DE1145448B

DE1145448B - Shut-off device for pipes, e.g. B. Hahn, with a plastic layer as a sealing surface on the plug or housing and process for their production

Info

Publication number: DE1145448B
Application number: DEA34891A
Authority: DE
Original assignee: AUDLEY ENGINEERING CO Ltd
Current assignee: AUDLEY ENGINEERING CO Ltd
Priority date: 1959-06-17
Filing date: 1960-06-15
Publication date: 1963-03-14

Description

Absperrvorrichtung für Rohre, z. B. Hahn, mit einer Kunststoffschicht als Dichtfläche am Küken oder Gehäuse und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung betrifft eine Absperrvorrichtung für Rohre, z. B. Hahn, deren Verschlußstück und/oder Ge,häusesitz im Kein aus einem nicht porösen Grundwerkstoff mit einer äußeren Schicht aus Kunststoff mit selbstschmierender Eigenschaft besteht, die als Dichtfläche ausgebildet ist, wobei eine Vorkehrung zum Hemmen bzw. Verhindern des Fließens und Verformens der Kunststoffschicht getroffen ist. Zu derartigen Absperrvorrichtungen zählen auch Ab- sperrschieber, Dampfschieber und Hähne mit zylindrischem oder kegeligem Verschlußstück, die zum Regeln des Durchflusses von Flüssigkeiten durch Rolire od. dgl. dienen.Shut-off device for pipes, e.g. B. Hahn, with a plastic layer as a sealing surface on the plug or housing and method for their production. B. Hahn, whose closure piece and / or Ge, housing seat in the none consists of a non-porous base material with an outer layer of plastic with self-lubricating property, which is designed as a sealing surface, with a precaution to inhibit or prevent the flow and deformation of the plastic layer is hit. Such shut-off devices also include shut-off valves, steam valves and taps with a cylindrical or conical closure piece, which are used to regulate the flow of liquids through roliers or the like.

Bei solchen Absperrvorrichtungen sollen die be- weglichen Teile im Betrieb weder festfressen noch zum Festfressen neigen. Außerdem dürfen, beispielsweise bei Anwendung solcher Vorrichtungen in der Lebr-nsm,ittel- oder chemischen Industrie, keine Schmierrnittel wie Fett oder öl verwendet werden, damit die durch die Vorrichtung strömenden Flüssigkeiten nicht verunreinigt werden. Hierbei ist es bekannt, bei einer Absperrvorrichtung eine Kunststoffbüchse zwischen dem Verschlußstück und dem Gehäuse vorzusehen. Diese Büchse hat eine solche Wandstärke, daß sie mit mechanischen Nfitteln auf dem Verschlußstück gehalten werden kann. Es ist aber nicht möglich, eine solche Büchse auf dem Verschlußstück zu haltern, wenn ihre Wandstärke gering ist. Da ferner der Kaltfluß des Kunststoffes, aus dein die Büchse besteht, proportional zur Wandstärke der Büchse ist, können Deformierungen infolge Kaltfluß oder Wärmedehnungen ein beträchtliches Ausmaß annehmen, insbesondere wenn die die Absperrvorrich-Lung durchströmende Flüssigkeit eine relativ hohe Temperatur hat. Derartige Verformungen der Büchse können die Absperrvorrichtung undicht machen und zu Verlusten an der zu steuernden Flüssigkeit führen.In such shut-off the moving parts during operation should not seize more prone to seizure. In addition, when such devices are used in the learning, medium or chemical industry, no lubricants such as grease or oil may be used, so that the liquids flowing through the device are not contaminated. It is known to provide a plastic sleeve between the closure piece and the housing in a shut-off device. This sleeve has such a wall thickness that it can be held on the breech block with mechanical means. But it is not possible to hold such a sleeve on the breech block if its wall thickness is small. Furthermore, since the cold flow of the plastic from which the liner is made is proportional to the wall thickness of the liner, deformations due to cold flow or thermal expansion can be considerable, especially when the liquid flowing through the shut-off device is at a relatively high temperature. Such deformations of the sleeve can make the shut-off device leaky and lead to losses of the fluid to be controlled.

Aufgabe der Erfindung ist es, -bei einer solchen Absperrvorrichtung die die Schnlierung und Dichtung Übernehmende Kunststoffschicht vor Deformierungen infolge z. B. Kaltflusses oder von Wärmedehnungen zu schützen. Diese Aufgabe ist bereits bekannt und bei der bekannten Absperrvorrichtung dadurch gelöst, daß Asbest, Glas oder andere die Wärmedehnung hemmende Füll- und Dichtstoffe zugernischt werden. Dadurch wird erreicht, daß die Hähne bei relativ hohen Temperaturen, z. B. 2401 C, und der nachfolgenden Abkühlung auf beispielsweise 20' C gleicher Weise dicht bleiben. Dieser Umstand bedeutet mit anderen Worten, daß infolge der Wärmedehnungen bzw. Schrumpfungen 'keine plastischen Deformationen auftreten. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß die Kunststoffschicht mit dem jeweils betreffenden Teil der Vorrichtung mittels eines Zwischenbelages aus porösem Werkstoff vereinigt ist, der auf den betreffenden Teil der Vorrichtung aufgebracht ist und einen Teil des die Außenschicht büdenden Kunststoffes aufnimmt. Dadurch entsteht eine Absperrvorrichtung, bei der ohne mechanische Mittel der feste Sitz der Kunststoffschicht sicher gewährleistet und der Kunststoff als Schmier- und Dichtschicht ohne Beimischungen verwendbar gemacht ist unter Ausschalten der bisher vorhandenen Nachteile.The object of the invention is, -in such a shut-off device, the plastic layer taking over the Schnlierung and seal from deformations due to z. B. to protect cold flow or thermal expansion. This object is already known and is achieved in the known shut-off device in that asbestos, glass or other fillers and sealants that inhibit thermal expansion are added. This ensures that the taps at relatively high temperatures, e.g. B. 2401 C, and the subsequent cooling to, for example, 20 ' C remain tight in the same way. In other words, this circumstance means that no plastic deformations occur as a result of the thermal expansion or shrinkage. According to the invention, this object is achieved in that the plastic layer is combined with the respective part of the device by means of an intermediate layer of porous material which is applied to the relevant part of the device and takes up part of the plastic forming the outer layer. This creates a shut-off device in which the firm seating of the plastic layer is reliably ensured without mechanical means and the plastic can be used as a lubricating and sealing layer without admixtures, eliminating the disadvantages that have previously existed.

Bei der praktischen Ausführung ist der Teil der Vorrichtung, auf dem der Zwischenbelag aus porösem Werkstoff aufgebracht ist, sägezahnartig ausgebildet. Wesensgleiche Vorkehrungen für wesensgleiche Zwecke sind an sich bekannt, beispielsweise die Sicherung einer Hülse dadurch, daß eine Dichtfläche weniger fein bearbeitet wird als jene des Ab-sperrgliedes.In the practical implementation is the part of the device on which the intermediate layer of porous material is applied, is sawtooth-like. Identical provisions for identical purposes are known per se, for example securing a sleeve in that a sealing surface is machined less finely is called that of the blocking member.

Zum Herstellen einer Absperrvorrichtung nach der Erfindung wird vorteilhaft die Kunststoffschicht als Dispersion aufgebracht und der betreffende Teil der Vorrichtung anschließend -erhitzt, um die Flüssigkeit der Dispersion zu verdampfen und die Kunststoffpartikeln zusammenzuschließen. Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung an Hand eines im Schnitt dargestellten Hahnes veranschaulicht.To produce a shut-off device according to the invention is advantageous the plastic layer applied as a dispersion and the relevant part of the device then -heated to evaporate the liquid of the dispersion and the plastic particles to merge. The invention is based on one embodiment illustrated in the drawing on the basis of a tap shown in section.

Der dargestellte Hahn hat ein im wesentlichen als Kegelstumpf ausgebildetes Hahnküken 10. Das Küken 10 besteht aus einem nicht porösen Kein, der aus jedem geeigneten Werkstoff, beispielsweise Stahl oder Bronze, bestehen kann.The cock illustrated has a substantially designed as a truncated cone cock plug 10. The plug 10 consists of a non-porous No comprised of any suitable material, such as steel or bronze, can be made.

Der Mantel dieses kegelstumpfförnügen Kerns ist sägezahnartig ausgebildet, beispielsweise mittels eines Schraubengewindes 11 od. dgl., auf das ein poröser Zw#ischenbelag 12 aufgebracht ist. Der Zwischenbelag 12 kann beispielsweise durch Aufspritzen auf den nicht porösen Kern einen Metallüberzug bilden, der dem für den Kein verwendeten Metall ähnlich ist. Bei einer anderen Ausführungsart können auch Werkstoffe aufgespritzt werden, die sich in ihrer Zusammensetzung von dem für den Kern 10 verwendeten Werkstoff unterscheiden, also auch Kunststoffe. Schließlich kann der poröse Zwischenbelag 12 auch durch Sintern oder durch ein chemisches Verfahren, wie Phosphatieren od. dgl., auf den Kern aufgebracht werden.The jacket of this frustoconical core is designed like a sawtooth, for example by means of a screw thread 11 or the like, onto which a porous intermediate covering 12 is applied. The intermediate covering 12 can form a metal coating, for example by spraying onto the non-porous core, which is similar to the metal used for the non-porous core. In another embodiment, materials can also be sprayed on which differ in their composition from the material used for the core 10 , that is to say also plastics. Finally, the porous intermediate covering 12 can also be applied to the core by sintering or by a chemical process such as phosphating or the like.

Das Küken 10 kann auch poliert oder geläppt sein. Daran kann sich ein Ätzvorgang anschließen, so daß die Oberfläche des porösen Zwischenbelages 12 noch poröser wird und der auf die Oberfläche des Zwischenbelages aufzutragende Werkstoff teilweise in den Zwischenbelag eindringen kann. Anschließend wird eine Kunststoffschicht 13 mit nichtfre-ssenden Eigenschaften auf die Oberfläche des porösen Zwischenbelages 12 aufgebracht, der eine Dichtfläche auf dem Küken 10 bildet. Diese Kunststoffschicht 13 besteht vorzugsweise aus Polytetraffuoräthylen. Dieser bekannte Werkstoff bildet eine gute Lagerfläche und hat nichtfressende Eigenschaften, d. h., er ist selbstschmierend, so daß es nicht notwendig ist, Schmiermittel zu verwenden, wodurch die durch den Hahn fließenden Flüssigkeiten verunreinigt werden können.The plug 10 can also be polished or lapped. This can be followed by an etching process, so that the surface of the porous intermediate layer 12 becomes even more porous and the material to be applied to the surface of the intermediate layer can partially penetrate into the intermediate layer. A plastic layer 13 with non-erosive properties is then applied to the surface of the porous intermediate covering 12, which forms a sealing surface on the plug 10 . This plastic layer 13 is preferably made of polytetrafluoroethylene. This known material forms a good bearing surface and has non-corroding properties, i. E. that is, it is self-lubricating so that it is not necessary to use lubricants which can contaminate the fluids flowing through the faucet.

Die in Form einer Dispersion aufgetragene Kunststoffschicht 13 kann auf den porösen Zwischenbelag 12 auf dem Küken 10 mittels Tauchen, Spritzen oder Imprägnieren im Vakuum aufgetragen werden. Die aus Polytetraflueräthylen bestehende Kunststoffschicht 13 dringt teilweise in den Zwischenbelag 12 ein, so daß er als Einbettung für diese Kunststoffschicht 13 dient, teilweise verbleibt sie auf der Oberfläche des porösen Zwischenbelages 12, wo sie eine Lagerfläche bildet. Das Auftragen des Polytetrafluoräthylens kann mehrmals wiederholt werden, um die erforderliche Stärke der Schicht als Lagerwerkstoff zu erhalten. The plastic layer 13 applied in the form of a dispersion can be applied to the porous intermediate covering 12 on the plug 10 by means of dipping, spraying or impregnation in a vacuum. The plastic layer 13 made of polytetrafluoroethylene partially penetrates into the intermediate covering 12 so that it serves as an embedding for this plastic layer 13 , while it partially remains on the surface of the porous intermediate covering 12, where it forms a bearing surface. The application of the polytetrafluoroethylene may be repeated several times to provide the required thickness of the layer to obtain as a bearing material.

Bei einer anderen Ausführungsform. wird die -Kunststoffschicht 13 als kegelstumpfförnuge Hülse aus festem Polytetrafluoräthylen hergestellt, die dann auf den porösen Zwischenbelag 12 auf dem Küken 10 aufgesetzt wird. Anschließend wird das Küken in seinen Sitz im Gehäuse eingesetzt und Druck und Hitze unterworfen, damit das Polytetrafluoräthylen in den porösen Zwischenbelag eindringt und in ihm eingebettet wird. Die Oberfläche des so hergestellten Kükens wird von einer Schicht aus Polytetrafluoräthylen gebildet und stellt, wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform, eine Dichtfläche dar. Jedes einzelne Küken wird hierbei in seinen Sitz im Gehäuse eingepaßt, so daß eine dichte Passung des Kükens in seinem Sitz erzielt wird.In another embodiment. the plastic layer 13 is made as a frustoconical sleeve made of solid polytetrafluoroethylene, which is then placed on the porous intermediate covering 12 on the plug 10 . The plug is then inserted into its seat in the housing and subjected to pressure and heat so that the polytetrafluoroethylene penetrates into the porous intermediate layer and is embedded in it. The surface of the plug produced in this way is formed by a layer of polytetrafluoroethylene and, as in the embodiment described first, represents a sealing surface. Each individual plug is fitted into its seat in the housing so that a tight fit of the plug is achieved in its seat will.

Anstatt das Küken der Absperrvorrichtung mit einem porösen Zwischenbelag und einer dichtenden Oberfläche aus Polytetrafluoräthylen oder einem anderen geeigneten Kunststoff zu versehen, ist es ebenso möglich, den Sitz im Gehäuse mit einer ähnlichen dichtenden Oberfläche auszukleiden. Auch können beide Teile mit einer gleichbeschaffenen Oberfläche mit nichtfressenden Eigenschaften versehen werden.Instead of the plug of the shut-off device with a porous intermediate covering and a sealing surface made of polytetrafluoroethylene or other suitable To provide plastic, it is also possible to have the seat in the housing with a similar one lining the sealing surface. It is also possible to use both parts with an identical one Surface can be provided with non-eating properties.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Shut-off device for pipes, e.g. B. Hahn, the closure piece and / or housing ectz in the core of a non-porous base material with an outer layer of plastic with self-lubricating property, which is designed as a sealing surface, with a precaution to inhibit or prevent the Fheßens and deformation of the plastic layer , characterized in that the plastic layer (13) is combined with the respective part of the device by means of an intermediate layer (12) 'made of ## porous material, which is applied to the relevant part of the device and a part of the outer layer forming. Absorbs plastic.

2. Device according to claim 1, characterized in that the part of the device to which the intermediate layer (12) made of porous material is applied is sawtooth-like (11) . 3. A method for producing a shut-off device according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic layer (13) is applied as dispersions and the relevant part of the device is then heated in order to evaporate the liquid of the dispersion and to combine the plastic particles.

Documents considered: Swiss Patent No. 337 697; U.S. Patent No. 2,713,987.