DE1450500A1 - Absperrorgan - Google Patents

Description

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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Absperrorgan aus Gehäuse und Durchgangsweg, mit einem im Gehäuse befindlichen Absperrkörper und federnd in Richtung auf den Absperrkörper gedrückten Sitzringen, denen ein unter Druck stehendes Schmiermittel über eine Schmiermittelleitung im Gehäuse und über Durchlaßkanäle in den Sitzringen zugeleitet wird.

Aus der USA-Patentschrift 2 030 45β ist ein Absperrorgan bekannt, bei welchem ein federbelasteter Sitzring mit einem Durchlaßkanal für ein Schmierini btel ausgestattet ist, um die Dichtfläche zwischen Absperrkörper und Sitzring zu schmieren. Schmiermittel wird bei dieser Anordnung aus einer Schmierpresse in einen Durchlaßkanal des Sitzriiiires eintrepreßL, so daß der

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl -Wirtsch -ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmoriü

8 MDNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 Telefon= 281202 ■ Telegramm-Adresse: Lipatli/Mu.icher, Bayer. Vereinsbarek München, Zweigst. Oskar-von Miller Riny, Kto.-Nj 882495 · Postscheck Konto Münch'f.··: ι·;·«·-

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Sitzring gegenüber dem Absperrorgan mit Hilfe des durch den Durchlaßkanal eingeführten Schmiermittels geschmiert und gleichzeitig abgedichtet wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Schmiermitteldruck im Durchlaßkanal des Sitzringes bzw. in der Schmiermibtelleitung knapp unterhalb eines bestimmten kritischen Schmiermitteldruckes zu halten und zu gewährleisten, daß bei Auftreten eines plötzlichen, überhöhten Schmiermitteldruckes genügend Schmiermittel abfließen kann, um den gewünschten Druckbereich unterhalb des kritischen Druckes wieder zu erlangen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemß gelöst durch zwei beiderseits der Schmiermittelleitung zum Sitzring zwischen Sitzring und Gehäuse angebrachten Dichtungsringen, deren einer mittels einer Druckfeder gegen den Druck des Schmiermittels in Richtung auf den Sitzring angedrückt wird. Gemäß einer zweckmässigen Ausgestaltung ist das Absperrorgan so ausgeführt, daß der Dichtungsring im Querschnitt die Form eines zwischen Gehäuse und Sitzring eingepaßten, auf dem Sitzring . durch den Druck des Schmiermittels auf der einen Seite und den Druck der Druckfeder auf der anderen Seite jeweils hin- und herbewegbaren Keiles aufweist.

In den Zeichnungen werden durchwegs gleiche Bezugszeichen benutzt, um gleiche Teile zu bezeichnen.

Figur 1 ist ein Längsschnitt durch einen Hahn, der erfindungsgemäß konstruierte Sitze mit Schmiervorrichtung hat; das Ilahnküken befindet sich in der Stellung, in der es den Durchflußweg öffnet.

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Figur 2 ist ein vergörßerter Schnitt eines Teils von einem der Sitze und eines Teils des liahngehäuses von dem Hahn in Figur 1; das Hahnküken ist jedoch in die Stellung bewegt worden, in der es den Durchflußweg schließt.

Nunmehr werden die Einzelheiten der oben beschriebenen Zeichnungen geschildert; der in Figur 1 gezeigte Hahn ist als Ganzes mit der Sammelnummer iü bezeichnet und enthält ein Hahngehäuse Ii, durch welches ein uurchl'lußweg 12 geht,

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und ein Hahnküken 13» das sich im Gehäuse bewegen läßt, um den Durchflußweg zu öffnen oder zu schließen. Im einzelnen hat das Hahnküken 13 eine öffnung 14, die durch seinen kugelförmigen Verschluß 15 hindurchgeht, und .obere bzw. untere Stiele 16 und 17 an dem Verschluß, um ihm eine Drehung zwischen Stellungen zu gestatten, in denen entweder die öffnung 14 mit dem Durchflußweg 12 fluchtet, um diesen zu öffnen (Figur 1), oder ein massiver Teil des Verschlusses 15 des Hahnkükens sich quer in den Verschlußweg stellt, um diesen zu schließen (Figur 2).

Das Hahngehäuse 11 enthält einen Mittelteil 18 mit Lagern 19 und 20 an dessen oberen bzw. unteren Seiten, um die Stiele 16 und 17 des Hahnkükens aufzunehmen. Wie man in Figur 1 sieht, verläuft der Stiel 16 durch das Lager 19» um einen äußeren Teil zur Betätigung des Hahnkükens zugänglich zu machen. Die Innenfläche dieses mittleren Gehäuseteils ist kugelig und konzentrisch zur äußeren Oberfläche des kugelförmigen Verschlusses 15 des Hahnkükens gestaltet, um eine eng umschließende Höhlung zu schaffen.

Das Hahngehäuse 11 enthält auch rohrförmige Verlängerungen 21, die durch eine Schweißung 22 an der Öffnung in den gegenüberliegenden Enden des mittleren Gehäuseteils angeschlossen sind. Diese rohrförmigen Verlängerungen haben Flansche 23 an ihren äußeren Enden für den Anschluß des Hahns in einer Rohrleitung und ringförmige Eindrehungen 24 an ihren inneren Enden in der Nähe des Hahnkükens 13, um Sitze 25 aufzunehmen, die geeignet sind, sich dicht gegen die gegenüberliegenden Seiten des Hahnkükens in

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dessen geschlossener Stellung anzulegen. Wie man in Figur 1 sieht, haben die durch diese Sitze hindurchgehenden Öffnungen 26 denselben Durchmesser wie die Hahnkükenöffnung 14, und die Öffnungen 14 und 26 haben ihrerseits denselben Durchmesser wie der Durchflußweg 12 durch die rohrförmigen Verlängerungen 21 des Hahngehäuses, sodaß der Hahn in der Stellung der Figur 1 "volle Öffnung" gewährt·

Das Folgende ist in dem Patent Nr. 125 968 genauer beschrieben, das durch Herbert Allen am 7· Juni 1961 eingereicht und an den Zessionar der vorliegenden Anmeldung abgetreten ist. Der Mittelteil 18 des Hahngehäuses 11 kann längs einer Ebene aufgespalten werden, die durch die Achse des Durchflußwegs und rechtwinklig zur Drehachse des Hahnkükens hindurchgeht, und die auseinandergespaltenen Teile können dann über die Stiele 16 und 17 wieder zusammenge-· stückt und so aneinandergeschweißt werden, daß sie das Hahnküken in sich festhalten. Gleichzeitig können die Sitze 25 innerhalb der Eindrehungen 24 einer jeden rohrförmigen Verlängerung 21 zusammengesetzt und die Verlängerungen mit den Sitzen in deren Montagelagen gebracht werden; sodann werden die Schweißungen 22 gebildet, die die rohrförmigen Verlängerungen 21 an den öffnungen in den gegenüberliegenden Seiten des Mittelteils 18 des Hahngehäuses anschließen. Damit werden natürlich auch diese Sitze gegen Herausnahme aus dem Hahngehäuse festgehalten, es sei denn, man zerstört die Schweißungen 22.

Wie man am besten in Figur 2 sieht, hat das innere Ende eines jeden rohrförmigen Sitzgegenhalters 21 einen Flansch

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27, der radial außerhalb der Eindrehung für den Sitz 25 so gelegen ist, daß er in eine Kehle 29 hineinpaßt, die sich rings um die öffnung durch den Hahngehäuseteil 18 herumzieht. Im einzelnen hat die rohrförmige Verlängerung 21 eine Oberfläche 30, die kegelig nach außen von dem Flansch 27 weg geht, um einen Raum zwischen sich und einer nach außen zeigenden Oberfläche 31 des Endes des mittleren Gehäuseteils 18 zu schaffen und hierdurch eine Ringnut zu umgrenzen, die den mittleren Gehäuseteil und die rohrförmige Verlängerung in richtig fluchtenden Lagen aufnimmt und auch hält, wenn das Schweißmetall angebracht wird.

In seiner bevorzugten Form enthält der Hahn 10 auch Mittel, um Jeden Sitz 25 um dessen Achse herum in Abhängigkeit von der Hahnbetätigung so zu drehen, daß der Verschleiß um den ganzen Sitz herum verteilt wird. So wird, wie man in Figur 1 sieht, an Jeder Oberseite des Hahnkükens 13 eine Klaue 32 geführt, die mit Zähnen 33 ring um den Umfang des Sitzes 25 in Ein- und Ausgriff kommt, wenn das Hahnküken zwischen den offenen und geschlossenen Stellungen gedreht wird. Eine genauere Erklärung der Konstruktion und des Betriebs dieser Teile kann man in dem oben erwähnten Patent finden.

Wie man in Figur 2 sieht, enthält Jeder Sitz 25 dieses Erfindungsmusters einen Ringkörper aus einem Stück 34 mit. einer Nut 35 an seinem inneren Ende, um sich dem Hahnküken 13 gegenüberzustellen. Wie oben e'rwähnt wurde, ist diese Nut geeignet, ein zähes Fett zu enthalten und für einen abdichtenden Film quer über die gegenüberliegende Oberfläche des

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Hahnkükens zu sorgen. Zu diesem und zu anderen noch zu beschreibenden Zwecken ist im Sitzkörper 34 ein Durchgang 45 zum Anschluß der Nut an einen Durchgang 36 im Hahngehäuse, an den eine Armatur 37 angeschlossen ist, um das Einspritzen eines Schmiermittels durch den Durchgang und in die Nut bei einem verlangten Druck zu gestatten. Das äußere Ende des Hahngehäusedurchgangs 36 hat also Innengewinde 38» um das Außengewinde 39 der Armatur aufzunehmen; diese kann herkömmlicher Konstruktion einschließlich eines Hohlkörpers 40 sein, der eine verengte öffnung 41 mit einer erweiterten Kammer 42 verbindet und normalerweise durch eine federgedrückte Kugel 43 ver- ™ schlossen ist. Das äußere Ende des Hohlkörpers trägt Gewinde oder paßt sonstwie zur Aufnahme einer normalen Schmierpresse. Das innere Ende des Hahngehäusedurchgangs 36 schließt am Durchflußweg 24 und das äußere Ende des Sitzkörperdurchgangs 45 am Außendurchmesser des Sitzkörpers an einer Stelle an, die im wesentlichen gegenüber dem inneren Ende des Durchgangs 36 liegt. Ein Dichtring 46 rings um den Sitzkörper 34 dichtet zwischen dem Körper und dem Durchflußweg links oder an der inneren Seite der Enden der Durchgänge 36 und 45 ab, und ein | Dichtring 47 dichtet zwischen dem Gehäuse und dem Durchflußweg rechts oder an der Außenseite der Enden dieser Durchgänge ab. Auf diese V/eise wird Schmierstoff für den Fluß aus dem Durchgang 36 heraus durch den Durchgang 45 hindurch in die NuU 35 hinein eingegrenzt.

Im einzelnen besteht der Dichtring 46 aus einem O-Ring, der zwischen einer nach außen zeigenden Schulter 46a am Sitzkörper und einer nach innen zeigenden Schulter 46b an

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Durchflußweg eingesetzt ist. Wird der O-ßing zur Sitzkörperschulter 46a hin mit Hilfe von Schmiermittel innerhalb des abgedichteten Raums gedrängt, so ist er gegen Fluß am Sitzkörper vorbei durch einen Rückhaltering zwischen dem O-Ring und der Schulter eingegrenzt. Bei dieser Eingrenzung des O-Rings drängt ihn das Schmiermittel innerhalb des abgedichteten Raums nach innen in den fest abdichtenden Eingriff zwischen dem Sitz und dem Hahngehäuse.

Der Dichtring 47 andererseits hat dreieckigen Querschnitt und eignet sich zum Sitz auf einer nach innen abgeschrägten Schulter 48 am äußeren Ende des Sitzkörpers J54. Insbesondere hat der Dichtring 47 eine innere abgeschrägte Fläche, die der Schrägung der Schulter 48 entspricht, und eine äußere zylindrische Oberfläche, die der zylindrischen Fläche des Teils des Durchflußwegs 24 gegenüber dem Ring entspricht. Aus Figur 2 wird also ersichtlich, daß zum Unterschied vom O-Ring 46 der Dichtring 47 frei ist, axial aus dem dichtenden Eingriff zwischen dem Sitzkörper und dem Durchflußweg des Hahngehäuses heraus zu wandern.

Der Dichtring 47 wird in den dichtenden Eingriff zwischen dem Sitzkörper und dem Durchflußweg des Hahngehäuses mit Hilfe einer Scheibenfeder 49 gedrängt. V/ie man in Figur sieht, berührt das radial äußere Ende der Scheibenfeder einen Iviitnehmering 49a, um diesen gegen das äußere Ende des Dicht-' rings 47 zu drängen. Das radial innere Ende der Feder 49 wird von einem rohrförmigen Gegenhalter 50 berührt, der bei 5^ am Hahngehäuse angeschweißt oder sonstwie befestigt ist. Auf diese Weise wird die Feder in einer Lage gehalten, die den Dichtring 47 in einen dichtenden Eingriff zwischen dem Sitz

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und dem Durchflußweg des Hahngehäuses mit einer verlangten Kraft drängt. Wie man aus Figur 2 sehen kann, ist der Innendurchmesser des rohrförmigen Gegenhalters 50 derselbe wie der Innendurchmesser des Durchflußwegs 12 und der Öffnung durch den Sitz 25·

Angesichts der vorstehenden Beschreibung ist es klar, daß der O-Ring 46 eine gleitende Abdichtung rings um den Sitzkörper längs eines äußeren Durchmessers bildet, der dem vergrößerten Teil des Durchflußwegs durch das Hahngehäuse entspricht, mit dem er in Berührung steht. Der Dichtring 47 andererseits- bildet eine Dichtung mit dem Durchflußweg 24 längs eines von dessen im Durchmesser herabgesetzten Teilen derart, daß eine nach außen zeigende Ringfläche am Sitzkörper geschaffen wird, die auf Schmiermitteldruck anspricht, um das innere Ende des Sitzes gegen das Hahnküken zu drängen. Je nach der Beschaffenheit des Materials, aus dem der 2inc 47 gefertigt ist, liegt die innere Grenze dieser nach außen zeigenden Fläche irgendwo zwischen dem Durchflußwegteil herabgesetzten Durchmessers und dem innersten Durchmesser des Dichtrings 47. _%

Ein Dichtring 52 am inneren Ende des Sitzkörpers 34 ragt mit seinem inneren Ende so heraus, daß er zunächst das Hahnküken 13 berührt. Der Dichtring 52 wird in diese Stellung mit Hilfe der Feder 49 bewegt, die über den Dichtring 47 und den Sitzkörper 34 wirkt. Wie man aus Figur 2 sehen kann, ist der äußere Durchmesser des O-Rings 46 mindestens so groß wie die äußere Berührungsfläche des Dichtrings 52; wenn also der Druck stromoberhalb in dem Sitz 25 höher als der Druck strom-

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unterhalb in der Gehäusehöhlung ist, wirkt dieser vorherrschende Druck sowohl über das äußere Ende des Sitzkörpers als auch den O-Ring 46, um eine zusätzliche Kraft zu schaffen, die das innere Ende des Sitzes gegen das Hahnküken drängt.

Für den Fall, daß etwas am Sitz 25 vorbeisickert, kann das Schmiersystem durch die Einspritzung von Schmiermittel bei einem geeigneten Druck durch die Armatur 37 in Betrieb gesetzt werden. Nach der vorstehenden Beschreibung wird dieses Schmiermittel durch die Durchgänge 36 und 45 hindurch in die Nut 35 hinein geleitet, wo es einen Film über die gegenüberliegende Oberfläche des Hahnkükens legt. Zusätzlich wirkt der Schmiermitteldruck über einer nach außen zeigenden Fläche, die mindestens so groß wie die Hingfläche des O-Rings 46 ist, sodaß das innere Ende des Sitzkörpers gegen das Hahnküken gedrängt wird.

Bei normalen Drucken wird das Schmiermittel mit Hilfe des O-Rings 46 und des Rings 47 zusammengehalten. Für den Fall jedoch, daß der Druck bis zur Androhung eines Schadens für das Hahnküken oder, wie oben erwähnt, einer Verziehung des Sitzes 25 ansteigt, ist die Feder 49 so bemessen und eingesetzt, daß sie dem Dichtring 47 gestattet, axial nach

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außen aus der dichtenden Lage so zu wandern, daß das Schmiermittel aus dem Raum zwischen den Dichtringen 46 und 47 herausgelassen wird.

Im einzelnen wirkt der- Schmiermitteldruck über einen Teil des Innenendes des Dichtrings 47» um eine nach außen gerichtete Kraft zu liefern, der sowohl von der Feder 49 als auch vom Leitungsdruck über das äußere Ende des Dicht-

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rings entgegengewirkt wird. Es ist also möglich, den Schmiermitteldruck vorauszubestimmen, bei welchem der Dichtring 47 aus der dichtenden Lage herauswandert, da die Kraft, bei der dies eintritt, direkt proportional der Kraft der Feder 49 ist. Offensichtlich ist nur ein kleiner Betrag an axialer Auswärtsbewegung erforderlich, um das Schmiermittel so herauszulassen, daß die Feder 49 den Dichtring 47 in die dichtende Lage zurückkehren lassen kann, wenn der Schmiermitteldruck auf den richtigen Pegel

heruntergesetzt ist. Ä

Dieses Mittel zum Ablassen des Schmiermitteldrucks ist besonders gut für den Gebrauch mit einem Ventilsitz der beschriebenen Type geeignet, weil das Ablassen aus dem Ringraum zwischen den Dichtringen rings um den Hahnsitz herum geschieht. Für den Fall also, daß der Durchgang 45 verstopft ist oder den Durchgang des Schmiermittels dort behindert, spricht trotzdem der Dichtring 47 auf den Druckanstieg stromoberhalb des Durchgangs 45 an. Auch erfordert dieses Mittel zum Herauslassen von Schmiermittel keine weiteren Teile als die Feder 49 zusätzlich zu den getrennten Dichtringen 46 ^ und 47, um den Schmiermittelfluß vom Hahngehäuse in den Hahn- aitz hinein einzugrenzen. Weiterhin führt der Dichtring 46 auch noch die zusätzliche Aufgabe durch, das herausragende Ende- des Dichtrings 52 zunächst in die Berührung mit dem . Hahnküken zu drängen; hierdurch entfällt die Notwendigkeit irgendwelcher derart federnder Mittel an einem anderen Platz im Hahn.

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Claims (1)

1. Absperrorgan aus Gehäuse und Durchgangsweg, mit einem im Gehäuse befindlichen Absperrkörper und federnd in Richtung auf den Absperrkörper gedrückten Sitzringen, denen ein unter Druck stehendes Schmiermittel über eine Schmiermittelleitung im Gehäuse und über Durchlaßkanäle in den Sitzringen zugeleitet wird, gekennzeichnet durch zwei beiderseits der Schmiermittelleitung (36) zum Sitzring (34) zwischen Sitzring und Gehäuse (11) angebrachte Dichtungsringe (46,47), deren einer (47) mittels einer Druckfeder (49) gegen den Druck des Schmiermittels in Richtung auf den Sitzring (54) ^J angedrückt wird.

cd 2. Absperrorgan nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, ** daß der Dichtungsring (47) in» Querschnitt die Form eines °? zwischen Gehäuse (11) und Sitzring (34) eingepaßten, auf dem

O₀ Sitzring durch den Druck des Schmiermittels auf der einen Seite und den Druck der Druckfeder (49) auf der anderen Seite jeweils hin- und herbewegbaren Keiles aufweist. BADORiCHNAL Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Lieht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

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