DE1124316B

DE1124316B - Cock with a spherical plug and elastic sealing rings

Info

Publication number: DE1124316B
Application number: DEA32285A
Authority: DE
Inventors: David Daniel Nagel
Original assignee: ACF Industries Inc
Current assignee: ACF Industries Inc
Priority date: 1958-06-20
Filing date: 1959-06-19
Publication date: 1962-02-22

Description

Hahn mit kugelförmigem Küken und elastischen Dichtungsringen Die Erfindung betrifft einen Hahn mit kugelförmigem Küken, das zwischen kegelförmigen, die Durchflußkanäle umgebenden Gehäusesitzflächen angeordnet ist, die mit in nutenartigen Ausnehmungen befindlichen elastischen Dichtungsringen versehen sind, die sich an das Küken anlegen und in ihrer Lage in den Ausnehmungen durch einen am Gehäuse befestigten starren Klemmring gehalten werden, der an der offenen dritten Seite der Ausnehmung an den Dichtungsringen anliegt.Cock with spherical plug and elastic sealing rings The invention relates to a tap with a spherical plug, which is between the conical, the flow channels surrounding housing seat surfaces is arranged with in groove-like recesses located elastic sealing rings are provided, which lie against the chick and rigid in position in the recesses by a fixed to the housing Clamping ring are held on the open third side of the recess to the Sealing rings.

Bei einem bekannten Hahn dieser Art füllen die Dichtungsringe die nutenartigen Ausnehmungen nur teilweise aus. Denn der starre Klemmring hat eine scharfe Kante, die in die nutenartige Ausnehmung hineinragt und auf die im entspannten Zustand ebene Fläche des elastischen Dichtungsringes drückt. Das führt aber dazu, daß der Dichtungsring mitunter in den Hohlraum ausweicht und daß dabei die wirksame Länge der Berührungsfläche zwischen dem Küken und dem Dichtungsring verringert wird. Auch kann sich das Küken so weit stromab verschieben, daß es sich von der stromauf gelegenen Dichtung abhebt.In a known tap of this type, the sealing rings fill the groove-like recesses only partially. Because the rigid clamping ring has one sharp edge that protrudes into the groove-like recess and on the relaxed State presses flat surface of the elastic sealing ring. But that leads to that the sealing ring sometimes gives way into the cavity and that the effective The length of the contact surface between the plug and the sealing ring is reduced. The chick can also move so far downstream that it moves away from the upstream located seal stands out.

Erfindungsgemäß füllen nun der bzw. die Dichtungsringe die nutenartigen Ausnehmungen vollständig aus, und der Klemmring liegt flächig und pressend an dem bzw. den Dichtungsringen an, so daß der bzw. die Dichtungsringe nach dem Zusammenbau des Hahnes in einen zwischen der Kugelfläche des Kükens und den Gehäusesitzflächen vorgesehenen Spielraum hinein infolge eines in geringem Maße erfolgenden kalten Flusses vorquellen.According to the invention, the sealing ring or rings fill the groove-like Recesses completely, and the clamping ring lies flat and pressing on the or the sealing rings, so that the sealing ring or rings after assembly of the cock in one between the spherical surface of the plug and the housing seat surfaces provided leeway into it as a result of a small amount of cold Pre-flow of the river.

Vorzugsweise verläuft die Preßfläche des Klemmringes in eingebautem Zustand in der Weise geneigt zur gegenüberliegenden Ausnehmungswand, daß die Ausnehmung am dem Küken zugewandten offenen Ende die kleinste Abmessung aufweist.Preferably, the pressing surface of the clamping ring runs in built-in State inclined to the opposite recess wall in such a way that the recess has the smallest dimension at the open end facing the chick.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung seien nunmehr mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In diesen zeigt Fig. 1 einen teilweise im Schnitt gehaltenen Längsschnitt durch den Hahn nach der Erfindung, Fig. 2 einen Teil der Fig. 1 in größerem Maßstabe und Fig.3 eine der Fig.2 entsprechende Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform.Two preferred exemplary embodiments of the invention are now included Explained with reference to the drawings. In these Fig. 1 shows a partially in section held longitudinal section through the tap according to the invention, Fig. 2 part of the 1 on a larger scale and FIG. 3 shows a representation corresponding to FIG modified embodiment.

Der Hahn besteht aus einem etwa rohrförmigen Gehäuse A, in dessen Durchflußkanal drehbar ein kugelförmiges Küken B durch Rohranschlußstutzen C zentriert ist. Man kann das Küken B mit Hilfe einer Spindel D drehen, die aus dem Gehäuse herausragt.The cock consists of an approximately tubular housing A, in which Flow channel rotatably centered a spherical plug B through pipe connection piece C. is. The plug B can be turned with the aid of a spindle D which comes out of the housing protrudes.

Die Enden 12 des Durchflußkanals des Gehäuses A haben eine etwas größere lichte Weite als der mittlere Abschnitt 13 dieses Kanals, so daß an der Übergangsstelle Schultern 14 entstehen. Die Kanalenden 12 haben ein Innengewinde zur Aufnahme der Anschlußstutzen C, die in Achsenrichtung in das Gehäuse auf dessen Mitte zu hineingeschraubt werden können. Gewünschtenfalls können die Gewinde auch entfallen, und die Anschlußstutzen C können in den Enden des Durchflußkanals des Gehäuses verschiebbar sein und irgendwie an dem Gehäuse befestigt werden. Das äußere Ende 16 eines jeden Anschlußstutzens C hat ein Innengewinde zur Aufnahme der Anschlußleitung, die sich an den Durchflußkanal 17 des Anschlußstutzens C axial ausgerichtet anschließt.The ends 12 of the flow channel of the housing A have a slightly larger inside width than the central section 13 of this channel, so that shoulders 14 arise at the transition point. The channel ends 12 have an internal thread for receiving the connecting pieces C, which can be screwed axially into the housing towards its center. If desired, the threads can also be omitted, and the connecting pieces C can be displaceable in the ends of the flow channel of the housing and can be fastened somehow to the housing. The outer end 16 of each connection piece C has an internal thread for receiving the connection line, which connects to the flow channel 17 of the connection piece C in an axially aligned manner.

Das in dem Durchflußkanal 13 des Gehäuses A zentrierte kugelförmige Küken B hat einen Kanal 19, der den Kanälen 17 der Anschlußstutzen C gegenüber ausgerichtet werden kann. Wenn das geschieht, dann ist der Hahn offen. In eine in die Oberseite des Kükens B eingefräste Nut greift die drehbare Spindel D ein, so daß man durch deren Drehung den Kanal 19 des Kükens querstellen und dadurch außer Verbindung mit den Kanälen 17 bringen kann, wenn man den Hahn schließen will.The centered in the flow channel 13 of the housing A spherical Chick B has a channel 19 which aligns with the channels 17 of the connection piece C opposite can be. When that happens, the tap is open. In one in the top of the plug B milled groove engages the rotatable spindle D, so that one through the rotation of which transversely place the channel 19 of the plug and thereby out of connection with the channels 17 can bring when you want to close the tap.

Das innere Ende eines jeden Anschlußstutzens C ist mit einer dem Küken B zugewandten, eben bearbeiteten Stirnfläche 41 versehen, die auf der Achse des Kanal 17 senkrecht steht und bis zum Umfang des Stutzens C reicht. Zwei zur Durchflußkanalachse kegelig verlaufende Flächen 36 und 34, die aufeinander senkrecht stehen, bilden eine nutenartige Ausnehmung mit einem V-förmigen Profil in der Stirnfläche des Stutzens C zur Aufnahme und Halterung eines elastischen Dichtungsringes 38, der sich an das kugelförmige Küken B anlegt.The inner end of each connection piece C is provided with a flat machined end face 41 facing the plug B, which is perpendicular to the axis of the channel 17 and extends to the circumference of the connection piece C. Two surfaces 36 and 34 which are conical to the flow channel axis and which are perpendicular to one another form a groove-like recess with a V-shaped profile in the end face of the connector C for receiving and holding an elastic sealing ring 38 which rests against the spherical plug B.

Insoweit ist der Hahn im wesentlichen bekannt. Die Erfindung bezieht sich nun auf die Ausgestaltung der Dichtung und auf die Art und Weise, in der diese in ihrer Lage gesichert ist.In this respect, the cock is essentially known. The invention relates now on the design of the seal and the way in which it is secured in its position.

Der Dichtungsring 38, der dem kugelförmigen Küken als Sitz dient und die Abdichtung bewirkt, besteht in üblicher Weise aus einem elastischen Kunststoff, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen. Er ist in bekannter Weise zweckmäßig im entspannten Zustand eben gestaltet und derart kegelig verformt, daß er an der Fläche 34 der im Stutzen C vorgesehenen Ausnehmung anliegt. Die gegenüberliegende Fläche des Dichtungsringes 38 liegt an einer Kegelfläche 39 eines starren Klemmringes 40 an, der zwischen der Schulter 14 und der Stirnfläche 41 des Stutzens C eingeklemmt ist. Dabei ist der Dichtungsring 38 so gestaltet, daß er nach seinem Einbau in das Gehäuse beim Einschrauben des Anschlußstutzens C durch die Fläche 36 der Ausnehmung an seinem äußeren Umfang gehalten und auf das Küken B hin gepreßt wird. Dabei wird der Werkstoff des Dichtungsringes 38 um ein Maß verdrängt, das für verschiedene Größen des Hahnes verschieden bemessen werden kann. Es kommt dabei nur entscheidend darauf an, daß der Dichtungsring 38 die nutenartige Ausnehmung zwischen den Flächen 34, 36 und 39 vollständig ausfüllt und der Klemmring 40 flächig und pressend an ihm anliegt.The sealing ring 38, which serves as a seat for the spherical plug and causes the seal, consists in the usual way of an elastic plastic, preferably made of polytetrafluoroethylene. It is useful in a known manner relaxed state designed flat and so conically deformed that it is on the surface 34 of the recess provided in the connector C is applied. The opposite face of the sealing ring 38 lies on a conical surface 39 of a rigid clamping ring 40 on, which is clamped between the shoulder 14 and the end face 41 of the connecting piece C. is. The sealing ring 38 is designed so that it is after its installation in the Housing when screwing in the connection piece C through the surface 36 of the recess is held on its outer periphery and pressed onto the chick B. It will the material of the sealing ring 38 displaced by an amount that is different for different Sizes of the cock can be measured differently. It just comes down to that on that the sealing ring 38 the groove-like recess between the surfaces 34, 36 and 39 are completely filled and the clamping ring 40 is flat and pressing is up to him.

Wie Fig. 2 deutlich erkennen läßt, quillt infolge des sogenannten »kalten Flusses« der Werkstoff unter der Wirkung der Druckbelastung in den Spielraum hinein, der zwischen dem Küken und den Gehäuseflächen vorgesehen ist.As Fig. 2 clearly shows, swells as a result of the so-called "Cold flow" of the material under the effect of the pressure load in the clearance inside, which is provided between the chick and the housing surfaces.

Die Preßoberfläche 39 des Klemmringes 40 verläuft in eingebautem Zustand in der Weise geneigt zur gegenüberliegenden Ausnehmungswand (Fläche 34), daß die Ausnehmung am dem Küken zugewandten offenen Ende die kleinste Abmessung aufweist. In- , folge dieser Form der Ausnehmung wird der Dich-, tungsring 38 in ihr zuverlässig festgehalten, so daß er aus ihr nicht herausgerissen werden kann, wenn beim (Offnen des Hahnes ein Teil des Dichtungsringes am Küken nicht mehr anliegt: Gewünschtenfälls kann das innere Ende des Klemmringes 40 derart abgeschrägt werden, daß sich eine Schrägfläche 42, ergibt, die parallel zu der den Kanal 17 umgebenden Kegelfläche des Stutzens C ausgerichtet ist., Wie Fig. 2 zeigt, ragt der Dichtungsring 38 aus der von den Flächen 34, 36 und 39 umgrenzten Ausnehmung nur mit einem ganz kurzen Stück heraus, das sich an das kugelförmige Küken B anlegt. Dadurch, daß der Dichtungsring in dieser Weise zwischen den Flächen 34, 36 und 39 eingeschlossen ist, kann sein Werkstoff unter der Wirkung des vom Küken ausgeübten Druckes nicht entweichen. Das kugelförmige Küken kann sich daher in der stromab weisenden Richtung nicht so weit verschieben, daß es sich von dem stromauf gelegenen Dichtungsring abhebt. Das Küken legt sich also abdichtend sowohl an die stromauf gelegene als auch an die stromab gelegene Dichtung an. Der Hahn eignet sich daher als Absperr-oder Drosselhahn, also für Zwecke, bei denen die stromauf gelegene Abdichtung erforderlich ist. Dadurch, daß die Länge, über die hinweg der Dichtungsring nicht abgestützt ist, auf ein Mindestmaß verringert ist, ist die Bewegungsfreiheit des kugelförmigen Kükens verringert. Der kurze Abschnitt des Dichtungsringes, der aus der von den Flächen 34, 36 und 39 abgebildeten Ausnehmung herausragt, kann auch ein größere Last aufnehmen, bevor er sich verformt, als es möglich ist, wenn der Dichtungsring aus der Ausnehmung weiter herausragt. Die Verdrängung des Werkstoffes durch die kegelig verlaufende Fläche 39 des Klemmringes 40 führt auch dazu, daß der Dichtungsring in seiner Ausnehmung zuverlässig festgehalten wird und nicht aus ihr herausgesprengt werden kann.The pressing surface 39 of the clamping ring 40 extends in the installed state inclined to the opposite wall of the recess (surface 34) that the recess has the smallest dimension at the open end facing the chick. As a result of this shape of the recess, the sealing ring 38 is reliably held in it so that it cannot be torn out of it if part of the sealing ring is no longer in contact with the plug when the valve is opened: end of the clamping ring 40 are chamfered such that an inclined surface 42, results to be the parallel channel 17 surrounding the conical surface of the nozzle C., As Fig. 2 shows the sealing ring projects 38 from the from the surfaces 34, 36 and 39 delimited recess only with a very short piece, which rests against the spherical plug B. Because the sealing ring is enclosed in this way between the surfaces 34, 36 and 39, its material can under the action of the plug The spherical plug cannot therefore move so far in the downstream direction that it lifts off the sealing ring located upstream So ken is sealingly applied to both the upstream and the downstream seal. The valve is therefore suitable as a shut-off valve or throttle valve, that is to say for purposes in which the upstream seal is required. The fact that the length over which the sealing ring is not supported is reduced to a minimum, the freedom of movement of the spherical plug is reduced. The short portion of the sealing ring that protrudes from the recess depicted by surfaces 34, 36 and 39 can also take a greater load before it deforms than is possible if the sealing ring protrudes further from the recess. The displacement of the material by the tapered surface 39 of the clamping ring 40 also means that the sealing ring is reliably held in its recess and cannot be blown out of it.

Damit beim Drehen des kugelförmigen Kükens die Kanten ihres Durchflußkanals 19 nicht in den Dichtungsring 38 einschneiden, sind diese Kanten abgerundet. Sie gleiten daher über den Dichtungsring hinweg, ohne ihn zu beschädigen. Damit kein Leck am Umfang des Stutzens C eintritt, hat dessen Stirnfläche 41 eine Umfangsnut 43, in die ein Dichtungsring 44 eingesetzt ist.So that when you turn the spherical plug, the edges of your flow channel 19 do not cut into the sealing ring 38, these edges are rounded. she therefore slide over the sealing ring without damaging it. So no Leak occurs at the circumference of the connecting piece C, the end face 41 of which has a circumferential groove 43 into which a sealing ring 44 is inserted.

Fig. 3 zeigt eine etwas andere Ausgestaltung des Hahnes. Bei dieser ist der die Sitzfläche für das kugelförmige Küken und die Abdichtung bildende Dichtungsring zweiteilig ausgestaltet. Er ist also in zwei Ringe 45 und 46 unterteilt. Der Klemmring 47 hat eine J-förmige Querschnittsfläche. Der Werkstoff der beiden Dichtungsringe 45 und 46 ist durch den Klemmring 47 ebenso verdrängt wie der Werkstoff des Dichtungsringes 38 bei der anderen Ausführungsform.Fig. 3 shows a somewhat different embodiment of the tap. At this is the sealing ring that forms the seat for the spherical plug and the seal designed in two parts. It is therefore divided into two rings 45 and 46. The clamping ring 47 has a J-shaped cross-sectional area. The material of the two sealing rings 45 and 46 is also displaced by the clamping ring 47, as is the material of the sealing ring 38 in the other embodiment.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Tap with a spherical plug, which is positioned between conical, the flow channels surrounding the housing seat surfaces is arranged with in groove-like Recesses located elastic sealing rings are provided, which are attached to the chick put on and fixed in position in the recesses by a on the housing rigid clamping ring are held on the open, third side of the recess rests against the sealing rings, characterized in that the sealing ring or rings (38, 45, 46) completely fill the groove-like recesses and the clamping ring flat and pressing on the or: the sealing rings, so that the or Sealing rings after assembling the valve in one between the spherical surface of the plug (B) and the housing seats provided clearance into it as a result a small amount of cold flow.

2. Hahn according to claim 1, characterized in that the pressing surface of the clamping ring in the installed state inclined in such a way to the opposite recess wall that the recess has the smallest dimension at the open end facing the chick. Into consideration Drawn publications: Austrian patent specification No. 135 588; french U.S. Patent No. 1,146,420; U.S. Patent No. 2,762,60l.