DE1005797B

DE1005797B - Stuffing boxless shut-off device for pressure medium

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Publication number: DE1005797B
Application number: DES40867A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-09-17
Filing date: 1954-09-17
Publication date: 1957-04-04

Description

Bei Absperrorganen für Druckmittel, beispielsweise bei den im Bergbau gebräuchlichen Schiebern für Druckluft- und andere Druckmittelleitungen, ist die Spindel zum öffnen und Schließen des Absperrorgans in der Regel durch eine Stopfbüchse geführt. Diese Stopfbüchsen bedürfen einer ständigen Wartung und werden leicht undicht, wenn sie nicht regelmäßig nachgezogen und in bestimmten Zeiträumen die Stopfbüchsenpackung erneuert wird. Besonders bei dem rauhen und an Menschen und Material hohe Anforderungen stellenden Bergbaubetrieb werden die Stopfbüchsen der Absperrorgane häufig undicht, und gerade im Bergbaubetrieb sind die Uberholungs- und Reparaturarbeiten an den Druckmittelleitungen besonders störend. Es wurden deshalb schon verschiedene Versuche gemacht, die Stopfbüchsen durch andere Dichtungen, die keiner Wartung bedürfen, zu ersetzen. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, bei solchen Ventilen, bei denen die Bewegung des Sperrteiles nicht durch eine sich drehende Spindel, sondern durch ein eine hin- und hergehende Bewegung ausführendes Organ bewirkt wird, statt der Stopfbüchsen zur Dichtung eine Membran zu verwenden. Diese Membrandichtungen haben jedoch wieder den Nachteil, daß die Membran zwischen Gehäuse und bewegtem Teil über eine gewisse Strecke frei gespannt ist und den vollen in der Leitung herrschenden Überdruck aufnehmen muß. Dies führt zu starken Beanspruchungen der Membran und damit wieder zu der Gefahr des Undichtwerdens der Dichtung.In shut-off devices for pressure medium, for example in the slide valves for Compressed air and other pressure medium lines is the spindle for opening and closing the shut-off device usually passed through a stuffing box. These stuffing boxes require constant maintenance and leaks easily if they are not tightened regularly and the gland packing in certain periods of time is renewed. Especially with the rough and high demands on people and material The stuffing boxes of the shut-off devices are often leaky and Especially in the mining industry, the overhaul and repair work on the pressure medium lines is special disturbing. Various attempts have therefore been made to get the stuffing boxes through replace other seals that do not require maintenance. It has also already been suggested at such valves, in which the movement of the locking part is not by a rotating spindle, but is caused by a reciprocating motion instead of the stuffing boxes to use a membrane for sealing. However, these membrane seals again have the disadvantage that the membrane between the housing and the moving part is freely stretched over a certain distance and must absorb the full overpressure prevailing in the line. This leads to heavy loads the membrane and thus again to the risk of the seal becoming leaky.

Es wurde ferner vorgeschlagen, bei solchen Vorrichtungen, bei denen die Betätigungsstange eine Schwenkbewegung ausführt, statt der Stopfbüchse ein biegsames Rohr oder einen über die Stange gezogenen Schlauch zu verwenden, dessen Enden eingespannt sind. Auch bei diesen Vorrichtungen muß aber das biegsame Rohr bzw. der Schlauch dem vollen Innendruck standhalten, und es ist die Anwendung dieser Vorrichtung daher auch auf verhältnismäßig geringe Drücke beschränkt.It has also been proposed in such devices in which the actuating rod a Swivel movement executes, instead of the stuffing box, a flexible pipe or one pulled over the rod Use a hose whose ends are clamped. But this must also be the case with these devices flexible pipe or hose can withstand the full internal pressure, and it is the application of this The device is therefore limited to relatively low pressures.

Gegenstand der Erfindung ist ein stopfbüchsloses Absperrorgan für Druckmittel, bei dem der Sperrteil durch einen kugelgelenkiggelagerten Hebel bewegt wird, wobei erfindungsgemäß das Kugelgelenk durch eine Membran abgedichtet ist, die sich gegen die Stirnseite eines den Hebel niederdruckseitig umgebenden Kugel- oder Hohlkugelabschnittes stützt, der sich zusammen mit dem Hebel in der Pfanne des Kugelgelenkes bewegt. Dadurch wird erreicht, daß die Strecke, die die Membran zwischen dem Hebel und dem Gehäuse trotz der Abstützung freiliegt, so kurz wird, daß die Membran auch hohen Drücken standhalten kann. Zweckmäßig ist dabei die Membran zwischen zwei auf den Hebel aufgeschraubten HaIb-Stopfbüchsenloses Absperrorgan
für DruckmittelThe subject of the invention is a shut-off device without a stuffing box for pressure medium, in which the locking part is moved by a ball-jointed lever, whereby according to the invention the ball-and-socket joint is sealed by a membrane which is supported against the end face of a ball or hollow ball section surrounding the lever on the low pressure side, which together moved with the lever in the socket of the ball joint. This ensures that the distance which the membrane is exposed between the lever and the housing in spite of the support is so short that the membrane can withstand even high pressures. The membrane between two Halb stuffing boxless shut-off devices that are screwed onto the lever is useful
for pressure medium

Anmelder:Applicant:

Dipl.-Ing. Alois Siebeck,Dipl.-Ing. Alois Siebeck,

Ratingen bei Düsseldorf,Ratingen near Düsseldorf,

Kaiserswerther Str. 18Kaiserswerther Str. 18

kugeln eingespannt, von denen die niederdruckseitige in dem Hohlkugelabschnitt eingebettet ist, der sich in der am Gehäuse festen Kugelpfanne bewegt.balls clamped, of which the low-pressure side is embedded in the hollow ball section, which moves in the ball socket fixed to the housing.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in Abb. 1 bis 3 in drei zueinander senkrechten Schnitten dargestellt, und zwar zeigenAn embodiment of the subject of the invention is shown in Fig. 1 to 3 in three mutually perpendicular Sections shown, namely show

Abb. 2 und 3 das Absperrorgan in Offenstellung,Fig. 2 and 3 the shut-off element in the open position,

Abb. 1 das Absperrorgan in Schließstellung.Fig. 1 the shut-off device in the closed position.

Das Gehäuse besteht aus zwei zueinander symmetrischen Teilen 1, die in der Symmetrieebene des Absperrorgans unter Zwischenlegung einer Dichtung zusammengefügt werden. Um einen besonders einfachen Einbau zu erreichen sind die Stirnflächen des Absperrorgans so ausgebildet, daß die Rohrleitungen unmittelbar an diese Stirnflächen angeschlossen werden können, so daß die bei Absperrorganen sonst üblichen Rohrstutzen mit Flanschen in Wegfall kommen und dadurch das ganze Absperrorgan wesentlich leichter wird. Wie Abb. 1 zeigt, legen sich die Bunde 21 der Rohre 20 unmittelbar an die Stirnflächen des Sperrgehäuses an. Die Flansche 22 werden dabei durch Bolzen 2 miteinander verbunden, die von einem Flansch zum anderen reichen und, wie aus Abb. 2 ersichtlich, so durch das Gehäuse geführt sind, daß die die Bolzen aufnehmenden Bohrungen nicht mit dem Druckraum in Verbindung stehen. Als Sperrteil dient ein annähernd würfelförmiges Stück 14, dessen dichtende Flächen, wie bei Keilschiebern üblich, leicht gegeneinander geneigt sind und sich, wenn der Keil nach der Mitte bewegt wird, zwischen die Dichtungsringe 15 legen. Zur Bewegung des Keiles dient ein Hebel 11, der in das Gehäuse erfindungsgemäß durch ein Kugelgelenk 10 eingeführt ist. Dieses KugelgelenkThe housing consists of two mutually symmetrical parts 1, which are in the plane of symmetry of the Shut-off element are assembled with the interposition of a seal. To a particularly simple one To achieve installation, the end faces of the shut-off device are designed so that the pipelines can be connected directly to these end faces, so that the shut-off devices otherwise The usual pipe sockets with flanges are no longer necessary and the entire shut-off element is therefore essential becomes easier. As Fig. 1 shows, put the collars 21 of the tubes 20 directly on the end faces of the Lock housing. The flanges 22 are connected to one another by bolts 2, which are of a Flange to the other and, as can be seen from Fig. 2, are guided through the housing so that the bores receiving the bolts are not in communication with the pressure chamber. As a locking part an approximately cube-shaped piece 14 is used, the sealing surfaces of which, as is usual with wedge valves, are light are inclined towards each other and when the wedge is moved towards the center, between the sealing rings 15 place. To move the wedge, a lever 11 is used, which is inserted into the housing according to the invention a ball joint 10 is inserted. This ball joint

609 867/220609 867/220

besteht aus dem Unterteils, das mit einem Gehäuseteil verschweißt ist, und dem Oberteil 6. Diese beiden Teile nehmen die Gelenkkugel 10 auf, die aus zwei Teilen besteht, die auf den Hebel 11, der vorzugsweise runden Querschnitt hat, aufgeschraubt sind und zwischen denen die zur Dichtung dienende Membran 8 eingeklemmt ist. Der äußere Rand der Membran ist zwischen die Teile 5 und 6 der Gelenkkapsel eingeklemmt. Zur Stützung der Membran ist zwischen dem oberen Teil der Kugel 10 und dem Oberteil der Gelenkkapsel 6 ein Zwischenstück 9 vorgesehen, das annähernd die Form einer halben Hohlkugel hat und dessen Stirnseite, wie aus Abb. 2 ersichtlich, so verrundet und nach außen abgeschrägt ist, daß die Membran, die sich durch den im Inneren der Leitung herrschenden Überdruck gegen diese Ringfläche legt, ohne scharfen Knick von der Gelenkkugel zur Gelenkkapsel verläuft. Eine leichte Abschrägung und Verrundung der Gelenkkapsel am Rande ihrer kugelförmigen Ausnehmung vervollständigt diese Führung der Membran. Bei dem in den Bildern dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zur Abstützung der Membran dienende Teil 9 fest auf den Hebel 11 aufgeschoben und nimmt an dessen Bewegung teil. Es kann aber auch die in dem Teil 9 zum Durchtritt des Hebels 11 vorgesehene Bohrung etwas größer als der Durchmesser des Hebels gehalten werden, so daß sich der Teil 9 gegenüber dem Hebel um einen gewissen Betrag verschieben kann. Dabei wird der auf der einen Seite des Hebels auf die Membran wirkende Druck auf der anderen Seite wieder an die Membran weitergegeben, so daß der von dem Druckmittel ausgeübte Druck vollständig von der Auflagefläche des Teiles 9 aufgenommen und nicht auf den Hebel 11 übertragen wird. Gegebenenfalls können, insbesondere bei größeren Absperrorganen, auch mehrere Stützteile 9 konzentrisch ineinander angeordnet werden.consists of the lower part, which with a housing part is welded, and the upper part 6. These two parts take the joint ball 10, which consists of two There is parts that are screwed onto the lever 11, which preferably has a round cross-section, and between which the membrane 8 serving for sealing is clamped. The outer edge of the membrane is wedged between parts 5 and 6 of the joint capsule. To support the membrane is between the upper part of the ball 10 and the upper part of the joint capsule 6 an intermediate piece 9 is provided which has approximately the shape of half a hollow sphere and its end face, as can be seen in Fig. 2, is rounded and outwardly sloping that the membrane that extends through the inside of the conduit prevailing overpressure against this ring surface, without a sharp kink from the joint ball to the joint capsule runs. A slight bevel and rounding of the joint capsule on the edge of its spherical Recess completes this guidance of the membrane. With the one shown in the pictures In the exemplary embodiment, the part 9 serving to support the membrane is pushed firmly onto the lever 11 and takes part in its movement. But it can also be in the part 9 to the passage of the Lever 11 provided hole are kept slightly larger than the diameter of the lever, so that the part 9 can move relative to the lever by a certain amount. The one on the one side of the lever acts on the diaphragm, and on the other side, pressure acts on the diaphragm again passed on, so that the pressure exerted by the pressure medium completely from the bearing surface of the Part 9 is added and not transferred to the lever 11. Optionally can, in particular In the case of larger shut-off devices, several support parts 9 can also be arranged concentrically one inside the other.

Die Verbindung des Hebels 11 mit dem Sperrteil 14 ist ebenfalls kugelgelenkartig ausgebildet. Zu diesem Zweck ist in dem Sperrteil 14 eine sphärische Höhlung vorgesehen, die eine Kugel 13 aufnimmt, die ihrerseits wieder ein Vierkantloch zur Aufnahme des Hebels 11 aufweist. Der Hebel 11 verjüngt sich zweckmäßig im Inneren des Gehäuses von seinem ursprünglich runden Querschnitt zu einem Vierkant, bei dem, damit die Kugel 13 unverdrehbar aufgesteckt wird, zweckmäßig eine der vier Seiten gewölbt ausgebildet ist. Bei der Kugel 13 sind die beiden Kugelhauben so weit abgeschnitten, daß sich diese Kugel, wie Abb. 1 zeigt, nur flach durch den zur Einführung des Hebels 11 vorgesehenen Schlitz, dessen Breite den Abmessungen des Schaftes 12 entspricht, in den sphärischen Hohlraum des Sperrkeiles einschieben läßt. Erst wenn die Mittelpunkte der sphärischen Höhlung und der Kugel 13 zusammenfallen, können sie richtig gegeneinander eingestellt werden.The connection of the lever 11 to the locking part 14 is also designed like a ball joint. To this Purpose, a spherical cavity is provided in the locking part 14, which receives a ball 13, the in turn has a square hole for receiving the lever 11. The lever 11 tapers expediently inside the housing from its originally round cross-section to a square in which, so that the ball 13 is fitted so that it cannot rotate, one of the four sides is expediently arched is. In the case of ball 13, the two spherical caps are cut off so far that this ball, as shown in Fig. 1 shows, only flat through the slot provided for the introduction of the lever 11, the width of which corresponds to the dimensions of the shaft 12 corresponds, can be pushed into the spherical cavity of the locking wedge. Only when the centers of the spherical cavity and the ball 13 coincide can they be correct can be adjusted against each other.

Nach Querstellen der Kugel wird der Schaft 12 des Hebels in deren Vierkantloch eingeführt, wodurch die Kugel im Sperrteil nur in der Hebelebene, Abb. 2, frei drehbar liegt, aus diesem aber nicht mehr herausgenommen werden kann, solange sie durch den SchaftAfter transverse positioning of the ball, the shaft 12 of the lever is inserted into the square hole, whereby the The ball in the locking part can only be rotated freely in the lever plane, Fig. 2, but is no longer removed from it can be as long as it is through the stem

ίο 12 in ihrer Lage fixiert ist.ίο 12 is fixed in its position.

Das Vierkant des Hebels kann auch nicht falsch in die Kugel gesteckt werden, weil nach Abb. 2 und 3 die rechte Seite des Vierkantes nicht von einer Geraden, sondern von einem zentrischen Bogenstück begrenzt ist.The square of the lever cannot be inserted incorrectly into the ball, because according to Fig. 2 and 3 the right side of the square is not bounded by a straight line, but by a central arc is.

Der Mittelpunkt der Kugel 13 und der sphärischen Höhlung im Sperrkeil 14 fällt zweckmäßig mit dem Massenmittelpunkt des Sperrkeiles zusammen. Die den Sperrteil aufnehmende Gleitbahn im Gehäuse istThe center of the ball 13 and the spherical cavity in the locking wedge 14 expediently coincides with the Center of mass of the locking wedge together. The slideway that receives the locking part is in the housing

zweckmäßig durch zwei Deckel 3 abgeschlossen, die durch Schrauben 4 am Gehäuse leicht abnehmbar befestigt sind, so daß durch Abnehmen dieser Deckel das Gehäuse leicht von Staub und Schmutz gereinigt werden kann.expediently completed by two covers 3, which are easily removable by screws 4 attached to the housing are so that the housing can be easily cleaned of dust and dirt by removing this cover can be.

Bei dem dargestellten Absperrorgan liegt der Hebel 11 bei geöffnetem Absperrorgan schräg, bei geschlossenem Absperrorgan senkrecht, so daß auch bei Dunkelheit leicht feststellbar ist, ob das Absperrorgan geöffnet oder geschlossen ist, was insbesondere im Bergbaubetrieb sehr wichtig ist.In the shut-off element shown, the lever 11 is inclined when the shut-off element is open and when it is closed The shut-off element is vertical, so that it is easy to determine whether the shut-off element is in place even in the dark is open or closed, which is particularly important in mining operations.

Claims

Patent claims:

1. Shut-off device without a stuffing box for pressure medium, in which the locking part is connected by a ball joint mounted lever is moved, characterized in that the ball joint by a The membrane is sealed against the end face of a low-pressure side surrounding the lever Supports spherical or hollow spherical section,

which moves together with the lever in the socket of the ball joint.

2. shut-off device according to claim 1, characterized in that the membrane between two the lever screwed hemispheres is clamped, of which the low-pressure side in the hollow ball section is embedded, which moves in the ball socket fixed to the housing.

Considered publications:
German Patent No. 1-57 609;

U.S. Patents Nos. 2,211,167, 2,388,988,
2,532,210, 2,696,083.

1 sheet of drawings