DE1151417B

DE1151417B - Stopcock with spherical plug and sealing by ring piston

Info

Publication number: DE1151417B
Application number: DEN9852A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kaiser
Original assignee: Neue Argus GmbH
Current assignee: Neue Argus GmbH
Priority date: 1954-12-03
Filing date: 1954-12-03
Publication date: 1963-07-11
Also published as: DE1185435B

Description

Absperrhahn mit kugelförmigem Küken und Abdichtung durch Ringkolben Es sind Absperrhähne bekannt, bei denen das kugelförmige Küken an der Zu- und Abflußseite durch Ringkolben abgedichtet ist, die in Ausdrehungen der Zu- und Abflußstutzen des Gehäuses koaxial zu diesem angeordnet sind, wobei jeder Ringkolben an der Rückseite durch eine Dichtpackung abgedichtet und federnd durch sie sowie durch das Durchflußmedium gegen das Küken gedrückt wird.Stopcock with spherical plug and sealing by means of an annular piston Stopcocks are known in which the spherical plug on the inflow and outflow side is sealed by ring pistons, which are screwed into the inlet and outlet nozzles of the housing are arranged coaxially to this, with each annular piston at the rear sealed by a packing and resilient by it and by the flow medium is pressed against the chick.

Die Erfindung bezieht sich auf Absperrhähne der vorbezeichneten Art. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, diese Absperrhähne in der Richtung weiterzuentwickeln, daß sowohl eine gute Abdichtung zwischen den Ringkolben und der Oberfläche des Kugelkükens erreicht als auch ein Austritt des den Hahn durchströmenden Mediums - unabhängig von dessen Fließrichtung - aus den die Ringkolben führenden Ausdrehungen des Hahngehäuses verhindert wird.The invention relates to stop cocks of the aforementioned type. It is based on the task of further developing these shut-off valves in the direction that both a good seal between the annular piston and the surface of the ball plug reached as well as an exit of the medium flowing through the tap - independently from its direction of flow - from the indentations in the valve body leading to the annular pistons is prevented.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben in anderweitig an sich bekannter Weise in einer Ringnut untergebracht ist und in der hinter ihm gebildeten, in der Einbaulage in radialer Richtung größere Ausdehnung als in axialer Richtung aufweisenden Kammer ein Dicht- und Federring mit in nicht zusammengedrücktem Zustand rundem Querschnitt vorgesehen ist, wobei jedoch die Kammer von ebenen Flächen begrenzt wird, so daß der Dicht- und Federring in radialer Richtung wandern und sich je nach Fließrichtung an eine der die Kammer in radialer Erstreckung begrenzenden Wände dichtend anlegen und dadurch das Medium eine genügend große Fläche an der Rückseite des Ringkolbens beaufschlagen kann.The inventive solution to this problem is characterized by that the annular piston housed in an otherwise known manner in an annular groove is and in the one formed behind him, in the installation position larger in the radial direction Expansion as a chamber having a sealing and spring ring in the axial direction is provided with a round cross-section in the uncompressed state, wherein however, the chamber is limited by flat surfaces, so that the sealing and spring ring migrate in the radial direction and depending on the direction of flow to one of the chambers create sealing walls delimiting the radial extent and thereby the medium can act on a sufficiently large area on the back of the annular piston.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, in einer Nut einen Dichtring anzuordnen und ihm ein Ausweichen in radialer Richtung in dieser Nut zu gestatten, die in radialer Richtung eine größere Ausdehnung als in axialer Richtung hat. Der Dichtring dient dort nicht als Federring und ist auch nicht axial vorgespannt. Zum Stand der Technik ist zu sagen, daß es bekannt ist, Dichtringe bei Absperrschiebern in ihrer Einbaulage axial vorzuspannen, damit sie Dichtplatten federnd in steter Anlage am Verschlußstück halten. Die Dichtringe sind aber dabei nicht in Nuten eingelegt und können daher nicht in der hier vorgesehenen Weise wirken. Bei einem bekannten, mit Ringkolben ausgerüsteten Hahn mit Kugelküken sind Dichtringe in Ringkammern im rückwärtigen Teil des Außenumfanges der Ringkolben angeordnet. Diese Dichtringe sind aber nur axial verschiebbar. Außerdem ist es nicht mehr neu, elastische Ringe als federnde Zwischenlagen zu verwenden, die zum Anuressen eines metallischen Ringkolbens an die Stirnwand einer Schieberplatte eines Absperrschiebers dienen. Dabei werden die elastischen Ringe wohl auch als Dicht- und Federringe benutzt. Sie sind jedoch nicht in ihrer Haltenut in radialer Richtung wegen der dort vorgesehenen Form der radialen Nutwand und der Ausnehmung im Ringkolben verschiebbar.It has already been proposed to have a sealing ring in a groove to be arranged and to allow him to evade in the radial direction in this groove, which has a greater extent in the radial direction than in the axial direction. Of the The sealing ring does not serve as a spring washer and is not axially pretensioned either. To the State of the art is to say that it is known to use sealing rings in gate valves axially preload in their installation position so that they are resilient in the sealing plates Hold the system on the locking piece. However, the sealing rings are not inserted into grooves and therefore cannot work in the manner intended here. With a well-known Faucets equipped with annular pistons with ball plugs are sealing rings in annular chambers arranged in the rear part of the outer circumference of the annular piston. These sealing rings but can only be moved axially. Plus it's no longer new, elastic rings to be used as resilient intermediate layers for measuring a metallic ring piston serve on the end wall of a slide plate of a gate valve. Be there the elastic rings are probably also used as sealing and spring rings. However, you are not in their retaining groove in the radial direction because of the shape provided there radial groove wall and the recess in the annular piston.

Die Erfindung weist gegenüber dem vorstehend erläuterten Stand der Technik den Vorteil auf, daß durch das radiale Wandern des Dicht- und Federringes in der Ringkammer hinter dem Ringkolben eine sichere Abdichtung dieser Kammer erfolgt. Die beaufschlagte Fläche des Ringkolbens ist dadurch größer als bei den bekannten Absperrhähnen, so daß der Ringkolben mit größerer Pressung am Küken anliegt.The invention has compared to the prior art explained above Technology has the advantage that due to the radial migration of the sealing and spring ring This chamber is securely sealed in the annular chamber behind the annular piston. The acted upon area of the annular piston is larger than with the known ones Shut-off cocks so that the annular piston rests against the plug with greater pressure.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.In Figs. 1 to 3, an embodiment is shown.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen mit einem Kugelküken ausgerüsteten Absperrhahn nach der Erfindung; Fig. 2 und 3 veranschaulichen im vergrößerten Maßstab abgebrochene Längsschnitte des Absperrhahnes, bei denen sich die Dichtringe in verschiedenen radialen Lagen befinden.Fig. 1 shows a longitudinal section through one equipped with a ball plug Stopcock according to the invention; Figures 2 and 3 illustrate on an enlarged scale broken longitudinal sections of the stopcock, in which the sealing rings are in different radial layers are located.

Der Absperrhahn weist in bekannter Weise ein Gehäuse 1 mit einer Längsbohrung 2 und einer dazu senkrechten Querbohrung 3 auf. In der letzteren ist die Schaltspindel 4 gelagert, welche durch Dichtungsringe 5 gegenüber dem Gehäuse 1 abgedichtet ist. An der Schaltspindel 4 ist ein Küken 6 befestigt, dessen Dichtungsflächen Teile einer Kugelfläche bilden. Das Küken 6 weist eine Durchflußbohrung 7 auf, von der auch noch, falls es sich um einen Mehrwegehahn handelt, weitere Bohrungen 8 abzweigen können. Die beiden Enden der Längsbohrung 2 des Gehäuses 1 sind mit Innengewinde 9 ausgerüstet, in das je eine Anschlußmuffe 10 eingeschraubt ist, die gegenüber dem Gehäuse 1 durch je einen Dichtring 11 abgedichtet sind.The shut-off valve has, in a known manner, a housing 1 with a longitudinal bore 2 and a transverse bore 3 perpendicular thereto. In the latter is the switching spindle 4, which is sealed off from the housing 1 by sealing rings 5. A plug 6 is attached to the switching spindle 4, the sealing surfaces of which are parts form a spherical surface. The plug 6 has a through hole 7, of which even if it is a multi-way tap acts, further Bores 8 can branch off. The two ends of the longitudinal bore 2 of the housing 1 are equipped with an internal thread 9, into each of which a connecting sleeve 10 is screwed which are sealed with respect to the housing 1 by a sealing ring 11 each.

Die Anschlußmuffen 10 weisen an ihrer dem Küken 6 zugewandten Seite je eine Längsbohrung 12 auf, die nach der anderen Seite in eine erweiterte Bohrung mit Innengewinde 13 übergeht. Das letztere dient zum Anschluß von Rohr- oder Schlauchleitungen. In die nach dem Inneren des Gehäuses 1 zu gerichtete Stirnseite der beiden Anschlußmuffen 10 ist je eine Ringnut 14 eingearbeitet, die von einer äußeren Zylinderwand15 und einer inneren Zylinderwand 16 begrenzt ist, die beide koaxial zu der Längsbohrung 2 des Gehäuses 1 liegen. In jeder der beiden Ringnuten 14 ist ein Ringkolben 17 angeordnet, dessen dem Küken 6 zugewandte Stirnfläche 18 der kugelförmigen Oberfläche des Kükens 6 angepaßt ist. Die Rückseite 19 der Ringkolben 17 ist eben. Die axiale Tiefe der Nuten 14 und die axiale hänge der Ringkolben 17 ist so bemessen, daß bei zusammengebautem Absperrhahn hinter jedem Ringkolben 17 in der Nut 14 eine rechteckige Ringkammer 20 frei bleibt, deren radiale Breite größer als deren axiale Länge ist.On their side facing the plug 6, the connecting sleeves 10 each have a longitudinal bore 12 which merges into an enlarged bore with an internal thread 13 on the other side. The latter is used to connect pipes or hoses. An annular groove 14 is machined into the end face of the two connecting sleeves 10 facing towards the interior of the housing 1 and is delimited by an outer cylinder wall 15 and an inner cylinder wall 16, both of which are coaxial with the longitudinal bore 2 of the housing 1. In each of the two annular grooves 14, an annular piston 17 is arranged, the end face 18 of which, facing the plug 6, is adapted to the spherical surface of the plug 6. The rear side 19 of the annular piston 17 is flat. The axial depth of the grooves 14 and the axial slope of the annular piston 17 is dimensioned so that when the stopcock is assembled behind each annular piston 17 in the groove 14, a rectangular annular chamber 20 remains free, the radial width of which is greater than its axial length.

In jede Kammer 20 ist ein elastischer Dicht- und Federring 21 von kreisförmigem Querschnitt, ein sogenannter O-Ring, eingelegt. Sein Querschnittsdurchmesser soll so groß sein, d'aß er im zusammengebauten Zustand des Absperrhahnes in axialer Richtung zusammengedrückt wird und dadurch einen Anpreßdruck auf den Ringkolben 17 ausübt. Der Ringdurchmesser des O-Ringes stimmt etwa mit dem mittleren Durchmesser der Ringkammer 20 überein. Wie Fig. 1 zeigt, berührt der O-Ring im eingebauten Zustand weder die Zylinderwand 15 noch die Zylinderwand 16.In each chamber 20 is an elastic sealing and spring ring 21 of circular cross-section, a so-called O-ring, inserted. Its cross-sectional diameter should be so large that it is in the assembled state of the stopcock in the axial direction Direction is compressed and thereby a contact pressure on the annular piston 17 exercises. The ring diameter of the O-ring is roughly the same as the mean diameter the annular chamber 20 match. As Fig. 1 shows, the O-ring is in contact when installed neither the cylinder wall 15 nor the cylinder wall 16.

Die Wirkungsweise des O-Ringes soll an Hand der Fig. 2 und 3 nachstehend kurz beschrieben werden. Tritt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, von links in Richtung des Pfeiles 22 Druckflüssigkeit um das Küken herum zwischen der äußeren Zylinderwand 15 der Ringnut 14 und dem Ringkolben 17 in die Ringkammer 20 ein, dann wird der O-Ring in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise nach innen an die Zylinderwand 16 gepreßt und dichtet an dieser Seitenfläche den Ringkolben 17 und die Ringnut 14 gegen den Durchtritt von Flüssigkeit ab. Das gleiche gilt für die Flüssigkeit, die aus dem die Spindel 4 umgebenden Raum 23 in den Auslaßstutzen austreten will.The operation of the O-ring is shown below with reference to FIGS. 2 and 3 briefly described. As shown in Fig. 2, step from the left in the direction of arrow 22 pressurized fluid around the plug between the outer cylinder wall 15 of the annular groove 14 and the annular piston 17 in the annular chamber 20, then the O-ring pressed inwardly against the cylinder wall 16 in the manner shown in FIG and seals the annular piston 17 and the annular groove 14 against the on this side surface Passage of liquid. The same goes for the liquid that comes out of the the spindle 4 surrounding space 23 wants to exit into the outlet port.

Tritt nach Fig. 3 von rechts in Richtung des Pfeiles 24 Druckflüssigkeit zwischen der inneren. Zylinderwand 16 der Ringnut 14 in die Ringkammer 20 ein, dann wird der O-Ring radial aufgeweitet und an die äußere Zylinderwand 15 gepreßt, so daß er den Durchtritt der Flüssigkeit längs dieser Seitenfläche unterbindet. In jedem Falle bildet sich in der Ringkammer 20 ein dem jeweiligen Flüssigkeitsdruck entsprechender Druck aus, der die zur sicheren Abdichtung erforderliche Anpressung der Ringkolben 17 an das Küken 6 in einem vom Flüssigkeitsdruck abhängigen Maße bewirkt und damit die Beanspruchung und den Verschleiß der Dichtflächen auf ein Mindestmaß beschränkt.According to FIG. 3, hydraulic fluid occurs from the right in the direction of arrow 24 between the inner. Cylinder wall 16 of the annular groove 14 into the annular chamber 20, then If the O-ring is expanded radially and pressed against the outer cylinder wall 15, see above that it prevents the passage of the liquid along this side surface. In In each case, a fluid pressure is formed in the annular chamber 20 according to the respective fluid pressure corresponding pressure that provides the contact pressure required for a secure seal the annular piston 17 to the plug 6 to a degree that is dependent on the fluid pressure causes and thus the stress and wear of the sealing surfaces on one Minimum size limited.

Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ringkolben 17 ist dieser mit einer üblichen Abdichtungseinlage 25 versehen, mit der er sich an das Küken 6 anlegt.In the case of the annular piston 17 shown in FIGS. 2 and 3, this is the case provided with a conventional sealing insert 25, with which he is attached to the chick 6 creates.

Claims

PATENT CLAIM: Stopcock with a spherical plug on the and the outflow side is sealed by annular pistons, which are turned into and out of the inlet and outlet Outflow stubs of the housing are arranged coaxially to this, with each annular piston sealed at the rear by a packing and resilient by it as well is pressed against the plug by the flow medium, characterized in that that the annular piston (17) in an otherwise known manner in an annular groove (14) is housed and in the one formed behind it, in the installation position in radial Direction of greater expansion than in the axial direction having chamber (20) Sealing and spring ring (21) with a round cross-section when not compressed is provided, but the chamber (20) is delimited by flat surfaces, so that the sealing and spring ring (21) migrate in the radial direction and depending on Direction of flow to one of the walls delimiting the chamber (20) in radial extent create a seal, giving the medium a sufficiently large area on the back of the annular piston (17) can act. In. Publications considered: German U.S. Patent No. 896,583; German utility model No. 1688102; Swiss U.S. Patent No. 230,557; British Patent Nos. 718 329, 669 933; U.S. Patents No. 2,628,060, 2,599,774, 2,558,260, 2,194,261, 2109,042, 2,049,805 Older patents drawn: German Patent No. 1116 003.