Absperrorgan für gasförmige und flüssige Medien Die Erfindung betrifft. ein Absperrorgan für gasförmige und flüssige Medien, insbe sondere für Druekluftwerkzeuge, mit einem mindestens drei elastische Dichtungen tra- Ienden und mit einem Ringraum versehenen Schubrohr, das auf einem mit einer Zwischen wand und mit vor und hinter dieser in der Wandung angeordneten Cbertrittsöffnungen versehenen Innenrohr verschiebbar ist.
Bei Absperrorganen dieser Art besteht ein Druckausgleich durch die gleichmässige 1)ruelzbeaufschlagung der beiden äussersten I)iehtung-en; es kann daher der Öffnungs oder Absperrschaltvorgang leicht und ohne besonderen Kraftaufwand auch bei grösseren 1)rüeken des gasförmigen oder flüssigen Durehströmmediums durchgeführt werden.
Bei den bisher bekannten Ausführungen sol cher Absperrorgane tritt jedoch durch die :1rt der Anordnung der mittleren Dichtung bahl eine Beschädigung von deren Dichtungs lippe auf, so dass eine einwandfreie Absper- rnn@@ in der Schliessstellung nicht mehr ge währleistet ist.
Man hat hierbei das Schub rohr zur Durchführung der Öffnung des Ab sperrorgans auf dem Innenrohr in Durch- strömriehtung verschoben, dadurch wird die Diehtunggslippe der mittleren Dichtung, die sieh in Schliessstellung über der Zwischen wand des Innenrohres befindet, über die hinter der Zwischenwand befindlichen, dem Abflussende zugewandten Durchtrittsöffnun- gen geführt und durch die aus dem Ring raum des Schubrohres in das Abflussende des Innenrohres austretende Strömung an den Umfang des Innenrohres gepresst und in die Übertrittsöffnungen hineingedrückt.
Der Schliessvorgang erfolgt bei dieser be kannten Anordnung durch Verschieben des Schubrohres entgegen der Strömungsrichtung. Dabei wird die mittlere Dichtungslippe durch die entgegenkommende Strömung wieder in die Ü bertrittsöffnungen hineingedrückt und gegen deren Wandung gestossen. Es ist ver ständlich, dass die Dichtungslippen nach kur zer Betriebsdauer beschädigt werden und aus brechen und somit keine einwandfreie Abdich tung mehr ermöglichen.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, diese Mängel zu beseitigen, und ein einwandfrei arbeitendes Absperrorgan zu schaffen. Dies erfolgt erfindungsgemäss da durch, dass das Schubrohr zur Durchführung der Öffnungsbewegung zum Zuströmende hin verschiebbar und die innere Dichtungslippe der mittleren, in Schliessstellung die Ab sperrung bewirkenden Dichtung in Richtung der Öffnungsbewegung angeordnet ist, so dass sie beim Glühen über die vordern Über- strömöffnungen vom Durchflussmedium radial nach aussen gedrückt wird.
Hierbei über fährt diese Dichtungslippe während der Ver- schiebbewegung des Schubrohres zum Öff nen die dem Zuströmende des Innenrohres zugewandten übertrittsöffnungen vom Zu strömraum des Innenrohres und wird durch die hier von innen nach aussen fliessende Strö mung radial nach aussen gedrückt. Sie wird also die Kanten der Übertrittsöffnungen gar nicht berühren und keine Möglichkeit zu irgendeiner Beschädigung oder Abnutzung haben.
Die mittlere Dichtung wird damit während des Schaltvorganges völlig entlastet, und zwar in gleicher Weise beim Öffnungs wie auch beim Schliessvorgang, während sie in der Schliessstellung durch den Druck des Mediums auf ihre Dichtungslippe eine voll ständige Absperrung bewirkt. In den übrigen Stellungen wird das Schubrohr aussen durch die beiden an seinen beiden Enden angeord neten Dichtungen abgedichtet. Diese Dich tungen haben während der Öffnungs- oder Schliessbewegungen des Schubrohres keine Öffnungen zu überfahren und sind daher keinen besonderen Beschädigungsmöglichkeiten ausgesetzt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt. Es bedeu ten: Fig.1 ein Längsschnitt durch das Ab sperrorgan in Durchgangsstellung, Fig. 2 ein Längsschnitt in Schliessstellung. Das Innenrohr 1 ist an der Zuströmseite mit einem Flansch versehen, der ein Gewinde 2 trägt. An der Abflussseite ist der Anschluss- nippel 3 eingeschraubt, der zur Verbindung mit dem Druckluftwerkzeug dient.
Das Innenrohr ist durch die Zwischenwand 7 in den Zuströmraum 4 und den Abflussraum 5 unterteilt, welche am Umfang jeweils mehrere Übertrittsöffnungen 6 und 16 in Form von Durehbrechungen aufweisen. Die Zwischen wand 7 ist auf der Zuströmseite mit einem Führungskegel versehen. Ein solcher ist auch auf der Abflussseite angeordnet. Die Über trittsöffnungen 6 und 16 weisen zwecks Er zielung günstiger Strömungsverhältnisse spitz winklig zur Axe des Absperrorgans verlau fende Stirnwände auf, wobei die Winkel etwa den Winkeln der Strömungskegel entsprechen.
Der Gesamtquerschnitt der Öffnungen 6 bzw. der Öffnungen 16 ist dabei zweckmässiger- weise grösser als der Querschnitt der Zufluss- bzw. der Abflussbohrung des Innenrohres.
Auf dem Innenrohr 1 ist. ein Schubrohr 8 verschiebbar angeordnet, das einen grösseren Ringraum. 9 aufweist und mit. drei elastischen Dichtungen 10, 11 und 12 versehen ist.. Diese Dichtungen bestehen vorzugsweise aus einem säureempfindlichen Gummiring mit einer innern und einer äussern Dichtungslippe.
Die beiden äussern Dichtungen 10 und 12 sind durch Sprengringe 13 und 15 festgelegt. Die mittlere Dichtung 11 lehnt sich gegen die Wandung des Ringraumes 9 an und wird durch den Abstandsring 11 gegen die äussere Dichtung 10 abgestützt. Der Durchflussquer- schnitt des zwischen den Dichtungen 11, 12 an geordneten Ringraumes 9 ist. grösser als der Querschnitt der Zufluss- bzw. Abflussbohrung des Innenrohres 1.
Die axialen Begrenzungs- fläelien sind der Strömungsriehtting des über strömenden :Mediums entsprechend abge schrägt.
Die Fig. 2 zeit das Absperrorgan in ge schlossener Stellung. Das in Pfeilrichtung 17 wirkende, unter Druck stehende Medium wird in dieser Stellung durch die Dichtung 10 gegen die Atmosphäre und durch die mitt lere Dichtring 11 -e-en den Abflussraum 5 abge sohl ossen.
Zum Öffnen wird das Schubrohr 8 ent- gemen der durch Pfeil 17 gekennzeichneten Strömungsrichtung zum Zuströmende hin ver schoben. Da die Dichtungen 10, 11 und 12 deiche Querschnitte aufweisen, herrscht, nach beiden axialen Richtun-en hin der gleiche Druck und infolge des völligen Druckaus gleiches kann das Schubrohr 8 auch bei hohen Drücken des Durchströminediums leicht von Hand verschoben werden.
Während des Öff nungsvorganges durch Verschieben des Schub rohres 8 entgegen der Pfeilrichtung 17 wird die mittlere Dichtung 11 über die Übertritts- öffnungen 6 hinwegbewegt.. Dabei wird die innere \Dichtungslippe 11a dieser Dichtung durch das aus dem Zuströniraum 4 in die L'bertrittsöffnun\;-en 6 eintretende Druck medium radial nach aussen -edrückt und damit vom äussern Umfang des Innenrohres abgehoben.
Die Kanten der Übertrittsöffnun- gen werden daher durch die innere Dichtungs lippe llca der Dichtung 11 gar nicht berührt und können also diese nicht beschädigen. Das Druckmedium tritt in der Öffnungsstellung in den Ringraum 9 des Schubrohres 8 ein und verlässt diesen durch die Übertrittsöffnungen 16 zum Abflussraum 5 hin in Pfeilrichtung 18 zum 1)ruckluftwerkzeug.
Durch das Abheben der Dichtungslippe 11a der Dichtung 11 wird diese somit während des Schaltvorganges völlig entlastet, so dass ihre Reibung am Umfang des Innenrohres praktisch ausgeschaltet ist.
.Die gleiche entlastete Wirkung tritt auch während des Schliessvorganges durch Ver- sehieben des Schubrohres in der entgegenge setzten Richtung ein. Die Lippe<I>11a</I> der Dichtung 11 dichtet erst dann ab, wenn sie rückläufig die Übertrittsöffnungen 6 vollstän dig überlaufen hat und sich auf der Zwischen wand 7 des Innenrohres abstützt. Diese Dich tung 11 wird also während des Schaltvor ganges entlastet und wirkt abdichtend nur in ruhender Lage in der Schliessstellung nach Fig. ?. Sie hat daher keine merkliche Ab nutzung und gewährleistet somit eine hohe Lebensdauer auch bei grosser Schalthäufigkeit.
Die beiden äussern Dichtungen 10 und 12 dichten in bekannter Weise ab und sind kei nem besonderen Verschleiss ausgesetzt, da sie nur auf dem glatten Umfang des Innenrohres verschoben werden und keinerlei Öffnungen zu überlaufen haben. Praktische Versuche haben ergeben, dass auch bei höheren Betriebsdrücken bis zu 50 atü die Sehaltvorgä,nge ohne nennens werten Kraftaufwand noch leicht von Hand vorgenommen werden können.
Bei Beendigung der Verschiebung des Schubrohres 8 zum Öffnen kann dieses durch kurzes Eingreifen in das Gewinde 2 des End- flanselies des Innenrohres 1 in der Öffnungs stellung arretiert werden, so dass ein unbeab- sielitigtes Schliessen verhindert wird.
Die beschriebene Anordnung sichert somit eine absolute Dielitheit auch bei hoher Schalthäufigkeit. Selbst bei hohen Betriebs drücken hat sich die dargestellte Anordnung als sicher und leichtgängig erwiesen. Da durch, dass keine metallischen Abdichtungs flächen vorhanden sind, sondern die Abdich tung ausschliesslich durch die elastischen Dichtungen erfolgt, ist auch bei wasserhal tiger Druckluft die Gefahr der Korrosion aus geschaltet. Die Dichtungselemente können nicht fressen oder festsitzen; eine besondere Schmierung ist nicht erforderlich. Das Ge wicht des ganzen Absperrorganes kann gering gehalten werden, da keine hohen einseitigen Flächendrücke auftreten, sondern ein voll kommener Druckausgleich besteht.
Das Schub rohr kann daher auch leicht gehalten und z. B. aus Leichtmetall hergestellt werden. Das dargestellte Absperrorgan ist gegen verun reinigte Druckluft oder Flüssigkeit unemp findlich, da die Übertrittsöffnungen während der Schaltbewegungen von der mittleren Dich tung entlastet werden. Es ergibt sich schliess lich auch bei grösserer Schalthäufigkeit eine hohe Lebensdauer.
Die genannten Vorteile fallen insbesondere ins Gewicht gegenüber der bisher üblichen An ordnung eines Absperrhahnes mit drehbar gelagertem konischem Küken, wie es allgemein insbesondere bei Druckluftwerkzeugen ver wendet worden ist.
Absperrorgane der beschriebenen Art kön nen für Druckluft oder andere gasförmige Medien und Sattdampf sowie auch für Flüs sigkeiten wie Wasser, Säuren, Öl und anderem mit gleichem Erfolg verwendet werden. Dem gemäss beschränkt sich ihre Anwendung durch aus nicht auf Druckluftwerkzeuge, sondern es kann für die verschiedensten Zwecke ein gesetzt werden, wo eine Absperrung solcher Medien ohne besonderen Kraftaufwand er forderlich ist.
Shut-off device for gaseous and liquid media The invention relates to. a shut-off device for gaseous and liquid media, in particular special for air tools, with at least three elastic seals carrying at least three elastic seals and provided with an annular space push tube, which can be displaced on an inner tube provided with an intermediate wall and with in front of and behind this in the wall arranged crossover openings is.
In the case of shut-off devices of this type, there is pressure equalization through the even 1) pressure on the two outermost I) lines; the opening or shut-off switching process can therefore be carried out easily and without any special expenditure of force, even with larger 1) backs of the gaseous or liquid permeable medium.
In the previously known designs of such shut-off devices, however, the arrangement of the middle seal quickly damages the sealing lip, so that a proper shut-off is no longer guaranteed in the closed position.
Here, the thrust tube has been moved in order to carry out the opening of the shut-off element on the inner tube in the flow direction, as a result of which the sealing lip of the middle seal, which is located in the closed position above the intermediate wall of the inner tube, is over the one behind the intermediate wall Outflow-facing through openings and pressed against the circumference of the inner tube by the flow emerging from the annular space of the thrust tube into the outflow end of the inner tube and pressed into the overflow openings.
The closing process takes place in this known arrangement by moving the thrust tube against the direction of flow. The middle sealing lip is pushed back into the overflow openings by the oncoming flow and pushed against their wall. It is understandable that the sealing lips are damaged after a short period of operation and break off and thus no longer allow a perfect seal.
The invention has set itself the task of eliminating these deficiencies and creating a properly functioning shut-off device. According to the invention, this takes place in that the thrust tube for carrying out the opening movement can be displaced towards the inflow end and the inner sealing lip of the central sealing lip of the central seal which effects the blocking in the closed position is arranged in the direction of the opening movement, so that it flows through the front overflow openings when it is glowing Flow medium is pressed radially outwards.
During the sliding movement of the push tube to the opening, this sealing lip moves over the transfer openings facing the inflow end of the inner tube from the inflow space of the inner tube and is pressed radially outward by the flow flowing here from the inside to the outside. So you will not touch the edges of the transfer openings and have no possibility of any damage or wear.
The middle seal is thus completely relieved during the switching process, in the same way when opening as well as during the closing process, while in the closed position it effects a complete shut-off due to the pressure of the medium on its sealing lip. In the other positions, the thrust tube is sealed on the outside by the two seals angeord designated at both ends. These lines do not have to run over any openings during the opening or closing movements of the thrust tube and are therefore not exposed to any particular potential for damage.
An embodiment of the invention is shown in the drawing. It means: FIG. 1 a longitudinal section through the shut-off element in the passage position, FIG. 2 a longitudinal section in the closed position. The inner pipe 1 is provided on the inflow side with a flange which carries a thread 2. The connection nipple 3, which is used to connect to the compressed air tool, is screwed into the discharge side.
The inner pipe is divided by the partition 7 into the inflow space 4 and the outflow space 5, which each have a plurality of transfer openings 6 and 16 in the form of breakthroughs on the circumference. The intermediate wall 7 is provided with a guide cone on the inflow side. Such is also arranged on the outflow side. The over openings 6 and 16 have for the purpose of he aiming favorable flow conditions at an acute angle to the axis of the shut-off member running end walls, the angles approximately corresponding to the angles of the flow cone.
The total cross-section of the openings 6 or the openings 16 is expediently larger than the cross-section of the inflow or outflow bore of the inner pipe.
On the inner tube 1 is. a thrust tube 8 slidably arranged, which has a larger annular space. 9 has and with. three elastic seals 10, 11 and 12 is provided .. These seals preferably consist of an acid-sensitive rubber ring with an inner and an outer sealing lip.
The two outer seals 10 and 12 are fixed by snap rings 13 and 15. The middle seal 11 leans against the wall of the annular space 9 and is supported against the outer seal 10 by the spacer ring 11. The flow cross section of the annular space 9 arranged between the seals 11, 12 is. larger than the cross section of the inflow or outflow bore of the inner pipe 1.
The axial delimitation surfaces are the flow direction of the flowing medium: beveled accordingly.
Fig. 2 time the shut-off in ge closed position. The pressurized medium acting in the direction of arrow 17 is in this position through the seal 10 against the atmosphere and through the middle sealing ring 11 -e-en the drain space 5 is ossen.
To open it, the thrust tube 8 is pushed in the direction of flow indicated by arrow 17 towards the inflow end. Since the seals 10, 11 and 12 have dyke cross-sections, the pressure is the same in both axial directions and, due to the complete pressure compensation, the thrust tube 8 can easily be moved by hand even at high pressures of the flow medium.
During the opening process by moving the thrust tube 8 against the direction of the arrow 17, the middle seal 11 is moved over the transfer openings 6 .. The inner sealing lip 11a of this seal is pushed out of the access space 4 into the transfer opening \; -en 6 entering pressure medium is pressed radially outwards and thus lifted from the outer circumference of the inner tube.
The edges of the transfer openings are therefore not touched at all by the inner sealing lip 11a of the seal 11 and therefore cannot damage it. In the open position, the pressure medium enters the annular space 9 of the push tube 8 and leaves it through the transfer openings 16 to the drainage space 5 in the direction of the arrow 18 to the 1) return air tool.
By lifting the sealing lip 11a of the seal 11, this is completely relieved during the switching process, so that its friction on the circumference of the inner tube is practically eliminated.
The same relieved effect also occurs during the closing process by shifting the push tube in the opposite direction. The lip <I> 11a </I> of the seal 11 only seals when it has completely overflowed the transition openings 6 and is supported on the intermediate wall 7 of the inner tube. This up device 11 is thus relieved during the Schaltvor gear and has a sealing effect only in the resting position in the closed position according to FIG. It therefore has no noticeable wear and tear and thus guarantees a long service life even with high switching frequencies.
The two outer seals 10 and 12 seal in a known manner and are not exposed to any particular wear and tear, since they are only moved on the smooth circumference of the inner tube and do not have any openings to overflow. Practical tests have shown that, even at higher operating pressures of up to 50 atmospheres, the holding processes can still be carried out easily by hand without any significant effort.
When the displacement of the push tube 8 for opening is complete, it can be locked in the open position by briefly engaging in the thread 2 of the end flange of the inner tube 1, so that unintentional closing is prevented.
The arrangement described thus ensures absolute dielectricity even with high switching frequencies. Even at high operating pressures, the arrangement shown has proven to be safe and smooth. Since there are no metallic sealing surfaces, but the sealing is carried out exclusively by the elastic seals, the risk of corrosion is eliminated even with compressed air containing water. The sealing elements cannot seize or stick; special lubrication is not required. The Ge weight of the entire shut-off device can be kept low, since there are no high one-sided surface pressures, but a complete pressure equalization.
The thrust tube can therefore also easily be kept and z. B. made of light metal. The shut-off element shown is insensitive to contaminated compressed air or liquid, since the transfer openings are relieved of the middle you during the switching movements. Ultimately, the result is a long service life, even with greater switching frequency.
The advantages mentioned are particularly significant compared to the previously common arrangement of a shut-off valve with a rotatably mounted conical plug, as has generally been used ver in particular in pneumatic tools.
Shut-off elements of the type described can be used with equal success for compressed air or other gaseous media and saturated steam as well as for liquids such as water, acids, oil and others. Accordingly, their application is not limited to compressed air tools, but can be used for a wide variety of purposes, where a shut-off of such media is required without any special effort.