Ventilsitz-Abdichtang, insbesondere für hohe Drucke und Temperaturen. Bei Abdichtungen gegeneinander beweg licher Teile bildet man, insbesondere für hohe Temperaturen und hohe Drucke, viel fach die aufeinander abdichtenden Teile möglichst hart aus, beispielsweise den Ven tilsitz und den damit zusammenwirkenden Teil aus Chromnickelstahl, und- schleift sie ein. Diese harten Teile verziehen sich jedoch durch Wärmespannungen, und die Abdich tungen werden undicht.
Man hat auch harte Schneiden auf weichere Sitzflächen aufgedrückt, aber dabei wird das weiche Sitzmaterial bald schadhaft.
Die Erfindung schafft eine besonders dauerhafte Ventilsitzabdichtung, insbeson dere für hohe Drucke und Temperaturen, bei der ein harter Abdichtungsteil gegen einen nachgiebigen Abdichtungsteil drückt, da durch, dass der nachgiebige Abdichtungsteil aus einem bis zu Heissdampftemperaturen plastischen Metall, beispielsweise Kupfer oder geeignetem Eisen oder plastischen Legie rungen solcher Metalle, besteht und bis auf eine freie Fläche von einer Fassung um schlossen ist, und dass der harte, beispiels weise aus Stahl oder einem ähnlichen harten Stoff bestehende Abdichtungsteil mit einer glatten,
nicht durch gerben oder Schneiden unterbrochenen Abdichtungsfläche die freie Fläche des plastischen Metallteils bis auf einen zweckmässig ganz schmalen Rand be deckt. Hierdurch ist erreicht, dass sich der plastische Abdichtungsteil dem harten selbst im Dauerbetriebe stets derart anpasst, dass auch bei Verziehungen des einen Teils voll kommene Abdichtung erhalten wird, weil das temperaturfeste und eingeschlossene pla stische Metall gegen ein Zerschneiden oder Verquetschen, wie auch gegen Weich- oder Flüssigwerden gesichert ist.
Besonders wertvoll ist eine Ausgestal tung, bei der das plastische Metall in Ge stalt eines massiven Ringes vorgesehen ist, der auf drei Querschnittsseiten in einer un terschnittenen Fassungsrinne eingebettet und auf der vierten Seite vom Hartteil bedeckt wird.
Hier sind Lockerungen und unnötige Formänderungen des plastischen Metalles be sonders sicher verhütet, so dass es dauernd festsitzt und gut plastisch bleibt. Mit Vor teil wird für Unverdrehbarkeit der beiden Abdichtteile gegeneinander gesorgt, indem zum Beispiel Sitz und Teller gegen relatives Verdrehen gesichert sind, damit nicht dauernd neue Zurechtpressung des weicheren Sitzteils durch einen etwa unsymmetrisch verzogenen Ventilkörper nötig wird.
Wertvoll ist für die Abdichtteile aus plastischem Metall weiter eine solche Ein bettung in der Fassung, dass die freie Ober fläche der plastischen Einlage hinter der Fassung etwas zurücktritt. Hiermit ergibt sich erhöhte Sicherheit gegen Rinnenziehen oder ähnliche Abnutzung .der plastischen Einlage, da die durchströmende Flüssigkeits-, Dampf- oder Gasmasse in diesem Falle durch ihre Massenträgheit an der Einlage ohne wesentlich starkes Reiben vorbeiströmt. Günstig ist noch eine Ausgestaltung,
bei der der mit dem plastischen Metall zusam menwirkende harte Abdichtteil ein Ring aus besonders hartem hochlegiertem Stahl ist. Dies gewährleistet gute Widerstandsfähig keit gegen Abnutzung und verhütet das Ent stehen gefährlicher Anfangsundichtheiten, die sich nachher schnell erweitern würden. Von besonderem Vorteil .ist es ferner, wenn an einem der beiden die Abdichtteile besitzenden Abschlussteile ein Drosselkörper so angebracht ist, dass, hierdurch im Bereich der kleinen Ventilöffnungen die engste Durchgangsstelle an dem Drosselkörper und somit an einer von den eigentlichen Dich tungsflächen entfernten Stelle (seitlich am härteren Teil oder an der Fassung des pla stischen Metallteils) auftritt.
Die sonst schädlich hohen Durchflussgeschwindigkeiten an der Abdichtungsstelle sind hiermit ver mieden, und die höchsten Durchflussgeschwin- digkeiten und Abnutzungen sind an eine un schädliche Stelle verlegt, und zwar ist dies hier zum ersten Male völlig auch für die Dauer wirksam, weil die neue plastische Ab- dichtung eine absolute Dichtheit bei Schliess lage ergibt und auf die Dauer gewährleistet;
wenn nämlich in der Schliesslage nicht ab solute Dichtheit herrscht, wie dies bei bis herigen Dichtungen öfters vorkam, nützt auch der Drosselkörper nichts, weil dann doch wieder die Undichtheitsstelle den engsten Durchgang' bildet und sich schnell erweitert.
Besonders vorteilhaft ist einerseits die Anbringung des Drosselkörpers an dem den harten Abdichtteil aufweisenden Abschluss teil, indem dann der zweckmässig vertieft an geordnete plastische Teil durch seine Fas sung gut geschützt ist, und anderseits kann der Drosselkörper unmittelbar neben der das plastische Metall aufnehmenden Rinne an gebracht sein, wobei dann hohe Strömungs geschwindigkeiten nur am härteren Abdich tungsteil auftreten und hier unschädlich sind.
Zu voller Freihaltung der Sitzdurchlass- öffnung wird mit Vorteil der harte Teil in nen an der Öffnungsseite eingesetzt und der Drosselkörper so ausgebildet und angeordnet, dass er bei offenem Ventil ausserhalb des Strömungsweges liegt, somit die Strömung nicht stört.
Die Zeichnung veranschaulicht den Er findungsgegenstand an einer Reihe von Aus führungsbeispielen, und zwar sind Fig. 1, 2 und 3 Längsschnitte verschiedenartiger Ab sperrventile mit der erfindungsgemässen Ab dichtung, Fig. 4, 5 und 6 Teilquerschnitte verschiedenartiger Dichtungsanordnungen, die sich auch für selbsttätige Ventile, zum Bei spiel Steuerventile von Kolbenmaschinen eig nen, Fig. 7 und 8 Schnitt und Ansicht ver schiedenartiger Ventilkörper von Steuerven tilen;
Fig. 9 ist ein Schnitt durch den Haupt teil eines Kolbensitzventils mit Drossel körper, Fig. 10 eine Einzeldarstellung der Abdichtungsteile bei Stellung geringer Öff nung in grösserem Massstab, F'ig. 11 ein ent sprechender Schnitt bei grosser Öffnung, Fig. 12 ein Schnitt bei einer analogen. Aus führung mit anderer Drosselkörperlage, Fig._ 13 ein .Schnitt einer Einzelheit mit wie der anders angeordnetem Drosselkörper.
Nach Fig. 1 ist im Innern eines Hoch druckabsperrventils üblicher Bauart ein Ven tilteller 1 vorgesehen und in diesem ein ein gesetzter Ring 2 aus plastischem Kupfer oder Eisen oder einem andern plastischen Metall (Legierung), das bis zu Heissdampf temperaturen (also üblicherweise bis etwa <B>500'</B> C) genügend fest bleibt.
Der in der Ventilbrücke ausgearbeitete ,Sitz 3 besteht wie üblich aus verhältnismässig hartem Gusseisen oder Stahlguss. Der plastische Einlagering 2 ist durch seine Fassung und den härteren Sitz 3 bis auf einen Rand eingeschlossen, der zweckmässig möglichst schmal gewählt wird. Führungsrippen 4 des Ventiltellers. 1 sind in Nuten des Ventilkörperhalses 5 so geführt, dass ein Verdrehen des Tellers verhindert ist und somit immer wieder dieselben aneinan der angepassten Sitzstellen miteinander zur Berührung kommen.
Ein Ventildeckel 6 ist unter Zwischenlegung eines Dichtungsringes 7 aufgeflanscht. Eine normale, weich ge packte Stopfbüchse 8 lässt die Ventilspindel hindurch.
In Fig. 2 ist wieder ein Hochdruckab- sperrventil dargestellt, bei dem aber das Ab sperrglied ein Kolben 1' ist. Der Kolben be steht hier aus hartem Stahl, und der pla stische Dichtungsring 2 ist in der Ventil brücke 3 eingelegt. Zur Abdichtung nach aussen ist der Kolben 1' von Dichtungsringen 9 mit Zwischenlegung eines oder mehrer Ab standsringe 10 umgeben, und diese Ringe sind durch einen Deckel 6 festgelegt, der durch eine übliche Verschraubung 11 ähn lich wie bei Stopfbüchsen festgespannt ist.
In Fig. 3 ist ein der Fig. 2 ähnliches Hochdruckabsperrventil mit Kolben 1' dar gestellt. Der Kolben ist hier nicht aus be sonders hartem Stoff und enthält seinerseits die mit dem harten Sitz 3 zusammenarbei tende plastische Metalleinlage 2. Er enthält zur Aussenabdichtung seinerseits Dichtungs ringe 12, und zwar in einem zwecks Ver ringerung der Schliesskraft verjüngten Teile.
In Fig. 4 ist gezeigt, wie ein Ventil teller bezw. der bewegliche Körper 1 eines Doppelsitzventils den plastischen Metallring so vertieft enthält, dass, ein bei wenig geöff netem Ventil durchtretender Dampf- oder Flüssigkeitsstrom den Einlagering 2 mög lichst wenig reibend trifft, sondern vielmehr so gut wie geradlinig zwischen den vor kragenden Fassungsteilen am Ring 2 vorbei strömt. Zu weitgehender Sicherung seines Festsitzens ist der Einlagering 2 hier nicht nur mit Unterschnitt, sondern noch mit zu sätzlicher Schwalbenschwanzform einge stemmt.
In Fig. 5 ist grundsätzlich die gleiche Anwendung vorhanden, aber im Sitz 3 ist hier noch ein besonderer Einlagering 13 aus har tem Stahl, beispielsweise Chromnickelstahl, eingebracht, so dass dieser hervorstehende Teil besonders abnutzungssicher ist und sich den plastischen Metallring 2 immer dicht an gepasst erhalten kann.
Gemäss Fig. 6 ist bei einem möglichst weitgehend der Stromlinienform angepassten Tellerventil der Teller 1 aus hartem Stoff, und im kegeligen Sitz 3 ist ein plastischer Metalleinlagering so angebracht, dass, er den glatten Strömungsverlauf möglichst wenig stört.
Nach Fig. 7 ist für ein Doppelsitz- ventil die Ausrüstung seines beweglichen Ventilkörpers mit Ringen 2 analog wie in Fig. 4 und 5 veranschaulicht, während Fig. 8 das Gleiche für den Ventilkörper eines Tellerventils darstellt.
Gemäss Fig. 9 bis 11 enthält der Ventil kolben 21 vertieft eingelegt einen Sitzring 22 aus plastischem Metall, und zwar ist dieser Sitzring in den mit Unterschnitt ausgedreh ten Kolben 21 in schwalbenschwanzähn- lichem Querschnitt eingestemmt.
In der Ven tilbrücke 2,3 ist ein harter Sitzring 24, bei spielsweise aus Chromnickelstahl, innen an der Sitzdurchlassöffnungsseite eingesetzt, wo bei er mit seiner Abdichtungsfläche in die Ringrille des Kolbens 21 eingreift und sich in dieser auf den plastischen Metallring 22 aufsetzt. Rings um den Sitzring 24 und in der Stellung nach Fig. 9 um das untere Ende des Kolbens 21 herum ist an der Ventil brücke 23 ein Drosselring 25 so angebracht, dass er den Kolben 21 mit einem geringen Abstand<B>26</B> umschliesst.
Die Abmessungen sind bei kleinen bis grossen Ventilen etwa folgende: Spaltbreite von 26 :0,2-0;3 mm, Versenkung des Weiehmetallringes 22 ; 1 bis 3,5 mm, Höhe 27 des Drosselringes 25 : etwa 8-15, mm.
Wird dieses Ventil gemässe Fig. 10 um eine Strecke 28 geöffnet, so ist zunächst nur der Ringspalt 26' freigegeben, und hohe Durchflussgeschwindigkeit entsteht nur in diesem, während zwischen bezw. an den Ab dichtungsteilen 22, 24 eine dem Hub 2,8 ent sprechende viel geringere Durchflussgeschwin- digkeit entsteht. Damit ist die Abnutzung vom Sitz nach der Kante des Drosselkörpers 25 verlegt, wo sie unschädlich ist, und ins besondere der "plastische Metallring 22 erhält grösste Lebensdauer und Betriebssicherheit.
Auch bei weiterem Öffnungshub (Fig. 11) bleibt immer die Strömungsgeschwindigkeit an dem plastischen Abdichtungsteil verhält nismässig gering, und der Drosselkörper stört die Strömung nicht.
Gemäss Fig. 12 ist der Drosselring 25a am Ventilkolben angebracht. An der Wir kung ändert sich dabei im wesentlichen nichts, nur ist hierbei der Schutz des plasti schen Metallringes 22 noch vollkommener.
Gemäss Fig. 13 ist der Drosselring 25b wieder am Ventilkolben 21, und zwar inner halb des harten Ringes 24 angebracht. Die Wirkung ist hier dieselbe wie bei der Vor richtung nach Fig. 12, nur wird hier die Bauhöhe verringert, weil der Drosselring in die Sitzöffnung der Brücke sich hinein er streckt.
Die Sitzabdichtung gemäss der Erfindung ist mit gleichem Erfolge wie für Flachsitze, auch für kegelige Sitze durchführbar (siehe Fig. 6), und zwar sind diese Ausbildungen nicht nur an Tellerventilen anwendbar, son dern auch an Klappenventilen mit schwin gender Klappe öder an Schieberventilen, bei denen der Schieber teils eine schiebende und teils eine gegen den Sitz schwingende Bewe gung ausführt.