DE8905628U1

DE8905628U1 - Stopfbüchsdichtung

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Publication number: DE8905628U1
Application number: DE8905628U
Authority: DE
Original assignee: Klinger AG
Current assignee: Klinger AG
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1989-05-05
Publication date: 1989-07-13

Description

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STOPFBÜCHSDICETÜNG

Die Neuerung bezieht sich auf eine axial spannbare Stopfbüchsdichtung zum Abdichten zwischen einer Gehäusebohrung und einem darin verschiebbaren, zylindrischen Element, mit Packungsringen aus verformbarem Dichtungsmaterial, die in der Gehäusebohrung angeordnet sind und deren Außen- und Innemnantel mit dem Gehäuse bzw- dem zylindrischen Element dichtend in Eingriff stehen, wobei wenigstens ein Packungsring Bi&ägraphit enthält. Solche Stopfbüchsdichtungen haben sich gut durchgesetzt und im Vergleich zu keinen Blähgraphit enthaltenden Bauweisen sehr gut bewährt. Die sich ergebende Dichtheit ist für normale An* Wendungen zufriedenstellend, obwohl - je nach Bean* spruchung - ein axiales Nachspannen, d.h. Zusammenpressen fallweise erforderlich wird.

Die sich bei solchen Bauweisen ergebende Dichtheit ist dann nicht ausreichend, wenn umweltschädliche Medien enthaltende Räume abgedichtet werden müssen, weil dann trotz axialem Nachspannen solche Medien in unzulässig großen Mengen austreten. Die Neuerung beschäftigt sich mit der Aufgabe, die Dichtheit der bekannten Stopfbüchsenbauweise so weit zu verbessern, daß auch stark schädigende Medien sicher ausreichend abgedichtet werden. Es wurde gefunden, daß dies einfach dadurch erreicht wird, daß mindestens «siner der Blähgraphit enthaltenden Packungsringe zumindest an der unterdruckseitigen Stirnfläche mit einer für das anzudichtende Fluid undurchlässigen ringförmigen Abdeckung und am Innendurchmesser mit einem Abstreifelement aus Kunststoff versehen ist. Durch diese Konstruktion ist eine Kombination vcn Wirkungen erzielbar. Durch die ringförmige Abdeckung sind zunächst beim Graphit enthaltenden Packungsring ein Durchtritt oder ein Austritt eines diffusionsfähigen Mediums verhindert, sodaß durch das Abstreifelement

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eine zusätzliche Abdichtung ab dem verschiebbaren und jj gegebenenfalls gleichzeitig verdrehenden zylindrischen · Element, sowie eine Äbstreifwirkung für die auf diesem &iacgr; Element haftenden Graphitteilchen erreicht wird. Es ergibt sich eine sehr gute Dichtheit und - bei richtiger Materialwahl für das Abstreifelement - ein geringer Verschleiß,

sodaß auch sin axiales Nachpressen weitgehend vermieden .j werden kann und in vielen Fällen Faltenbalgabdichtungen

nicht nötig sind.

L Weitere Verbesserungen sind aus den Unteransprüchen |. xu entnehmen.

Die Neuerung wird nun anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele in For=; eines Kolbenventils (Aufrißschnitt) näher erläutert.

Dieses Ventil besteht gemäß Fig. 1 aus einem Gehäuse 1 (Anschlußenden nicht dargestellt), in dessen Gehäusebohrung ein unterer Dichtungsring 2 und ein oberer Dichtungsring eingesetzt sind, die durch ein käfigartiges Distanzstück voneinander getrennt sind. Diese Dichtungsringe wirken mit einem Kolben 5 zusammen, der mittels eines Spindel 6 axial in eine obere Offen- und eir.e untere Schließstellung verstellbar ist. In der dargestellten Schließstellung steht dieser Kolben 5 mit beiden Dichtungsringen in dichtender Verbindtng, sodaß die Strömung zwischen der einen Gehäuseöffnung I¹ und der anderen Gehäuseöffnung 1" unterbrochen ist. In der Offenstellung wirkt der Kolben nur mehr mit dem oberen Dichtungsring 3 zusammen und die Strömungsverbindung zwischen den Gehäuseöffnungen 1' und 1" iöt freigegeben. Die Spindel 6 ist in einer (nicht dargestellten) Gewindeverbindung eines Oberteils 7 gelagert.

Dieses Oberteil 7 greift mit einem rohrförmigen Fortsatz in die Gehäusebohrung ein, wobei die Stiftschraubenverbindung 9 zwischen Gehäuse 1 und Oberteil 7 auch dazu dient, öle Dichtungsringe 2 und 3 unter axi&ler Spannung

zu halten, um eine ausreichende Abdichtung zwischen Kolben und Gehäuse über die Dichtungsringe herzustellen. Dieses Äbaiehtsystem bildet also eine axial spannbare Stopfbüchsdichtung.

Der untere Dichtungsring 2 kann beispielsweise aus Blähgraphit bestehen. Der obere Dichtungsring 3 besteht aus einem Packungsring 3^l, der aus gepreßten Blähgraphitgranulat (gegebenenfalls mit Beimengungen) mit einer Dichte von etwa l_f8 besteht. An der oberen und unteren Stirnseite sind 1 mm dicke Packungsringe 3"

Einbaus mit dem Graphitpackungsring 3¹ verklebt sein können, wobei zur Erhöhung des Einsatzbereichs auch gefülltes PTFE zur Anwendung kommen kann. Da diese PTFE Packungsringe infolge ihrer geringen Dicke zwar fließen, aber nur in geringem Maße können sie sowohl über die Ringbreite die Abdeckfunktion als auch am Innendurchmesser die Abstreiffunktion erfüllen.

Dieser erfindungsgemäße Aufbau der Stopfbüchsendichtung ergibt eine wesentlich verbesserte Abdichtwirkung nach aussen. Wenn man nämlich ein Ventil mit einer dargestellten" Stopfbüchsenbauweise einer Erprobung mit Sattdampf von 40 bar (25O°C) aussetzt, weist dieses Ventil vor der Erprobung unter einem Prüfdruck von 30 bar bei einer Prüfung mit Helium-Dichtheitsprüfgerät eine Dichtheit von 4.10~ mbar.l/sec. auf. Diese sehr geringe Undichtheit nimmt dann ohne axiale Nachspannung bis zu lOOO Betätigungen etwas zu und schwankt dann bis zu den vorgenommenen IO-0OO Betätigungen zwischen 1O~³ - 1O~⁴ mbar.l/sec., dabei entspricht der letztgenannte Wert anders ausgedrückt etwa einer Dichtheit \^Ton OjOOecmS/min. Diese ohne Nachspannen erzielte Dichtheit läßt schon den Vergleich mit manchen Falten-

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Bei einer Ausfuhrungsform, die big: auf die weggelassenen PTFE-Pacfcungsringe 3" mit der vorbeschriebenen identisch ist, ergeben sich unter gleichen Bedingungen vor der Erprobung eine Undichtheit von 3.10** inbar.l/sec., wobei diese Undichtheit schnell zunimmt und ab 1.000 Betätigungen schon etwa 10 mbar.l/sec. beträgt/ was anders ausgedrückt etwa einer ündichtheit von 6 l/min, entspricht. Es ist noch zu erwähnen, daß bei einer Erprobung mit einem trockenen Gas (statt Sattdampf) noch unterschiedlichere Erprobungsergebnisse zustande kommen.

Die Fig. 2 zeigt im Ausschnitt einen anderen Aufbau des oberen Dichtungsrings für ein Kolbenventil nach Fig. Er besteht aus einem Blähgraphit enthaltenden Packungsring CH*) und weist oben und unten einen abdeckenden Kunststoffring {11"} auf, der am Innendurchmesser einstückig als lippenförmiges Abstreifelement ausgebildet ist. Der Kunststoff ist in diesem Fall ein Polyamid.

Dieser Werkstoff läßt eine bedeutend höhere Temperaturbelastung, als PTFE zu, ist aber anderseits bedeutend weniger verformbar, sodaß bei einer Pressung zwischen Distanzstück 4 und Oberteilfortsatz 8 kein radiales Fließen eintritt und demnach die vorgesehene Lippe mit Untennaß auf den Kolben 5 aufgeschoben werden muß.

Die in Fig. 2 dargestellte Stopfbüchsendichtung ist also thermisch bedeutend höher belastbar und weist trotzdem noch eine sehr gute Dichtwirktmg auf. Bei einer g"¹ eichen Erprobung wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ergibt sich eine Anfangsdichtheit von 5.10~ mbar.l/sec. Nach 5.00O und 7.5OO Betätigungen ist bei 30 bar Helium noch

eine Dichtheit von 5.1O mbar.l/sec, erhalten, die dann allerdings bei 10.000 Betätigungen unter 30 bar Helium 4.1O absinkt. Die Dichtheitswerte sind also auch bei diesen höher belastbaren Dichtelementen noch bedeutend besser als beim vorgenannten Seispiel genannten Kontroliversuch mit einem Packungsring nach

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Es ist aber auch möglich, den oberen/ unterdruckseitigen Kunststoffring 11" nach Fig. 2 mit am Innendurchmesser vorgesehener Lippe im Außendurchniesser bedeutend kleiner vorzusehen_r sofern er - wie am vorliegendem Beispiel - vom Oberteilfortsatz 8 zusammengepreßt wird, weil dann dessen Stirnfläche direkt als Abdeckung wirkt. Ebenso kann auch der andere, untere Kunststoff ring (H") »it sineia kleineren ÄuSendurch= messer ausgeführt werden, weil dort die obere Stirnfläche des Distanzstücks 4 die Abdeckfunktion übernimmt·

Claims

: : :j6 SCHÜTZANSPRÜCHE

1. Axial spannbare Stopfbüchsdichtung zum Abdichten zwischen einer Gehäusebohrung und einem darin verschiebbaren, zylindrischen Element (5), mit Packungsringen (3) aus verformbarem Dichtungsmaterial, die in der Gehäusebohrung angeordnet sind und deren Außen- und Innenmantel mit dem Gehäuse (1) bzw. dem zylindrischen Element IS) dichtend in Eingriff stehen, wobei wenigstens ein Packungsring (3) Blähgraphit enthält, •^dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Blähgraphit enthaltenden Fadftungsringe (3¹) zumindest an der unterdruckseitigen Stirnfläche mit einer für das aßzudichtende Fluid undurchlässigen ringförmigen Abdeckung und am Innendurchmesser mit einem Abstreifelement aus Kunststoff versehen ist.

2. Stopfb'üchsdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung einstückig mit dem Abstreifelement, insbesondere in Lippenform, als Kunststoffring (3") ausgebildet ist.

Stopfbüchsdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring (3ⁿ) eine Stärke bis zu 2 mm besitzt, wobei die Stärke des Packungsrings (3*) ein Mehrfaches der Stärke des Kunststoff rings {3") ist.

Stopfbüchsdichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring (3ⁿ) aus Polytetrafluorethylen besteht.

Stopfbüchsdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das insbesondere in Üppenforai ausgebildete .Sbstreifelement aus Kunststoff mit einem dieses und die zugeordnete Ringstirnfläche abdeckenden metallischen fibdeckring (3") zusammenwirkt, der Spiel zum zylindrischen Element (5) besitzt.

6. Stopfbüchsdichtung nach einein der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Abdeckung C3·) mit dem P&ckungsring (3*) fest verbunden, vorzugsweise verklebt ist.

Stopfbüchsdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blähgraphit enthaltender Packungsring (3'} direkt an der mit der Stirnfläche die undurchlässige Abdeckung bildenden Stopfbuchsbrillt= od. dgl. anliegt, die mit dera Abstreifelement zusammenwirkt.