AT400747B

AT400747B - GAUGE ARRANGEMENT

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 BAT 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.The invention relates to a stuffing box arrangement for a control or shut-off valve with a stuffing box packing which surrounds an axially or rotationally movable valve spindle in a recess in the spindle bushing in an upper housing part, and with a stuffing box gland which is guided on threaded bolts of the upper housing part and with nuts, in particular hexagon threaded nuts and Springs, in particular disc spring assemblies, are tensioned on the threaded bolts against the gland packing.

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.A large part of such fittings is used in the context of systems that have to meet high environmental protection requirements. The provisions of the " Technical Guide to Air Pollution " short " TA-Luft " are strict and require stem seals for valves with a stem seal that allow very little leakage. The leak rate is usually determined using vacuum and / or overpressure methods with helium as the test gas.

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.The usual stuffing box arrangements no longer meet the high requirements in most cases. Systems with stuffing box goggles, which are penetrated by threaded bolts and tightened with nuts against the packing rings of the stuffing box, require constant control and constant tightening or tightening of the nuts in order to ensure the required tightness. It has therefore started to use longer threaded bolts in connection with modern gland constructions and to insert disc springs or spring assemblies between the nuts and the gland gland. As a result, the required sealing pressure or seal can be maintained for a long time. The operation of such systems is therefore less maintenance-intensive than in the case of springless gland constructions, which make it necessary to check the spectacle pressure at very short intervals.

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.From DE-OS 39 32 599 a sealing system with a modified stuffing box is known, in which the packing is compressed and readjusted by spring force to improve the spindle seal. Long threaded bolts are screwed into the upper part of the housing. The gland follower is placed on this and clamped against the gland packing with disc spring packs that can be adjusted using nuts. Disc springs have the advantage over cylindrical coil springs that a high spring force with a comparatively low overall height is applied to force the gland packing. Accordingly, it is not possible to convert existing conventional springless designs into high-quality, low-maintenance constructions simply by interposing the plate spring packages. The threaded bolts must be replaced. To do this, the system must be switched off, the valve dismantled and reassembled with new and additional components.

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.The invention aims to provide a stuffing box arrangement to which conventional springless arrangements can be converted inexpensively and possibly without removing the stuffing box gland, therefore without having to shut down. Such a stuffing box arrangement is characterized in that the nuts at their hexagonal area each have a sleeve-shaped extension, running in the axial direction, inside of which the nut thread is arranged or continued, and the outer lateral surface of which is offset from the hexagonal area and reduced in diameter, and the outer surface forms a smooth centering core for the springs, in particular cup spring assemblies, the outer diameter of the lugs being smaller than the bore diameter of the gland packing and the nuts being screwable with the approaches for axially extending the threaded bolts to the extent of the disk spring pack length. For retrofitting, the nuts are removed and replaced with the new nuts, the sleeve-shaped shoulder of which supports the springs, in particular the plate spring package, in a centering manner. The approach of the nut extends to a certain extent the threaded bolts to be used with the springs. The sleeve-shaped attachment must be able to reach through the hole in the stuffing box gland. Therefore, the diameter of the holes in the stuffing box gland must be larger than the outer diameter of the particularly cylindrical sleeve-shaped extension of the nut. It is therefore expedient if the springless standard design of a fitting already takes into account the possibility of retrofitting in the sense of the invention and provides correspondingly large bores in the gland packing. These holes are not used to center the stuffing box gland on the valve body. Centering is achieved by the socket of the stuffing box gland, the circular cylindrical outer surface of which rests on the wall of the recess in the upper part of the housing which accommodates the stuffing box pack, in particular the stuffing box packing rings.

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 2It is expedient if the axial length of the sleeve-shaped extension of the nut corresponds to the material thickness of the stuffing box gland plus the height of the plate spring assembly with minimal preload, including the thickness of a washer pushed onto the extension. During assembly, the end face of the attachment of the nuts is therefore flush with the lower surface of the gland follower. The protrusion of the approach beyond the lower surface of the gland follower is a measure of the spring tension set by the nuts or the pressing force on the gland packing rings. At the overhang 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.AT 400 747 B makes it easy to identify irregularities or deviations from the target condition. In particular, it can be easily recognized when the maximum pretension has been reached when the springs or disc spring assemblies are fully compressed. A color marking, e.g. a color ring, can be attached to the outer surface of the nut's neck, the appearance of which below the stuffing box gland signals the complete compression of the disc springs. If the end face of the lugs of the nuts is in contact with the upper part of the housing, new gland packing rings should be used as soon as possible.

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.The invention is described below with reference to the drawings. Fig. 1 shows a springless gland arrangement and Fig. 2 shows this arrangement after conversion into a high-quality according to the invention and the " TA-Luft " corresponding execution.

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.A stuffing box arrangement according to Fig. 1 has on a valve housing upper part 1 at a distance from an axially displaceable and / or rotatable spindle 2 e.g. for a shut-off or control valve on two threaded bolts 3, 4, which are screwed into the upper housing part 1. The threaded bolts 3, 4 are arranged symmetrically to the spindle 2. More than two threaded bolts can also be provided around the spindle 2. On the threaded bolts 3, 4 a stuffing box gland 5 is placed, the socket 6 engages on the end face in a cylindrical recess 7, which forms one of seal packings, in particular stuffing box packing rings 8, at most filled with press ring and graphite ring.

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.The packing gland is prestressed by nuts 9, 10 with washers 11, 12 interposed against the packing packing rings 8, so that these seal against the spindle 2 or recess 7.

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.The packing gland 5 is centered by the outer surface of the connecting piece 6, which lies against the outer surface of the recess 7. The holes in the gland 5 for the passage of the spindle 2 and also the holes 13, 14 for the passage of the threaded bolts 3, 4 are each larger in diameter than corresponds to the bolt or spindle diameter.

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.The embodiment according to FIG. 2 shows the valve according to FIG. 1 with the upper housing part 1, the spindle 2, which is surrounded in the recess 7 by the stuffing box packing rings 8, as well as the threaded bolts 3, 4 and the stuffing box glasses 5. The nuts 9, 10 with washers 11, 12 were removed and replaced in their place for retrofitting and subsequent fulfillment of the standardized conditions of the " technical instructions for keeping the air clean " or the environment disc spring assemblies 15, 16 with nuts 17, 18, which have a sleeve-shaped extension 19, 20 with an internal thread, placed or screwed on. The lugs 19, 20 of the nuts 17, 18 center the flat spring assemblies 15, 16 with their smooth outer surface, reach the threaded bolts 3, 4 and engage through the bores 13, 14 of the gland follower. The special nuts 17, 18 with their lugs 19, 20 only make it possible that the short threaded bolts 3, 4 according to FIG. 1 can be retained and that it is therefore not necessary to disassemble the entire gland arrangement for the changeover. The threadless outer surface of the lugs 19, 20 prevents the disk spring assemblies 15, 16 from getting caught on threads, tilting and therefore becoming ineffective, as can be the case with disk springs which are pushed directly over threaded bolts. In FIG. 2, washers 21, 22 are still interposed between the hexagonal area of the nuts 17, 18 and the plate spring assemblies 15, 16.

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.2 shows the construction on the left of the spindle 2 with a minimum preload of the disc spring package 15 and on the right of the spindle 2, partly in section, the arrangement with a maximum preload, the nut 18 having been tightened relative to the nut 17 and the gland packing 5 or the nozzle 6 of the same exerts a large pressing force on the gland rings 8 to increase the sealing effect. It can be seen that the supernatant X represents a measure of the pressure. The protrusion X, i.e. the distance between the lower surface of the stuffing box gland 5 and the end face of the extension 19, 20 also shows whether the pressing takes place evenly or symmetrically and if at most the maximum adjustment possibility has already been reached by tightening the nut 17, 18 .

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.The nuts 17, 18 are integrally formed with their lugs 19, 20. They have a central, continuous bore with thread. As shown in the nut 17 or its shoulder 19, the bore in the end region of the shoulder 19 can be somewhat enlarged and threadless. This makes it easier to put on the threaded bolt 3 and thus the changeover from the embodiment according to FIG. 1 to that according to FIG. 2 and, above all, a max. Tightening the nuts 17, 18 made possible up to the end stops on the upper housing part.

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, 3Since the need to change over often arises after a long time, for example if a system is operated with environmentally hazardous gases or aggressive liquids or the conditions are changed, it is advisable for the valve manufacturer to take this possibility into account and for the springless standard series of the gland arrangement Aligns the holes 13, 14 in the packing gland 5 so that their diameter is sufficient for reaching through the lugs 19, 20. This means that the conversion is then reduced to removing the nuts 9, 10 with the washers 11, 3

Claims

AT 400 747 B 12 and unscrewing the nuts 17, 18 with their lugs 19, 20 and the plate spring assemblies 15, 16, including the washers 21, 22. This can be done without depressurizing the valve, if the gland follower is secured in its position by a simple auxiliary device for the few minutes of conversion or if this position is approached when the valve is designed with a back seal. 1. Gland arrangement for a control or shut-off valve with a gland packing, which surrounds an axially or rotating movable valve stem in a recess of the spindle bushing in an upper housing part, and with a gland follower, which is guided on threaded bolts of the upper housing part and with nuts, in particular hexagon threaded nuts and springs , in particular disc spring assemblies on the threaded bolts against the gland packing, characterized in that the nuts (17, 18) each have a sleeve-shaped extension (19, 20) in their hexagonal area, running in the axial direction, inside of which the nut thread is arranged or continued, and the outer lateral surface of which is offset from the hexagon area and reduced in diameter, the outer surface forming a smooth centering core for the springs, in particular disk spring assemblies (15, 16), the outer du The diameter of the lugs (19, 20) is smaller than the bore diameter (13, 14) of the gland packing (5) and the nuts (17, 18) with the lugs (19, 20) for axially extending the threaded bolts (3, 4) in The extent of the disc spring package length can be screwed on.

2. stuffing box arrangement according to claim 1, characterized in that the axial length of the sleeve-shaped projection (19, 20) of the nut (17, 18), the material thickness of the gland packing (5) plus the height of the plate spring package (15, 16) with minimal preload , including the thickness of a washer (21, 22) pushed onto the shoulder (19, 20). Including 2 sheets of drawings 4