DEVICE FOR ASSURING THE EFFECTIVE SEALING OF A BUTTERFLY VALVE

Abstract: 1. Apparatus for ensuring the sealing action of a shut-off element (1) comprising at least one sealing element (3, 4) between the shut-off element (1) and the housing (2) which is to be sealed, as well as a metal sealing ring (5, 6), where in the closed position the sealing element (4) is held between an end face (6a) of the sealing ring and the housing and/or the shut/off element (1), and the sealing ring consiste of two cylindrical annular components (5, 6) which are arranged one behind the other with respect to the cylinder axis, and which interlock through a device for adjusting their mutual distance, one of the annular components (6) being connected to a device (8, 10, 12, 13) which exerts a torque parallel to the cylinder axis and being mounted in the housing (2) so as to be rotatable about the cylinder axis, whilst the other annular component (5) is mounted in the housing by means of a safety device which prevents rotary movement about the cylinder axis, characterized in that after destruction of the sealing element (3, 4), the front annular component (6) contacts the shut-off element (1) and the housing (2) in a self-sealing manner ; that the torque-exerting device (8, 10, 12, 13) operates under prestress and that the shut-off element is a flap valve (1) and the adjustment device is a spur gear.

Description: Vorrichtung zur Sicherung der Dicht wirkung einer Absperrklappe Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sicherung der Dichtwirkung einer Absperrklappe mit wenigstens einem Dichtelement zwischen Absperrklappe und dem abzudichtenden Gehäuse sowie einem metallenen Dichtring, wobei das Dichtelement zwischen einer Stirnseite des Dichtringes und dem Gehäuse und/oder der Absperrklappe in Schliessstellung gehalten wird. Derartige Absperrvorrichtungen sind bereits bekannt. Ublicherweise sind die Dichtelemente gegen hohe Temperatureinwirkung oder gegen chemisch aggressive Substanzen nicht beständig. Dabei muss das Dichtelement nicht notwendigerweise einer direkten Feuereinwirkung ausgesetzt sein, zur Zerstörung des Dichtelements genügt bereits der Kontakt mit stark erhitztem Fluid. Wird das Dichtelement zerstört, ist die Dichtwtkung der Absperrklappe nicht mehr gewährleistet, so dass ain Durchbreche:l des Fluids nicht verhindert werden kann. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zu entwickeln, durch die die Dichtwirkung einer Absperrklappe der eingangs beschriebenen Art auch bei zerstörtem Dichtelement gesichert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Dichtring aus zwei zylinderförmigen, bezüglich der Zylinderachse hintereinanderliegenden Ringteilen besteht, die über eine Stirnverzahnung ineinander greifen, wobei einer der Ringteile mit einer ein parallel zur Zylinderachse liegendes Drehmoment ausübenden Vorrichtung in Verbindung steht und um die Zylinderachse drehbar im Gehäuse gelagert ist, während der andere Ringteil mittels einer Sicherung gegen Drehbewegungen um die Zylinderachse im Gehäuse gelagert ist. Erfindungsgemäss ist das Drehmoment, das auf eines der Ringteile wirkt, so orientiert, dass aufgrund der Formgebung der Stirnverzahnung auf das das Dichtelement berührende Ringteil - im weiteren auch vorderes Ringteil genannt eine parallel zur Zylinderachse liegende, in Richtung auf das Dichtelement wirkende Kraft ausgeübt wird. Solange das Dichtelement seine ursprüngliche Form beibehält und seine Funktion, das Gehäuse und die Absperrklappe abdichtend miteinander zu verbinden, erfüllt, ist das vordere Ringteil unbeweglich, so dass beide Ringteile ineinander greifen. Sobald das Dichtelemnt, beispielsweise bei hoher Temperatureinwirkung durch Feuer, zerstört wird, versetzt die das Drehmoment ausübende Vorrichtung ein Ringteil in eine Drehbewegung um seine Längsachse. Durch die Stirnverzahnung der Ringteile und ihre Lagerung im Gehäuse hebt sich das vordere Ringteil bei der Drehbewegung aus der Verzahnung. Die Höhe der Stirnzähne ist dabei so gewählt, dass bei völlig zerstörtem Dichtelement das vordere Ringteil am Gehäuse und an der Absperrklappe in Schliessstellung dicht anliegt. Das vordere Ringteil, das natSir- lich aus feuerfestem Material, vorzugsweise aus Metall, besteht, bewirkt auf diese Weise eine sichere Abdichtung, so dass die Absperrklappe auch bei hohen Temperaturen funktionstüchtig bleibt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung steht der das Dichtelement nicht berührende Ringteil mit der das Drehmoment ausübenden Vorrichtung in Verbindung und ist in axialer Richtung gegen das Gehäuse abgestützt, während der andere Ringteil in einer zur Zylinderachse nur parallele Bewegungen zulassenden Führung gehalten ist. Der das Dichtelement nicht berührende Ringteil - im weiteren auch hinteres Ringteil genannt - kann somit bezüglich der Zylinderachse nur Drehbewegungen, der vordere Ringteil nur Parallelbewegungen ausführen. In einer besonders einfach herzustellenden Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung ist der das Dichtele- ment nicht berührende Ringteil fest mit dem Gehäuse und und der andere Ringteil mit der das Drehmoment ausübenden Vorrichtung verbunden. In dieser Ausgestaltung ist das hintere Ringteil starr mit dem Gehäuse verbunden und somit relativ zum Gehäuse nicht beweglich. Das vordere Ringteil hingegen liegt mit einer Stirnseite am Dichtelement an, während die andere Stirnseite eine Stirnverzahnung trägt, über die das vordere Ringteil bei intaktem Dichtelement in die entsprechende Verzahnung des hinteren Ringteils eingreift. Das vordere Ringteil ist also mit dem Gehäuse nicht fest verbunden und bei nachgebendem Dichtelement in Richtung parallel zur Zylinderachse des Ringteils verschiebbar sowie um die Zylinderachse drehbar. Mit Vorteil greifen die Ringteile bei intaktem Dichtelement formschlüssig ineinander, da auf diese Weise eine Verschmutzung von Zwischenräumen zwischen den Stirnverzahnungen vermieden wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind die Zahnflanken der Stirnverzahnung so geformt, dass auf das das Dichtelement berührende Formteil in axialer Richtung eine konstante Kraft ausgeübt wird. Das vordere Dichtelement übt somit stets eine konstante Kraft auf das Dichtelement aus. Somit ist die auf das intakte Dichtelement und die bei zerstörtem Dichtelement auf die Absperrklappe und das Gehäuse ausgeubte Kraft etwa gleich gross. Ein Nachlassen der Dichtwirkung bei zerstörtem Dichtelement bedingt durch einen geringen Anpressdruck des vorderen, aus der Verzahnung gehobenen Dichtelements wird daher vermieden. Mit Vorteil enthält die das Drehmoment ausübende Vorrichtung eine Feder und ein Seil, wobei das Seil am Umfang des das Dichtelement berührenden Ringteils befestigt ist und durch eine Aussparung im Gehäuse geführt, entlang eines Teiles des Ringumfanges Åam Ringteil anliegend über eine Spindel mit der gespannten Feder verbunden ist. Anhand eines schematisch aargestellten Ausführungsbei- spieles soll eine erfindungsgemässe-Vorrichttng be schrieSen und ihre Funktionsweise erläutert-werien. Hierbei zeigt: Figur 1 eine erfindungsgemässe Schutzeinrichtung mit einer Absperrklappe in Schliessstellung und einem intakten Dichtelement; Figur 2 einen Schnitt durch die Schutzeinrichtung entlang der in Figur 1 angezeigten Linie II-II. Figur 1 zeigt eine runde Absperrklappe 1 zur Abdichtung einer Öffnung in einem Gehäuse 2 in geschlossenem Zustand. Das Dichtelement besteht im Ausführungsbeispiel aus zwei ringförmigen, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen gefertigten Dichtelementen 3, 4. Je eines der Elemente ist an der Absperrklappe 1 bzw. am Gehäuse 2 angebracht. Mit dem Gehäuse 2 fest verbunden ist ein hinteres Ringteil 5, das mit der einen Stirnseite 5a gegen das Gehäuse 2 abgestützt ist und auf der anderen Stirnseite Sb eine Stirnverzahnung trägt. Zwischen den Dichtelementen 3, 4 und dem hinteren Ringteil 5 ist ein vorderes Ringteil 6 angeordnet, das am Gehäuse 2 anliegt, jedoch nicht starr mit diesem verbunden ist. Das vordere Ringteil 6 beruht mit der einen Stirnfläche 6a das bzw. die Dichtelemente, während es an der gegenüberliegenden Stirnfläche 6b eine Stirnverzahnung trägt, über die das vordere Ringteil 6 und das hintere Ringteil 5 formschlüssig ineinander greifen können. Im Gehäuse 2 ist eine Aussparung 7 vorge- sehen, in der ein Seil 8 am Ringteil 5 bzw. 6 anliegend verläuft. Die in Figur 1 der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellte, ein Drehmoment auf das Ringteil 6 ausübende Vorrichtung ist in Figur 2 gezeigt, in der glei che Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Das Seil 8 ist mit seinem einen Ende am vorderen Ringteil 6 befestigt, liegt an einem Teil des Umfanges dieses Ringteiles an und wird über eine Bohrung 9 aus dem Gehäuse 2 geführt und ist mit dem anderen Ende an einer Spindel 10 befestigt. Spindel 10 ist durch eine Stopfbuchspackung 11 abgedichtet und mit einer Feder 12 verbunden. Diese Feder 12 ist über die Spindelführung 13 gegen das Gehäuse 2 abgestützt und durch eine Haube 14 geschützt. Im Ausführungsbeispiel sind die Dichtelemente 3, 4 in funktionstüchtigem Zustand dargestellt. Wie bereits erläutert, können diese Dichtelemente bei hoher Temperatureinwirkung durch Feuer zerstört werden und durch eine metallische. Abdichtung ein Durchbrechen des Fluids verhindert werden. Dazu überträgt die Feder 12 ihre Kraft über die Spindel 10 und das Seil 8 auf das vordere Ringteil 6 und setzt diesen - so die Festigkeit der Dichtelemente abnimmt - in eine Drehbewegung um seine Längsachse. Durch die Stirnverzahnung auf dem Ringteil 5 wird der Ringteil 6 gleichzeitig in eine Längsbewegung versetzt, bis er sich aus der Verzahnung gehoben hat und am Gehäuse im Bereich des Punktes 15 anliegt. In Schliessstellung wird die Absperrklappe 1 in den Ringteil 6 hineingepreBt. Die Steigung der Verzahnung ist so gewählt, dass die von der Feder im gespannten und ungespannten Zustand wirkende Kraft in axialer Richtung etwa gleich gross ist.

Claims: Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Sicherung der Dichtwirkung einer Absperrklappe mit wenigstens einem Dichtelement zwischen Absperrklappe und dem abzudichtenden Gehäuse sowie einem metallenen Dichtring, wobei das Dichtelement zwischen einer Stirnseite des Dicht ringes und dem Gehäuse und/oder der Absperrklappe in Schliessstellung gehalten wird, dadurch gekenn zeichnet, dass der Dichtring aus zwei zylinderförmi gen, bezüglich der Zylinderachse hintereinander liegenden Ringteilen (5, 6) besteht, die über eine Stirnverzahnung ineinander greifen, wobei einer der Ringteile mit einer ein parallel zur Zylinder achse liegendes Drehmoment ausübenden Vorrichtung in Verbindung steht und um die Zylinderachse dreh- bar im Gehäuse gelagert ist, während der andere Ringteil mittels einer Sicherung gegen Drehbewegun gen um die Zylinderachse im Gehäuse gelagert ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der das Dichtelement nicht berührende Ringteil (5) mit der das Drehmoment ausübenden Vorrichtung in Ver bindung steht und in axialer Richtung gegen das Ge häuse (2) abgestützt ist, während der andere Ring teil (6) in einer zur Zylinderachse nur parallele Bewegungen zulassenden Führung gehalten ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der das Dichtelement nicht berührende Ringteil (5) fest mit dem Gehäuse (2) verbunden ist und der andere Ringteil (6) mit der das Drehmoment ausübenden Vor richtung verbunden ist. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass die Ringteile bei intaktem Dichtelement formschlüssig ineinander greifen. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken der Stirn verzahnung so geformt sind, dass auf das das Dicht element berührende Formteil (6) in axialer Richtung eine konstante Kraft ausgeübt wird. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass die Drehmoment ausübende Vorrichtung eine Feder (12) und ein Seil (8) ent hält, wobei das Seil am Umfang eines der Ringteile befestigt ist und durch eine Aussparung (7) im Ge häuse (2) geführt, entlang eines Teiles des Ringum fangs am Ringteil anliegend über eine Spindel (10) mit der gespannten Feder (12) verbunden, ist.

Inventors: LEINER, FRIEDRICH, WAGNER, OTTO
Applicants: LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: F16K1
IPC codes: F16K5, F16K1