DE8905628U1 - Stuffing box seal - Google Patents
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Description
• · I· I
STOPFBÜCHSDICETÜNGSTUFFING BOX DICETÜNG
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. The innovation relates to an axially tensionable stuffing box seal for sealing between a housing bore and a cylindrical element that can be moved therein, with packing rings made of deformable sealing material that are arranged in the housing bore and whose outer and inner shells are in sealing engagement with the housing or the cylindrical element, with at least one packing ring containing bi-graphite. Such stuffing box seals have become well established and have proven to be very effective compared to designs that do not contain expanded graphite. The resulting tightness is satisfactory for normal applications, although - depending on the load - axial re-tensioning, i.e. compression, is sometimes necessary.
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 AbstreifelementThe tightness resulting from such constructions is not sufficient when spaces containing environmentally harmful media have to be sealed, because then, despite axial re-tightening, such media escape in unacceptably large quantities. The innovation is concerned with the task of improving the tightness of the known stuffing box construction to such an extent that even highly damaging media are reliably and adequately sealed. It was found that this can be achieved simply by providing at least one of the packing rings containing expanded graphite with an annular cover that is impermeable to the fluid to be sealed, at least on the negative pressure side, and with a plastic stripping element on the inner diameter. This construction achieves a combination of effects. The annular cover initially prevents a diffusible medium from passing through or escaping from the packing ring containing graphite, so that the stripping element
:- 2: -t :- 2: -t
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,an additional seal is achieved from the movable and, if necessary, simultaneously rotating cylindrical element, as well as a scraping effect for the graphite particles adhering to this element. This results in very good sealing and - if the right material is chosen for the scraping element - low wear.
sodaß auch sin axiales Nachpressen weitgehend vermieden .j werden kann und in vielen Fällen Faltenbalgabdichtungenso that axial re-pressing can be largely avoided .j and in many cases bellows seals
nicht nötig sind.are not necessary.
L Weitere Verbesserungen sind aus den Unteransprüchen |. xu entnehmen. L Further improvements are apparent from the dependent claims |. xu.
Die Neuerung wird nun anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele in For=; eines Kolbenventils (Aufrißschnitt) näher erläutert.The innovation will now be explained in more detail using the embodiments shown in the drawing in the form of a piston valve (section elevation).
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.According to Fig. 1, this valve consists of a housing 1 (connection ends not shown), in the housing bore of which a lower sealing ring 2 and an upper sealing ring are inserted, which are separated from each other by a cage-like spacer. These sealing rings interact with a piston 5, which can be axially adjusted by means of a spindle 6 into an upper open position and a lower closed position. In the closed position shown, this piston 5 is in a sealing connection with both sealing rings, so that the flow between the one housing opening 1 1 and the other housing opening 1" is interrupted. In the open position, the piston only interacts with the upper sealing ring 3 and the flow connection between the housing openings 1' and 1" is released. The spindle 6 is mounted in a threaded connection (not shown) of an upper part 7.
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 SpannungThis upper part 7 engages with a tubular extension in the housing bore, whereby the stud screw connection 9 between housing 1 and upper part 7 also serves to hold the sealing rings 2 and 3 under axial tension
zu halten, um eine ausreichende Abdichtung zwischen Kolben und Gehäuse über die Dichtungsringe herzustellen. Dieses Äbaiehtsystem bildet also eine axial spannbare Stopfbüchsdichtung.in order to ensure adequate sealing between the piston and the housing via the sealing rings. This sealing system therefore forms an axially tensionable stuffing box seal.
Der untere Dichtungsring 2 kann beispielsweise aus Blähgraphit bestehen. Der obere Dichtungsring 3 besteht aus einem Packungsring 3l, der aus gepreßten Blähgraphitgranulat (gegebenenfalls mit Beimengungen) mit einer Dichte von etwa lf8 besteht. An der oberen und unteren Stirnseite sind 1 mm dicke Packungsringe 3"The lower sealing ring 2 can be made of expanded graphite, for example. The upper sealing ring 3 consists of a packing ring 3 l , which consists of pressed expanded graphite granulate (possibly with admixtures) with a density of about l f 8. 1 mm thick packing rings 3" are attached to the upper and lower end faces.
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.Installation can be glued to the graphite packing ring 3 1 , whereby filled PTFE can also be used to increase the application area. Since these PTFE packing rings flow due to their low thickness, but only to a limited extent, they can fulfill the covering function across the ring width as well as the scraping function on the inner diameter.
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-This inventive design of the stuffing box seal results in a significantly improved sealing effect towards the outside. If a valve with a stuffing box design shown is subjected to a test with saturated steam at 40 bar (25O°C), this valve has a tightness of 4.10~ mbar.l/sec. before testing under a test pressure of 30 bar when tested with a helium leak tester. This very slight leak then increases slightly without axial re-tensioning up to 1000 operations and then fluctuates between 10~ 3 - 10~ 4 mbar.l/sec. up to the 10-000 operations carried out, whereby the latter value corresponds in other words to a tightness of approximately \ T of OjOOecmS/min. This tightness achieved without re-tensioning already allows comparison with some folding valves.
ü Zu ·ü To ·
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.In an embodiment that is identical to the one described above except for the omitted PTFE packing rings 3", under the same conditions before testing, a leak of 3.10** inbar.l/sec. is obtained, whereby this leak increases quickly and after 1,000 operations is already around 10 mbar.l/sec., which in other words corresponds to a leak of around 6 l/min. It should also be mentioned that when testing with a dry gas (instead of saturated steam), even more different test results are obtained.
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.Fig. 2 shows a detail of another structure of the upper sealing ring for a piston valve according to Fig. It consists of a packing ring containing expanded graphite CH*) and has a covering plastic ring {11"} at the top and bottom, which is formed in one piece on the inner diameter as a lip-shaped scraper element. The plastic in this case is a polyamide.
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.This material allows a significantly higher temperature load than PTFE, but on the other hand is significantly less deformable, so that when there is pressure between the spacer 4 and the upper part extension 8, no radial flow occurs and therefore the intended lip must be pushed onto the piston 5 with the bottom wet.
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 nochThe stuffing box seal shown in Fig. 2 can therefore withstand significantly higher thermal loads and still has a very good sealing effect. In a standard test such as the embodiment shown in Fig. 1, an initial tightness of 5.10~ mbar.l/sec is obtained. After 5,000 and 7,500 operations, at 30 bar helium,
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 nacha tightness of 5.1O mbar.l/sec, which then drops below 30 bar helium 4.1O after 10,000 operations. The tightness values are therefore still significantly better for these higher-load sealing elements than in the control test mentioned above with a packing ring according to
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&igr; · ·&ngr;·&igr; · ·&ngr;·
Es ist aber auch möglich, den oberen/ unterdruckseitigen Kunststoffring 11" nach Fig. 2 mit am Innendurchmesser vorgesehener Lippe im Außendurchniesser bedeutend kleiner vorzusehenr 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· However, it is also possible to make the upper/low-pressure side plastic ring 11" according to Fig. 2 with a lip provided on the inner diameter in the outer diameter significantly smaller if - as in the present example - it is pressed together by the upper part extension 8, because then its front surface acts directly as a cover. Likewise, the other, lower plastic ring (H") can also be designed with a smaller outer diameter because there the upper front surface of the spacer 4 takes over the covering function.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8905628U DE8905628U1 (en) | 1988-05-13 | 1989-05-05 | Stuffing box seal |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8806340 | 1988-05-13 | ||
| DE8905628U DE8905628U1 (en) | 1988-05-13 | 1989-05-05 | Stuffing box seal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8905628U1 true DE8905628U1 (en) | 1989-07-13 |
Family
ID=25953050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE8905628U Expired DE8905628U1 (en) | 1988-05-13 | 1989-05-05 | Stuffing box seal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8905628U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4306369A1 (en) * | 1993-03-02 | 1994-09-15 | Kempchen & Co Gmbh | Packing for stuffing boxes on fittings and apparatus |
| EP0836041A1 (en) * | 1996-10-09 | 1998-04-15 | Hydrair Limited | Devices for control offlow of shear sensitive materials |
| DE20005320U1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-05-10 | Braig, Hans, Hoerdt | Fireproof packing for sealing a valve stem |
| DE102009049422A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-21 | Behr Thermot-Tronik Gmbh | Valve for controlling a fluid flow |
-
1989
- 1989-05-05 DE DE8905628U patent/DE8905628U1/en not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4306369A1 (en) * | 1993-03-02 | 1994-09-15 | Kempchen & Co Gmbh | Packing for stuffing boxes on fittings and apparatus |
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