AT400747B

AT400747B - Stopfbuchsenanordnung

Info

Publication number: AT400747B
Application number: AT98094A
Authority: AT
Inventors: Werner Muschet
Original assignee: Schmidt Armaturen Ges M B H
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1996-03-25
Also published as: DE29505409U1; ATA98094A

Description

AT 400 747 B

Die Erfindung betrifft eine Stopfbuchsenanordnung für eine Regel- oder Absperrarmatur mit einer Stopfbuchsenpackung, die eine axial oder rotierend bewegliche Armaturenspindel in einer Ausnehmung der Spindeldurchführung in einem Gehäuseoberteil umgibt, sowie mit einer Stopfbuchsenbrille, die auf Gewindebolzen des Gehäuseoberteiles geführt und mit Muttern, insbesondere Sechskantgewindemuttern und Federn, insbesondere Tellerfedernpaketen auf den Gewindebolzen gegen die Stopfbuchsenpackung gespannt wird.

Ein großer Teil derartiger Armaturen wird im Rahmen von Anlagen verwendet, die hohen Anforderungen des Umweltschutzes entsprechen müssen. Die Bestimmungen der "Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft" kurz "TA-Luft" genannt, sind streng und erfordern Spindelabdichtungen bei Armaturen mit einer Spindelabdichtung, die ganz geringe Leckagen zulassen. Die Leckrate wird durch Vakuummethoden und oder Überdruckmethoden meist mit Helium als Prüfgas ermittelt.

Die üblichen Stopfbuchsenanordnungen genügen in den meisten Fällen nicht mehr den hohen Anforderungen. Anlagen mit Stopfbuchsenbrillen, die von Gewindebolzen durchgriffen und mit Muttern gegen die Packungsringe der Stopfbuchse gespannt werden, erfordern ständige Kontrolle und ein fortwährendes Nachspannen bzw. Nachziehen der Muttern, um die geforderte Dichtheit zu gewährleisten. Man ist daher dazu übergegangen, im Zusammenhang mit modernen Stopfbuchsenkonstruktionen längere Gewindebolzen einzusetzen und Tellerfedern bzw. Federnpakete zwischen die Muttern und die Stopfbuchsenbrille einzuschalten. Dadurch kann über lange Zeit die erforderliche Dichtungspressung bzw. Dichtung aufrechterhalten werden. Der Betrieb solcher Anlagen ist daher weniger wartungsintensiv als bei federlosen Stopfbuchsenkonstruktionen die eine Überprüfung der Brillenpressung in sehr kurzen Intervallen erforderlich macht.

Aus der DE-OS 39 32 599 ist ein Abdichtungssystem mit modifizierter Stopfbuchse bekannt, bei welcher zur Verbesserung der Spindelabdichtung die Packungsverdichtung und -nachstellung durch Federkraft erfolgt. Lange Gewindebolzen sind am Gehäuseoberteil eingeschraubt. Auf diesen ist die Stopfbuchsenbrille aufgesetzt und mit über Muttern nachstellbaren Tellerfedernpaketen gegen die Stopfbuchsenpak-kung gespannt. Tellerfedern haben gegenüber zylindrischen Schraubenfedern den Vorteil, daß eine hohe Federkraft bei vergleichsweise geringer Bauhöhe zur Krafteinleitung auf die Stopfbuchsenpackung zur Wirkung kommt. Demnach ist es nicht möglich, bereits bestehende herkömmliche federlose Ausführungen bloß durch Zwischenschaltung der Tellerfedernpakete in hochwertige wartungsarme Konstruktionen umzurüsten. Es müssen die Gewindebolzen getauscht werden. Dazu ist die Anlage abzuschalten, die Armatur zu zerlegen und mit neuen und ergänzenden Bauteilen wieder aufzubauen.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Stopfbuchsenanordnung anzugeben, auf die herkömmliche federlose Anordnungen kostengünstig und gegebenenfalls ohne Entfernung der Stopfbuchsenbrille, daher ohne Betriebsstillstand umgerüstet werden können. Eine solche Stopfbuchsenanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Muttern an ihren Sechskantbereich anschließend jeweils einen hülsenförmigen Ansatz, in axialer Richtung verlaufend aufweisen, in dessen Innerem das Mutterngewinde angeordnet bzw. fortgesetzt ist, und dessen äußere Mantelfläche gegenüber dem Sechskantbereich abgesetzt und im Durchmesser verkleinert ist, und wobei die Mantelfläche einen glatten Zentrierkern für die Federn, insbesondere Tellerfedernpakete bildet, wobei der Außendurchmesser der, Ansätze kleiner als der Bohrungsdurchmesser der Stopfbuchsenbrille ist und die Muttern mit den Ansätzen zur axialen Verlängerung der Gewindebolzen im Ausmaß der Tellerfedernpaketlänge aufschraubbar sind. Zum nachträglichen Umrüsten werden die Muttern entfernt und durch die neuen Muttern ersetzt, deren hülsenförmiger Ansatz die Federn, insbesondere das Tellerfedernpaket zentrierend trägt. Der Ansatz der Mutter verlängert gewissermaßen die für die Verwendung mit den Federn zu kuzen Gewindebolzen. Der hülsenförmige Ansatz muß durch die Bohrung der Stopfbuchsenbrille durchgreifen können. Daher muß der Durchmesser der Bohrungen in der Stopfbuchsenbrille größer sein, als der Außendurchmesser des insbesondere zylindrischen hülsenförmigen Ansatzes der Mutter. Es ist somit zweckmäßig, wenn die federlose Standardausführung einer Armatur auf die Möglichkeit des späteren Umrüstens im Sinne der Erfindung bereits Rücksicht nimmt und entsprechend große Bohrungen der Stopfbuchsenbrille vorsieht. Diese Bohrungen dienen ohnehin nicht der Zentrierung der Stopfbuchsenbrille auf dem Gehäuse der Armatur. Die Zentrierung wird durch den Stutzen der Stopfbuchsenbrille erreicht, dessen kreiszylindrische Außenfläche an der Wand der die Stopfbuchsenpak-kung, insbesondere die Stopfbuchsenpackungsringe aufnehmenden Ausnehmung des Gehäuseoberteiles anliegt.

Es ist zweckmäßig, wenn die axiale Länge des hulsenformigen Ansatzes der Mutter der Materialstärke der Stopfbuchsenbrille zuzüglich der Höhe des Tellerfedernpaketes bei minimaler Vorspannung, einschließlich der Stärke einer auf den Ansatz aufgeschobenen Beilagscheibe entspricht. Bei der Montage fluchtet daher die Stirnfläche des Ansatzes der Muttern mit der unteren Fläche der Stopfbuchsenbrille. Der Überstand des Ansatzes über die untere Fläche der Stopfbuchsenbrille hinaus ist ein Maß für die durch die Muttern eingestellte Federspannung bzw. die Preßkraft auf die Stopfbuchsenpackungsringe. Am Überstand 2

AT 400 747 B lassen sich Ungleichmäßigkeiten bzw. Abweichungen vom Sollzustand leicht erkennen. Insbesondere kann problemlos erkannt werden, wenn die maximale Vorspannung bei vollständigem Zusammenpressen der Federn bzw. Tellerfedernpakete erreicht ist. Auf der Mantelfläche des Ansatzes der Mutter kann eine Farbmarkierung z.B ein Farbring angebracht sein, deren Erscheinen unterhalb der Stopfbuchsenbrille die vollständige Komprimierung der Tellerfedern signalisiert. Liegt die Stirnfläche der Ansätze der Muttern am Gehäuseoberteil an, dann sind alsbaldig neue Stopfbuchsenpackungsringe einzusetzen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt eine federlose Stopfbuchsenanordnung und Fig. 2 diese Anordnung nach Umrüsten in eine erfindungsgemäße hochwertige und der "TA-Luft" entsprechende Ausführung.

Eine Stopfbuchsenanordnung nach Fig. 1 weist an einem Armaturengehäuseoberteil 1 im Abstand von einer axial verschiebbaren und bzw. oder verdrehbaren Spindel 2 z.B. für ein Absperr- oder Regelventil zwei Gewindebolzen 3, 4 auf, die in den Gehäuseoberteil 1 eingeschraubt sind. Die Gewindebolzen 3,4 sind symmetrisch zur Spindel 2 angeordnet. Es können auch mehr als zwei Gewindebolzen um die Spindel 2 herum vorgesehen sein. Auf die Gewindebolzen 3, 4 ist eine Stopfbuchsenbrille 5 aufgesetzt, deren Stutzen 6 stirnseitig in eine zylindrische Ausnehmung 7 eingreift, die einen von Dichtungspackungen, insbesondere Stopfbuchsenpackungsringen 8 allenfalls mit Preßring und Graphitring ausgefüllten Ringraum bildet.

Die Stopfbuchensbrille wird durch Muttern 9, 10 unter Zwischenlage von Beilagscheiben 11, 12 gegen die Stopfbuchsenpackungsringe 8 vorgespannt, sodaß sich diese dichtend an die Spindel 2 bzw. Ausnehmung 7 anlegen.

Die Zentrierung der Stopfbuchsenbrille 5 erfolgt durch die Außenfläche des Stutzens 6, die an der Mantelfläche der Ausnehmung 7 anliegt. Die Bohrungen in der Stopfbuchsenbrille 5 für den Durchtritt der Spindel 2 sowie auch die Bohrungen 13, 14 für den Durchtritt der Gewindebolzen 3, 4 sind jeweils im Durchmesser größer, als es den Bolzen- bzw. Spindeldurchmesser entspricht.

Die Ausführung nach Fig. 2 zeigt die Armatur nach Fig. 1 mit dem Gehäuseoberteil 1, der Spindel 2, die in der Ausnehmung 7 von den Stopfbuchsenpackungsringen 8 dichtend umgeben ist, sowie die Gewindebolzen 3, 4 und die Stopfbuchsenbrille 5. Die Muttern 9, 10 mit den Beilagscheiben 11, 12 wurden entfernt und an deren Stelle zur Umrüstung und nachträglichen Erfüllung der normierten Bedingungen der "Technischen Anweisungen zur Reinhaltung der Luft" bzw. der Umwelt Tellerfedernpakete 15, 16 mit Muttern 17, 18, die einen hülsenförmigen Ansatz 19, 20 mit Innengewinde aufweisen, aufgesetzt bzw. aufgeschraubt. Die Ansätze 19, 20 der Muttern 17, 18 zentrieren mit ihrer glatten Außenfläche die Tellerfedernpakete 15, 16, erreichen die Gewindebolzen 3, 4 und greifen durch die Bohrungen 13, 14 der Stopfbuchsenbrille. Die speziellen Muttern 17, 18 mit ihren Ansätzen 19, 20 ermöglichen es erst, daß die kurzen Gewindebolzen 3, 4 gemäß Fig. 1 beibehalten werden können und ein Zerlegen der gesamten Stopfbuchsenanordnung daher für das Umrüsten nicht erforderlich ist. Die gewindelose Mantelfläche der Ansätze 19, 20 verhindert, daß die Tellerfedernpakete 15, 16 auf Gewindegängen hängen bleiben, verkanten und daher wirkungslos werden, wie dies bei Tellerfedern der Fall sein kann, welche direkt über Gewindebolzen geschoben sind. Beilagscheiben 21,22 sind in Fig. 2 noch zwischen dem Sechskantbereich der Muttern 17, 18 und den Tellerfedernpaketen 15, 16 zwischengelegt.

Fig. 2 zeigt links der Spindel 2 die Konstruktion im Schnitt bei minimaler Vorspannung des Tellerfedem-paketes 15 und rechts der Spindel 2, teilweise im Schnitt, die Anordnung bei maximaler Vorspannung, wobei die Mutter 18 gegenüber der Mutter 17 nachgezogen wurde und die Stopfbuchsenbrille 5 bzw. der Stutzen 6 derselben eine große Preßkraft auf die Stopfbuchsenringe 8 zur Erhöhung der Dichtwirkung ausübt. Man erkennt, daß der Überstand X ein Maß für die Pressung darstellt. Der Überstand X, also der Abstand zwischen der Unterfläche der Stopfbuchsenbrille 5 und der Stirnfläche des Ansatzes 19, 20 läßt auch erkennen, ob die Pressung gleichmäßig bzw. symmetrisch erfolgt und ob allenfalls das Maximum der Nachstellmöglichkeit durch Nachziehen der Mutter 17,18 bereits erreicht ist.

Die Muttern 17, 18 sind einstückig mit ihren Ansätzen 19, 20 ausgebildet. Sie weisen eine zentrale, durchgehende Bohrung mit Gewinde auf. Wie bei der Mutter 17 bzw. deren Ansatz 19 dargestellt, kann die Bohrung im Stirnbereich des Ansatzes 19 etwas vergrößert und gewindelos sein. Dadurch wird das Aufsetzen auf den Gewindebolzen 3 und damit das Umrüsten von der Ausführung nach Fig. 1 auf jene nach Fig. 2 erleichtert und vor allem ein max. Anziehen der Muttern 17, 18 bis zum stirnseitigen Anschlägen am Gehäuseoberteil möglich gemacht.

Da sich die Notwendigkeit eines Umrüstens oftmals erst nach längerer Zeit ergibt, wenn beispielsweise eine Anlage mit umweltgefährdenden Gasen oder agressiven Flüssigkeiten gefahren wird oder die Auflagen geändert werden, ist es zweckmäßig, wenn der Armaturenhersteller auf diese Möglichkeit Bedacht nimmt und bei der federlosen Standardserie der Stopfbuchsenanordnung die Bohrungen 13, 14 in den Stopfbuchsenbrillen 5 gleich so vorrichtet, daß ihr Durchmesser für das Durchgreifen der Ansätze 19, 20 ausreicht. Es reduziert sich nämlich dann das Umrüsten auf das Entfernen der Muttern 9, 10 mit den Beilagscheiben 11, 3

Claims

AT 400 747 B 12 und das Aufschrauben der Muttem 17, 18 mit ihren Ansätzen 19, 20 und den Tellerfedernpaketen 15, 16, einschließlich der Beilagscheiben 21,22. Dies kann ohne Drucklosmachen der Armatur erfolgen, wenn die Stopfbuchsenbrille durch eine einfache Hilfsvorrichtung für die wenigen Minuten des Umrüstens in ihrer Position gesichert oder bei Ausführung der Armatur mit Rückdichtung diese Stellung angefahren wird. Patentansprüche 1. Stopfbuchsenanordnung für eine Regel- oder Absperrarmatur mit einer Stopfbuchsenpackung, die eine axial oder rotierend bewegliche Armaturenspindel in einer Ausnehmung der Spindeldurchführung in einem Gehäuseoberteil umgibt, sowie mit einer Stopfbuchsenbrille, die auf Gewindebolzen des Gehäuseoberteiles geführt und mit Muttern,insbesondere Sechskantgewindemuttern und Federn, insbesondere Tellerfedernpaketen auf den Gewindebolzen gegen die Stopfbuchsenpackung gespannt, wird, dadurch gekennzeichnet daß die Muttern (17, 18) an ihren Sechskantbereich anschließend jeweils einen hülsenförmigen Ansatz (19, 20), in axialer Richtung verlaufend aufweisen, in dessen, Innerem das Muttergewinde angeordnet bzw. fortgesetzt ist, und dessen äußere Mantelfläche gegenüber dem Sechskantbereich abgesetzt und im Durchmesser verkleinert ist, wobei die Mantelfläche einen glatten Zentrierkern für die Federn, insbesondere Tellerfedernpakete (15, 16),bildet, wobei der Außendurchmesser der Ansätze (19, 20) kleiner als der Bohrungsdurchmesser (13, 14) der Stopfbuchsenbrille (5) ist und die Muttern (17, 18) mit den Ansätzen (19, 20) zur axialen Verlängerung der Gewindebolzen (3, 4) im Ausmaß der Tellerfedernpaketlänge aufschraubbar sind.
2. Stopfbuchsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des hülsenförmigen Ansatzes (19, 20) der Mutter (17, 18), der Materialstärke der Stopfbuchsenbrille (5) zuzüglich der Höhe des Tellerfedernpaketes (15, 16) bei minimaler Vorspannung, einschließlich der Stärke einer auf den Ansatz (19,20) aufgeschobenen Beilagscheibe (21,22) entspricht. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 4