellows 10 is not increased and it is never oxidized. To maintain the counter-bellows 10 at a low temperature, a vent (not shown) can be provided in a side wall of an upper housing 11, or between the boundary wall 11 and the opposite wall of the upper housing 11 (between the areas B and C) a vent can be provided. heat insulating material 13 are used.
Wenn der Dichtungsbalg 7 im Ventil nach der Erfindung brechen sollte, können Leckverluste des hindurchströmenden Fluids durch den Gegenbalg 10 verhindert v/erden. Wenn folglich ein Pluiddetektor 14 (z.B. ein Natriumsensor für den Fall, daß Natrium durch das Ventil strömt) in diesen Bälgen 7 und 10 vorgesehen ist, d.h. in den Bereichen A, können Leckverluste am Fluid durch den Fluiddetektor früher gefunden werden, so daß das Auftreten von Unfällen verhindert werden kann.If the sealing bellows 7 should break in the valve according to the invention, leakage losses of the fluid flowing through can occur prevented by the mating bellows 10 v / grounding. Thus, if a fluid detector 14 (e.g. a sodium sensor in the event that Sodium flows through the valve) is provided in these bellows 7 and 10, i.e. in areas A, leakage losses can occur on the fluid can be found earlier by the fluid detector, so that accidents can be prevented from occurring.
Experimentelle Daten bezüglich des Einflusses der Atmosphäre der Bälge auf deren Lebensdauer sind in der folgenden Tabelle angegeben.Experimental data regarding the influence of the atmosphere of the bellows on their lifespan are given in the table below specified.
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Atmosphäre
außerhalb
des Balgsthe atmosphere
outside of
of the bellows
Atmosphäre innerhalb des BalgsAtmosphere within the bellows
Temperaturtemperature
Lebensdauer (experimenteller Wert)Service life (experimental value)
Luf-f-Luft Luf-f-air
flüssiges
Natriumliquid
sodium
Luft Luft ArgongasAir air argon gas
500500
2020th
400400
2 χ 10H Zyklen2 χ 10 H cycles
2 χ 105 Zyklen2 χ 10 5 cycles
1,7 x 106 Zyklen1.7 x 10 6 cycles
Der· Balg war selbst am Ende der Zyklen nicht gebrochen)The bellows was not broken even at the end of the cycles)
Es folgen Angaben über den bei den obigen Versuchen verwendeten Balg:The following is information about the bellows used in the above experiments:
Material:Material:
freie Länge:free length:
größerer Durchmesser:larger diameter:
kleinerer Durchmesser:smaller diameter:
Dicke:Thickness:
Zahl· der Wulste:Number of beads:
Dehnungsstrecke:Stretching distance:
Ausführung:Execution:
nichtrostender Stahl (SUS 316L) 50 mm
55 nun
36 mmstainless steel (SUS 316L) 50 mm
55 well
36 mm
0,2 mm χ 2 Lagen
110.2 mm χ 2 layers
11
12 mm12 mm
nahtloser, mit zwei Lagen geformter Balg.seamless bellows formed with two layers.
Die Ergebnisse der obigen Versuche zeigen, daß die Lebensdauer der bei der Erfindung angewendeten Dichtungsbälge etwa das Hundertfache von derjenigen herkömmlicher Bälge ist, und daß die Lebensdauer des bei der Erfindung angewendeten Gegenbalgs, sofern er so ausge" _t ist, daß er auf einer normalen Temperatur gehalten wird, das etwa Zehnfache derjenigen eines herkömmlichen Balges ist. Daher beträgt die Lebensdauer einesThe results of the above tests show that the life of the sealing bellows used in the invention is about a hundred times that of conventional bellows, and that the life of the mating bellows used in the invention, provided that it is designed to be at a normal temperature is held, which contains about ten times that of a conventional bellows is. Therefore, the life is an
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Balgdichtungsventils als Ganzes nach der Erfindung das etwa Zehnfache von derjenigen eines herkömmlichen Balgdichtungsventils. Bellows seal valve as a whole according to the invention that approximately Ten times that of a conventional bellows seal valve.
Ein in einem Balgdichtungsventil der obigen Konstruktion nach der Erfindung verwendeter Dichtungsbalg hat wenigstens eine hundertfache Lebensdauer von derjenigen eines herkömmlichen Dichtungsbalgs und auch eine verbesserte Sicherheit gegenüber Leckverlusten an einem durch das Ventil strömenden Fluids. Selbst wenn eine Balgdichtung in einem Ventil nach der Erfindung gebrochen ist, wird ein durch das Ventil strömendes Fluid durch den Gegenbalg abgedichtet. Dies gestattet eine starke Verbesserung der Sicherheit eines Ventils gegenüber Leckverlusten an einem durch dieses hindurchströmenden Fluids. Da die Lebensdauer eines bei der Erfindung verwendeten G&genbalgs etwa um das Zehnfache der Lebensdauer von Bälgen bei einem herkömmlichen Balgdichtungsventil erhöht ist, ist die Lebensdauer eines Balgdichtungsventils als Ganzes gemäß der Erfindung gegenüber derjenigen eines herkömmlichen Ventils dieser Art in hohem Ausmaß erhöht. Somit können auch die Zuverlässigkeit und Sicherheit eines Balgdichtungsventils nach der Erfindung in merklichem Ausmaß erhöht werden.One in a bellows seal valve of the above construction The sealing bellows used in the invention has at least one hundreds of times the service life of that of a conventional sealing bellows and also an improved safety compared to it Leakage of a fluid flowing through the valve. Even if a bellows seal in a valve according to the invention is broken, a fluid flowing through the valve is sealed by the mating bellows. This allows one Great improvement in the safety of a valve against leakage losses in a fluid flowing through it. Since the life of a bellows used in the invention is increased by about ten times the service life of bellows in a conventional bellows seal valve, is Lifetime of a bellows seal valve as a whole according to the invention compared to that of a conventional valve of this species increased to a great extent. Thus, the reliability and safety of a bellows seal valve can also be improved of the invention can be increased to a significant extent.
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