BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Verschlussgarnitur für ein Kegelventil zur Durchflussregelung von Flüssigkeiten unter hohem Druck, bestehend aus einem Düsenmundstückbauteil und einem in der Schliessstellung des Kegelventils mit dem Düsenmundstückbauteil in Anlage zu gelangen bestimmtes Düsennadelbauteil.
Es sind Garnituren gemäss dem Oberbegriff bekannt, die zur Verringerung des Verschleisses der Bauteile in Folge des hohen Flüssigkeitsdrucks entweder vollständig aus Hartmetall bestehen oder aufgrund einer Oberflächenbeschichtung eine hohe Oberflächenhärte aufweisen. Vollständig aus Hartmetall bestehende Bauteile bedingen hohe Materialkosten, für die Oberflächenbeschichtung können hingegen nur relativ weiche Hartmetalle verwendet werden, um Risse in der beschichteten Oberfläche zu vermeiden.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung eine Garnitur der genannten Art zu schaffen, die die gleichen vorteilhaften Materialeigenschaften wie eine vollständig aus Hartmetall bestehende Garnitur aufweist, jedoch gegenüber einer solchen Garnitur niedrigere Materialkosten beinhaltet.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass mindestens eines der beiden Bauteile aus einem Trägerteil und einem Verschleissteil besteht, die durch mechanisch lösbare Mittel miteinander verbunden sind, wobei das Verschleissteil in Anlage mit dem jeweiligen anderen Bauteil zu gelangen bestimmt ist.
Durch erfindungsgemässe Ausbildung der Garnitur ist gewährleistet, dass bei einem Verschleiss des entsprechenden Bauteils nicht mehr das Bauteil als ganzes ausgewechselt werden muss, sondern nur noch das Verschleissteil. Hierdurch lassen sich die Materialkosten wesentlich reduzieren, andererseits gewährleistet das Verschleissteil optimale Verschleisseigenschaften des Bauteiles.
Zweckmässig bestehen beide Bauteile aus einem Trägerteil und einem Verschleissteil, wobei die Verschleissteile der beiden Bauteile miteinander in Anlage zu gelangen bestimmt sind.
Um optimale Härteeigenschaften des Verschleissteiles zu erzielen sollte das jeweilige Verschleissteil aus Hartmetall, insbesondere Stellit bestehen.
Um ein Düsennadelbauteil zu schaffen, bei dem für das Verschleissteil nur wenig Material erforderlich ist, sollte das Trägerteil als Kegelstumpf, das Verschleissteil als Kegel ausgebildet sein, wobei letzteres im Bereich dessen Grundfläche eine kegelstumpfförmige Ausnehmung aufweist und die äussere Mantelfläche des Trägerteils sich in Anlage mit der inneren Mantelfläche des Verschleissteils befindet. Das Verschleissteil lässt sich auf einfache Art und Weise mit dem Trägerteil verbinden, wenn das Verschleissteil auf der inneren Mantelfläche im Bereich der Grundfläche mit einem Gewinde versehen ist und als Verbindungsmittel ein in das Gewinde eingeschraubter Gewindering in Anlage mit dem stumpfen Ende des Trägerteils ist.
Das Trägerteil des Düsenmundstückbauteils weist vorteilhaft einen ersten ringförmigen Abschnitt mit sich verringernder Innenquerschnittsfläche, sowie einen sich an diesen Abschnitt anschliessenden zweiten ringförmigen Abschnitt mit konstanter Innenquerschnittsfläche auf, wobei innerhalb des Trägerteils das Verschleissteil mit einer der Innenkontur des Trägerteils entsprechenden Aussenkontur angeordnet ist. Die Verbindung von Trägerteil und Verschleissteil erfolgt hier mittels mindestens eines Befestigungsmittels.
In den Figuren 1 und 2 ist die Erfindung an einer Ausführungsform näher erläutert. Es stellt dar:
Figur 1 einen Mittelschnitt durch ein erfindungsgemässes Düsennadelbauteil,
Figur 2 einen Mittelschnitt durch ein erfindungsgemässes Düsenmundstückbauteil.
Das in Figur 1 dargestellte Düsennadelbauteil 1, weist ein als Kegelstumpf ausgebildetes Trägerteil 2 auf. Das Trägerteil 2 besitzt im Bereich dessen Grundfläche 3 eine Ausnehmung 4 mit einem Innengewinde 5 zur Verbindung des Trägerteils 2 an ein nicht dargestelltes Stellmittel zum Bewegen des Düsennadelbauteils 1. Das Trägerteil besteht aus normalem, ungehärteten Stahl. Das im Gegensatz zum Trägerteil 2 aus Stellit bestehende Verschleissteil 6 ist als Kegel ausgebildet, der im Bereich dessen Grundfläche 7 eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 8 aufweist. Die Aussenabmessung der äusseren Mantelfläche 9 des Trägerteils 2 und die Innenabmessungen der inneren Mantelfläche 10 des Verschleissteils 6 sind derart aufeinander abgestimmt, dass in eingeschobenem Zustand des Trägerteils 2 in das Verschleissteil 6 die Mantelflächen 9 und 10 aufeinander zu liegen kommen.
Die Mantelflächen nehmen bezüglich der Senkrechten einen Winkel von ungefähr 250 ein.
Wie der Darstellung der Figur 1 zu entnehmen ist, ist das Verschleissteil 6 auf der inneren Mantelfläche 10 im Bereich der Grundfläche 7 mit einem Gewinde 11 versehen. Ein in das Gewinde 11 eingeschraubter Gewindering 12 befindet sich in Anlage mit einer im Bereich des stumpfen Endes des Trägerteils 2 befindlichen ringförmigen Ausnehmung 13.
Das in Figur 2 dargestellte Düsenmundstückbauteil 14 besteht aus einem Trägerteil 15, sowie aus einem Verschleissteil 16. Das Trägerteil 15 weist einen ersten ringförmigen Abschnitt 17 mit sich verringernder Innenquerschnittsfläche, sowie einen sich an diesen Abschnitt 17 anschliessenden zweiten ringförmigen Abschnitt 18 mit konstanter Innenquerschnittsfläche auf. Die Aussenkontur des Trägerteils 15 beinhaltet einen Absatz 19, der in Anlage mit dem nicht dargestellten Ventilgehäuse kommt, das das Düsenmundstückbauteil 14 aufnimmt. Innerhalb des Trägerteils 15 ist das Verschleissteil 16 angeordnet, die Aussenkontur des Verschleissteils 16 ist der Innenkontur des Trägerteils 15 mit den beiden Abschnitten 17 und 18 angepasst.
Um einen günstigen Strömungsverlauf durch das Ventil zu ermöglichen, weist die Innenkontur des Verschleissteils 16 in bekannter Art und Weise einen sich verjüngenden Abschnitt, einen Abschnitt konstanten Durchmessers, sowie einen zwischen den beiden Abschnitten angeordneten Ventilsitz 20 auf.
Wie bereits bei der Beschreibung des Düsennadelbauteils verdeutlicht besteht auch das Trägerteil 15 des Düsenmundstückbauteils 14 aus Stahl, das Verschleissteil 16 hingegen aus Stellit.
Die Innenabmessungen des Trägerteils 15 und die Aussenabmessungen des Verschleissteils 16 sind derart aufeinander abgestimmt, dass in zusammengepasstem Zustand der Teile 15 und 16 die innere Mantelfläche des Trägerteils 16 in Anlage mit der äusseren Mantelfläche des Verschleissteils 16 gelangt. Zum Verbinden des Trägerteils 15 mit dem Verschleissteil 16 sind mehrere Schrauben 21 vorgesehen, die radial in das Trägerteil 15 eingebrachte Gewinde 22 durchsetzen und in korrespondierende Bohrungen 23 des Verschleissteils 16 ragen.
Müssen die Verschleissteile 6 beziehungsweise 16 entfernt werden, ist es nur erforderlich, den Gewindering 12 und die Schrauben 21 zu lösen und die Verschleissteile gegen neue auszuwechseln.
Die erfindungsgemässe Garnitur findet vorzugsweise Verwendung in Wasser- oder Peltonturbinen, bei denen nicht nur grosse Flüssigkeitsdrücke zu beherrschen sind, sondern auch Partikel jeglicher Art durch die Turbine strömen und die Teile des Kegelventils erheblicher Beanspruchung aussetzen. Die Verschleissteile der Garnitur sollten dabei eine Stärke von ungefähr 1 cm aufweisen.
DESCRIPTION
The invention relates to a closure assembly for a cone valve for flow control of liquids under high pressure, consisting of a nozzle mouthpiece component and a specific nozzle needle component to come into contact with the nozzle mouthpiece component in the closed position of the cone valve.
Sets according to the preamble are known which, in order to reduce the wear of the components as a result of the high liquid pressure, either consist entirely of hard metal or have a high surface hardness due to a surface coating. Components made entirely of hard metal result in high material costs, whereas only relatively soft hard metals can be used for the surface coating in order to avoid cracks in the coated surface.
It is an object of the present invention to provide a set of the type mentioned which has the same advantageous material properties as a set consisting entirely of hard metal, but which contains lower material costs than such a set.
The object is achieved in that at least one of the two components consists of a carrier part and a wearing part which are connected to one another by mechanically releasable means, the wearing part being intended to come into contact with the respective other component.
By designing the set according to the invention, it is ensured that when the corresponding component is worn out, it is no longer necessary to replace the component as a whole, but only the wear part. This allows the material costs to be significantly reduced, on the other hand, the wearing part ensures optimal wear properties of the component.
Both components expediently consist of a carrier part and a wear part, the wear parts of the two components being intended to come into contact with one another.
In order to achieve optimal hardness properties of the wear part, the respective wear part should consist of hard metal, in particular stellite.
In order to create a nozzle needle component in which only a small amount of material is required for the wear part, the support part should be designed as a truncated cone, the wear part as a cone, the latter having a truncated cone-shaped recess in the area of its base area and the outer lateral surface of the support part being in contact with it the inner surface of the wearing part. The wearing part can be connected to the carrier part in a simple manner if the wearing part is provided with a thread on the inner circumferential surface in the area of the base area and a threaded ring screwed into the thread is in contact with the blunt end of the carrier part.
The support part of the nozzle mouthpiece component advantageously has a first annular section with a decreasing inner cross-sectional area, and a second annular section adjoining this section with a constant inner cross-sectional area, the wear part being arranged within the support part with an outer contour corresponding to the inner contour of the support part. The connection between the carrier part and the wearing part is carried out here using at least one fastening means.
In Figures 1 and 2, the invention is explained in more detail using an embodiment. It shows:
FIG. 1 shows a central section through a nozzle needle component according to the invention,
FIG. 2 shows a central section through a nozzle mouthpiece component according to the invention.
The nozzle needle component 1 shown in FIG. 1 has a support part 2 designed as a truncated cone. The carrier part 2 has in the area of its base 3 a recess 4 with an internal thread 5 for connecting the carrier part 2 to an adjusting means (not shown) for moving the nozzle needle component 1. The carrier part consists of normal, unhardened steel. The wear part 6, which in contrast to the carrier part 2 consists of stellite, is designed as a cone which has a truncated cone-shaped recess 8 in the area of its base area 7. The outer dimensions of the outer circumferential surface 9 of the carrier part 2 and the inner dimensions of the inner circumferential surface 10 of the wearing part 6 are matched to one another such that when the carrier part 2 is pushed into the wearing part 6, the outer surfaces 9 and 10 come to lie on one another.
The lateral surfaces make an angle of approximately 250 with respect to the vertical.
As can be seen from the illustration in FIG. 1, the wearing part 6 is provided with a thread 11 on the inner lateral surface 10 in the area of the base surface 7. A threaded ring 12 screwed into the thread 11 is in contact with an annular recess 13 located in the region of the blunt end of the carrier part 2.
The nozzle mouthpiece component 14 shown in FIG. 2 consists of a support part 15 and a wear part 16. The support part 15 has a first annular section 17 with a decreasing internal cross-sectional area, and a second annular section 18 adjoining this section 17 with a constant internal cross-sectional area. The outer contour of the carrier part 15 includes a shoulder 19 which comes into contact with the valve housing, not shown, which receives the nozzle mouthpiece component 14. The wear part 16 is arranged within the support part 15, the outer contour of the wear part 16 is adapted to the inner contour of the support part 15 with the two sections 17 and 18.
In order to enable a favorable flow course through the valve, the inner contour of the wearing part 16 has, in a known manner, a tapered section, a section of constant diameter, and a valve seat 20 arranged between the two sections.
As already made clear in the description of the nozzle needle component, the carrier part 15 of the nozzle mouthpiece component 14 is made of steel, while the wear part 16 is made of stellite.
The inner dimensions of the carrier part 15 and the outer dimensions of the wearing part 16 are matched to one another in such a way that, when the parts 15 and 16 are in a matched state, the inner lateral surface of the supporting part 16 comes into contact with the outer lateral surface of the wearing part 16. To connect the carrier part 15 to the wearing part 16, a plurality of screws 21 are provided, which penetrate threads 22 introduced radially into the carrier part 15 and protrude into corresponding bores 23 of the wearing part 16.
If the wearing parts 6 or 16 have to be removed, it is only necessary to loosen the threaded ring 12 and the screws 21 and to replace the wearing parts with new ones.
The set according to the invention is preferably used in water or Pelton turbines, in which not only large liquid pressures can be mastered, but also particles of all kinds flow through the turbine and expose the parts of the plug valve to considerable stress. The wearing parts of the set should have a thickness of approximately 1 cm.