DE1169233B

DE1169233B - Multi-way and mixing tap

Info

Publication number: DE1169233B
Application number: DEB57715A
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf Beck
Original assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Current assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Priority date: 1960-05-04
Filing date: 1960-05-04
Publication date: 1964-04-30

Description

Mehrwege- und Mischhahn Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrwege-und Mischhahn mit zylindrischem Küken, welches mit einer in Öffnungsstellung beiderseits an die Gehäusedurchflußbohrungen anschließenden Durchflußbohrung versehen und über Spindelzapfen im Gehäuse drehbar gelagert ist, die beide nach außen geführt sind und einen wesentlich kleineren Durchmesser als das Küken haben.Multi-way and mixing tap The invention relates to a multi-way and Mixing tap with a cylindrical plug, which is in the open position on both sides provided on the housing flow bores adjoining flow bores and over Spindle pin is rotatably mounted in the housing, both of which are guided to the outside and have a much smaller diameter than the chick.

Bei Mehrwege- und Mischhähnen wird angestrebt, mit kleinen Stellkräften für die Hahnbetätigung auszukommen, was insbesondere dann auf erhebliche Schwierigkeiten trifft, wenn es sich um Hähne für hohe Drücke und/oder Temperaturen handelt. Die unvermeidliche Kükenreibung, welche die Größe der Stellkraft bestimmt, kann hierbei infolge von Längskräften in Richtung der Küken- und Spindelzapfenachse und infolge von Abdichtungsmaßnahmen für das Küken einen sehr großen Betrag annehmen, so daß große Stellkräfte und entsprechend ausgelegte Stellantriebe erforderlich sind.In the case of multi-way and mixing taps, the aim is to use small actuating forces get along for the cock actuation, which in particular then leads to considerable difficulties applies when it comes to valves for high pressures and / or temperatures. the unavoidable plug friction, which determines the size of the actuating force, can here as a result of longitudinal forces in the direction of the plug and spindle journal axis and as a result of sealing measures for the chick assume a very large amount, so that large actuating forces and appropriately designed actuators are required.

Die Erfindung bezweckt eine Herabsetzung der Stellkräfte durch Verminderung der Kükenreibung bei derartigen Hähnen. Erfindungsgemäß geschieht das dadurch, daß in einem oder in beiden Spindelzapfen Bohrungen vorgesehen sind, durch welche die Kükendurchflußbohrung mit einem oder mehreren Anschlüssen verbunden ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß das Küken im wesentlichen nur im Anschlußbereich an die Gehäusedurchflußbohrungen im Reibungseingriff steht, während die durch die Spindelzapfenbohrung geführten Anschlüsse reibungsfrei oder nahezu reibungsfrei sind. Da der erfindungsgemäße Hahn durch das Hinausführen beider Spindelzapfen aus dem Gehäuse auch von Längskräften völlig entlastet ist, so daß keine Stirnflächenreibung entsteht, wird für seine Betätigung vorteilhafterweise auch bei hohen Drücken und Temperaturen nur eine kleine Stellkraft benötigt. Die an den Spindelzapfen unvermeidbar entstehende Stopfbuchsenreibung erfordert nur einen geringen Stellkraftanteil, zumal der Spindelzapfendurchmesser verhältnismäßig klein ist.The invention aims to reduce the actuating forces by reducing them the chick friction in such cocks. According to the invention this is done in that bores are provided in one or in both spindle journals through which the Plug flow hole is connected to one or more connections. Through this Measure is achieved that the chick is essentially only in the connection area the housing flow bores is in frictional engagement while the one through the spindle journal bore guided connections are friction-free or almost friction-free. Since the inventive Hahn by pulling both spindle pins out of the housing also from longitudinal forces is completely relieved, so that there is no face friction, is for his Actuation advantageously only a small one, even at high pressures and temperatures Positioning force required. The inevitable stuffing box friction on the spindle journal requires only a small proportion of the actuating force, especially since the spindle journal diameter is relatively small.

Zur Verminderung der Kükenreibung im Anschlußbereich an die Gehäusedurchflußbohrungen ist es von Vorteil, wenn sich in den Gehäusedurchflußbohrungen in an sich bekannter Weise kolbenartige Dichtungsringe befmden, die durch Federn an das Küken angepreßt sind.To reduce plug friction in the connection area to the housing flow bores it is advantageous if in the housing flow bores in per se known Way, piston-like sealing rings that are pressed against the plug by springs are.

Praktisch reibungsfreie Anschlüsse an die Kükendurchflußbohrung über die Spindelzapfenbohrung ergeben sich, wenn die Spindelzapfenbohrung in einer im Spindelzapfen befindlichen Querbohrung endet, die mit einer Anschlußbohrung im Gehäuse zusammenarbeitet, wobei Querbohrung und Anschlußbohrung in einen den Spindelzapfen umgebenden Ringraum einmünden. Anschlußbohrung und Querbohrung wirken bei dieser Anordnung, bei welcher die durch die Spindelzapfen geführten Anschlüsse stets unabgesperrt mit der Kükendurchflußbohrung verbunden sind, reibungsfrei zusammen.Virtually frictionless connections to the plug flow hole via the spindle journal bore results when the spindle journal bore is in an im Spindle pin located cross hole ends with a connection hole in the housing cooperates, with the transverse bore and connection bore in one of the spindle journals open into the surrounding annulus. Connection hole and cross hole act on this Arrangement in which the connections led through the spindle journals are always unlocked are connected to the plug flow hole, together without friction.

Soll die Anordnung aber so getroffen sein, daß Anschlußbohrung und Querbohrung je nach Lage der Querbohrung und Anschlußbohrung zur Kükendurchflußbohrung die durch die Spindelzapfen geführten Anschlüsse entweder in Übereinstimmung mit der Stellung der Kükendurchflußbohrung zu den Gehäusedurchflußbohrungen absperren bzw. freigeben oder zeitlich abweichend dazu absperren bzw. freigeben, so ist es vorteilhaft, eine kolbenartige Abdichtung zu verwenden. Eine derartige Abdichtung kann dadurch erzielt werden, daß sich in der Anschlußbohrung kolbenartige Dichtungsringe befinden, die durch eine Feder an den Spindelzapfen angepreßt sind. Diese Abdichtungsanordnung ist sehr reibungsarm und macht in Verbindung- mit dem verhältnismäßig kleinen Durchmesser des Spindelzapfens nur einen geringen Stellkraftanteil 'aus.If the arrangement is to be made so that connection hole and Cross hole depending on the position of the cross hole and connection hole to the plug flow hole the connections passed through the spindle journals either in accordance with the position of the plug flow hole in relation to the housing flow holes or release or lock or release at different times, that's the way it is advantageous to use a piston-like seal. Such a seal can be achieved in that there are piston-like sealing rings in the connection bore located, which are pressed by a spring on the spindle pin. This sealing arrangement is very low-friction and makes in connection with the relatively small diameter of the spindle journal only a small proportion of the actuating force '.

Da das Küken von Längskräften entlastet ist, tritt beim erfindungsgemäßen Hahn keine dadurch verursachte Reibung an den Kükenstirnflächen auf. Um jedoch eine großflächige Berührung zwischen den Kükenstirnflächen und dem Gehäuse zu vermeiden, ist es zweckmäßig, daß zwischen Kükenstirnflächen und den zugekehrten Gehäuseflächen Gleitringe oder Kugellager angeordnet sind.Since the chick is relieved of longitudinal forces, occurs when the invention Hahn does not have any friction on the chick face caused by this. However, to a to avoid extensive contact between the chick face and the housing, it is useful that between the chick end faces and the facing housing surfaces Sliding rings or ball bearings are arranged.

Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführüngsbeispiele erläutert. Darin zeigt F i g. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Hahnes und F i g. 2 eine abgebrochen dargestellte Schnittansicht durch einen Spindelzapfen mit einer anderen Ausbildung des durch den Spindelzapfen geführten Anschlusses.The invention is based on the exemplary embodiments shown in the drawings explained. In it, F i g. 1 is a sectional view of a tap according to the invention and F i g. 2 is a broken sectional view through a spindle journal with a different design of the one guided by the spindle journal Connection.

Das Gehäuse 1 des Mehrwege- und Mischhahns kann, wie in den Figuren gezeigt, aus einem Schmiedestück hergestellt sein oder auch aus einzelnen Teilen zusammengeschweißt werden. In Erweiterungen der Gehäusedurchflußbohrungen la befindet sich auf jeder Seite eine Feder 2, beispielsweise eine Tellerfeder, die einen metallischen Ring 3, eine Dichtung 4 und einen weiteren metallischen Ring 5 gegen das Küken 6 anpreßt. Dadurch wird der Gehäuseinnenraum 1b auf beiden Seiten des Kükens 6 abgedichtet. Wird der Hahn geschlossen, so wirkt der volle Betriebsdruck auf der Druckseite des Hahns auf die Teile 2, 3, 4 und 5 ein und bewirkt ein selbstdichtendes Anpressen dieser kolbenartigen Abdichtungsanordnung an das Küken 6. Das Küken 6 wird auf seiner Umfangsfläche lediglich von den Ringen 5 berührt, so daß es gewissermaßen im Gehäuseinnenraum 1b schwimmt. Zwischen den Kükenstimflä chen und den zugekehrten Gehäuseflächen können Gleitringe aus Metall angeordnet sein (nicht gezeigt), die eine großflächige Berührung benachbarter Flächen verhindern und zugleich eine Zentrierung der Kükendurchflußbohrung 17 mit den Gehäusedurchflußbohrungen la erlauben. Die Gleitringe erfordern nur einen geringen Stellkraftanteil an den Spindelzapfen 6a, da sie bei der Verstellung nur geringe Reibung aufweisen. An Stelle der Gleitringe können auch ein oder mehrere Kugellager zur Anwendung kommen. Gleitringe und Kugellager können durch eine oder mehrere Federn, z. B. Tellerfedern, vorgespannt sein. Die beiden Spindelzapfen 6a sind aus dem Gehäuseinnenraum 1b nach außen geführt, um eine vollständige Entlastung des Kükens von Längskräften zu erreichen.The housing 1 of the multi-way and mixing valve can, as shown in the figures, be made from a forged piece or also be welded together from individual parts. A spring 2, for example a plate spring, which presses a metallic ring 3, a seal 4 and a further metallic ring 5 against the plug 6, is located on each side in extensions of the housing through-flow bores 1 a. As a result, the housing interior 1b is sealed on both sides of the plug 6. If the cock is closed, the full operating pressure on the pressure side of the cock acts on parts 2, 3, 4 and 5 and causes this piston-like sealing arrangement to be pressed against the plug 6 in a self-sealing manner. The plug 6 is only supported by the rings on its circumferential surface 5 touches so that it to a certain extent floats in the housing interior 1b. Between the Kükenstimflä chen and the facing housing surfaces can be arranged sliding rings made of metal (not shown), which prevent extensive contact with adjacent surfaces and at the same time allow a centering of the Kükdurchflußbohrung 17 with the housing flow holes la. The sliding rings only require a small proportion of the actuating force on the spindle journal 6a, since they have only little friction during adjustment. Instead of the sliding rings, one or more ball bearings can also be used. Sliding rings and ball bearings can be replaced by one or more springs, e.g. B. disc springs, be biased. The two spindle journals 6a are led outwards from the housing interior 1b in order to achieve complete relief from longitudinal forces on the plug.

Die Federn 2 können in an sich bekannter Weise wirksam vor chemischen Angriffen dadurch geschützt werden, daß sie beiderseits Metallringen anliegen, die innerhalb einer Dichtungspackung angeordnet sind (nicht gezeigt). Um zu erreichen, daß sich im geschlossenen Zustand des Hahns auch hierbei der volle Betriebsdruck leicht hinter der kolbenartigen Dichtungsanordnung aufbaut um einen selbstdichtenden Abschluß zu erzielen, kann das dem Küken abgelegene äußere Teil der Dichtungsanordnung ein metallischer Ring sein, der mit hinterdrehten Rillen versehen ist, so daß das strömende Medium nach dem Durchtreten durch den zwischen dem Gehäuse und dem mit Rillen versehenen Ring bestehenden Spalt hinter dem Ring ansteht.The springs 2 can be effective against chemical in a manner known per se Attacks are protected in that they rest on both sides of the metal rings are arranged within a packing (not shown). To achieve, that in the closed state of the tap the full operating pressure is also here slightly behind the piston-like sealing arrangement builds up around a self-sealing one To achieve closure, the outer part of the sealing arrangement remote from the chick can be a metallic ring, which is provided with back-turned grooves, so that the flowing medium after passing through the between the housing and the with Grooved ring existing gap is pending behind the ring.

Die Stopfbuchsbrillen 7 und die Packungen 8 dichten die beiden nach außen geführten Spindelzapfen 6a ab. Auf der einen Zapfenseite ist das Gehäuse 1 mit einem angeschraubten Verschlußdeckel9 versehen, wodurch alle Innenteile leicht zugänglich sind. Das Küken 6 kann konisch verjüngt sein, um beim Zusammenbau die Innenteile 2, 3, 4, 5 und 6 leicht einsetzen zu können.The stuffing box glands 7 and the packings 8 seal the two outwardly guided spindle journals 6a. On one side of the pin, the housing 1 is provided with a screwed-on cap 9, so that all internal parts are easily accessible. The plug 6 can be tapered conically in order to be able to insert the inner parts 2, 3, 4, 5 and 6 easily during assembly.

Wie aus den Figuren zu entnehmen ist, mündet in die Kükendurchflußbohrung 17 ein weiterer Anschluß e=n, der durch einen der Spindelzapfen 6 a über eine Bohrung 12 geführt ist. Im gezeigten Beispiel ist dieser Anschluß für die Zuführung von Einspritzwasser zur Kühlung von 1-leißdarrpf voresehen. Hierzu endet de Bohrung 12 auf ihrer einen 2 Seite in e'ner Nat der Durcl:flußbohrung, in die ein Verteilerring 14 eingelegt ist. der von einem eingeschraubten oder ciweschwei ßten Teil 13 gehalten wird.As can be seen from the figures, a further connection e = n, which is guided through one of the spindle journals 6 a via a bore 12, opens into the plug flow bore 17. In the example shown, this connection is provided for the supply of injection water for cooling 1-leißdarrpf. For this purpose, the bore 12 ends on one of its two sides in a nat of the flow bore into which a distributor ring 14 is inserted. which is held by a screwed in or ciweschweiß ßten part 13.

Zur Verbindung der Zapfenbohrung 12 mit einer nach außen geführten Leitung ist das Gehäuse 1 nach oben hin verlängert. Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 ist die zugehörige Stopfbuchsenpakkung 8 ebenfalls vergrößert und geteilt, um durch Einfügung eines Metallrings 10 einen den Spindelzapfen 6a umgebenden Ringraum zu erhalten. Im Falle der Dampfkühlung tritt das Einspritzwasser durch eine Anschlußbohrung 11 in den Hahn ein, strömt durch die Öffnungen des Metallrings 10, durch eine Querbohrung 12a im Spindelzapfen, durch die Bohrung 12 und gelangt über den Verteilerring 14 in den Dampfstrom. Entsprechend dem beschriebenen Anschluß durch den oberen Spindelzapfen kann auch die unters Spindelzapfenanordnung mit einem derartigen Anschluß versehen sein. Bei der Einrichtung des erfindungsgemäßen Hahns zur Dampfkühlung werden vorteilhafterweise die Packungen 8 der Spindelzapfenstopfbuchse durch das Einspritzwasser gekühlt.In order to connect the pin bore 12 to an outwardly guided line, the housing 1 is lengthened towards the top. In the embodiment according to FIG. 1, the associated gland packing 8 is also enlarged and divided in order to obtain an annular space surrounding the spindle journal 6a by inserting a metal ring 10. In the case of steam cooling, the injection water enters the faucet through a connection bore 11 , flows through the openings of the metal ring 10, through a transverse bore 12a in the spindle pin, through the bore 12 and enters the steam stream via the distributor ring 14. Corresponding to the described connection through the upper spindle pin, the lower spindle pin arrangement can also be provided with such a connection. When the faucet according to the invention is set up for steam cooling, the packings 8 of the spindle journal gland are advantageously cooled by the injection water.

Bei der Anschlußausführung entsprechend F i g. 1 ist die Kükendurchflußbohrung 17 stets mit dem durch den Spindelzapfen geführten Anschluß verbunden. Soll aber der Anschluß durch Drehung des Kükens ebenfalls absperrbar sein, so kann die in F i g. 2 gezeigte Ausführungsform zum Einsatz kommen. Diese Ausführungsform erlaubt beispielsweise bei der Dampfkühlung, daß Dampfleitung und Kühlwasserleitung durch Betätigung des Kükens gleichzeitig geöffnet oder geschlossen werden. Wie aus F i g. 2 zu entnehmen ist, weist die Anschlußbohrung 11 eine Erweiterung auf, in der eine kolbenartige Abdichtungsanordnung ähnlich der mit Bezug auf die Kükenabdichtung beschriebenen angeordnet ist. Eine Tellerfeder 18 preßt einen Metallring 19, eine Dichtung 20 und einen Metallkörper 21 im Bereich der Querbohrung an den Spindelzapfen 6a, wodurch an dieser Stelle mit Hilfe des Druckmediums in diesem Anschluß ein selbstdichtender Abschluß erhalten wird. Im gezeigten Beispiel ist die Kükendurchflußbohrung 17 gegenüber der Querbohrung 12a räumlich versetzt angeordnet, so daß das Öffnen oder Schließen der Durchgangsleitung la, 17, la und des Anschlusses 11, 12a, 12 zeitlich nacheinander und nicht zu gleicher Zeit erfolgt. Für diese Ausführungsart ist eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten gegeben. Beispielsweise kann die Druckleitung nach dem Schließen des Hahnes über den Spindelzapfenanschluß entlüftet werden, wie das z. B. für die Blasluftleitung bei Konverteranlagen nach dem Blasen gewünscht wird. Auch für Gemischregelungen mit unterschiedlichen Durchflußmengen und Medien unter Verwendung einer oder mehrerer der beschriebenen Anschlüsse läßt sich ein derart ausgebildeter erfindungsgemäßer Hahn verwenden. Zur Beeinflussung der Mischwirkung kann die Kükenbohrung in an sich bekannter Weise venturirohrartig ausgebildet sein.In the connection design according to FIG. 1, the plug flow hole 17 is always connected to the connection passed through the spindle pin. However, if the connection is also to be lockable by turning the plug, the process shown in FIG. The embodiment shown in FIG. 2 can be used. In the case of steam cooling, for example, this embodiment allows the steam line and cooling water line to be opened or closed simultaneously by actuating the plug. As shown in FIG. 2, the connection bore 11 has an enlargement in which a piston-like sealing arrangement similar to that described with reference to the plug seal is arranged. A plate spring 18 presses a metal ring 19, a seal 20 and a metal body 21 in the area of the transverse bore on the spindle pin 6a, whereby a self-sealing seal is obtained at this point with the aid of the pressure medium in this connection. In the example shown, the plug flow bore 17 is spatially offset from the transverse bore 12a, so that the opening or closing of the through line la, 17, la and the connection 11, 12a, 12 takes place one after the other and not at the same time. There are a number of possible applications for this type of design. For example, the pressure line can be vented after closing the valve on the spindle pin connection, such as the z. B. is desired for the blown air line in converter systems after blowing. A valve according to the invention designed in this way can also be used for mixture regulation with different flow rates and media using one or more of the connections described. To influence the mixing effect, the plug bore can be designed in the manner of a venturi tube in a manner known per se.

Claims

Claims: 1. Multi-way and mixing valve with cylindrical plug, which with one in the open position on both sides of the housing flow bores subsequent Flow bores are provided and rotatably mounted in the housing via spindle journals, which are both led to the outside and have a much smaller diameter than have the chick, thereby g e k e n n -z e i c h n e t, that in one or in both Spindle pin (6 a) bores (12) are provided through which the plug flow hole (17) is connected to one or more connections.

2. tap according to claim 1, characterized in that in the housing flow bores (1 a) in per se known way piston-like sealing rings (5, 4, 3) are located, which by springs (2) are pressed against the chick (6).

3. Tap according to claim 1, characterized in that that the spindle journal bore (12) in a transverse bore in the spindle journal (6a) (12a) ends, which cooperates with a connection hole (11) in the housing (1), wherein the transverse bore and the connection bore in an annular space surrounding the spindle pin merge (Fig. 1).

4. Tap according to claim 1, characterized in that the spindle journal bore (12) ends in a transverse bore (12a) located in the spindle journal (6a), which ends with a connection hole (11) in the housing (1) cooperates, in the connection hole piston-like sealing rings (21, 20, 19) are attached by a spring (18) the spindle journals are pressed on (Fig. 2).

5. Tap according to claim 1, characterized in that sliding rings or ball bearings are arranged between the plug end faces and the facing housing surfaces. Considered publications: German Patent Specifications No. 898 701, 925 329; French Patent Nos 677,101, 1,125,271, 1,142,581. U.S. Patents Nos. 1469 612, 1954 018, 1938 425, 2,472,652, 2,480,529, 2,872,944.