DE1550364A1 - Ball valve - Google Patents
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- F16K5/20—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with spherical surfaces
- F16K5/201—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with spherical surfaces with the housing or parts of the housing mechanically pressing the seal against the plug
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Description
gugelkükenhahn Diese Erfindung bezieht sich auf gugelkükenhähne, besonders auf Abdichtelemente für den Hahnkükenaitz von Kugelkükenhähnen.Ball plug valve This invention relates to ball plug valves, in particular to sealing elements for the cock plug seat of ball plug valves.
Die Benutzung kreierunder Abdichtungen für Rohr- leitungsquerschalter mit kugeligem Verschlußstück ist wenigstens so alt wie das Unitod States patent ?129350, das im Jahre 1902 an J. T. Williamson ausgegeben wurde. Seit jener Zeit sind verschiedene Typen von stärren Metallringen entwickelt und patentiert worden, jedoch ließen die Anwendung federnder Materialien und des Grundsatzes, dem Kugelküken unter Druck zwar Nachgie- bigkeit, aber keine Abdichtfehler zu gestatten, bis zur Mitte den zwanzigsten Jahrhunderte auf sich warten. In dieser Beziehung sieht das im Jahre 1960 herausgebrachte Unitod States patent 2,945,666 einen Hauptkörperring mit einer Zippe vor, die der unter Druck wandernden Kugel in einer begrenzten Bewegung folgen kann. Der Abdichtring selbst ist also verhältnismäßig unnachgiebig und nimmt den Rückprall hohen Drucks auf, während eine aus der Dichtung kommende Zippe frei bleibt, sich mit Bezug auf den Ring zu biegen und Berührung mit der Kugel aufrechtzuerhalten, wenn diese sich seitwärts verschiebt. The use of creative seals for pipe cross -switches with spherical plugs is at least as old as the Unitod States patent ? 129350, which was issued in 1902 to JT Williamson. Various types of stronger metal rings have been developed and patented since that time , but the use of resilient materials and the principle of allowing the ball plug to yield under pressure but not to seal imperfections was a long time coming until the middle of the twentieth centuries . In this regard, the Launched in 1960 Unitod States looks patent 2,945,666 a main body with a ring Keep surfing before that can follow the migratory pressure bullet in a limited movement. The sealing ring itself is thus relatively rigid and absorbs the rebound of high pressure, while a zipper coming out of the seal remains free to flex with respect to the ring and maintain contact with the ball as it shifts sideways.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Ring zu schaffen, der in einer zusammenhängenden Konstruktion den Hochdruckwiderstand und die Fähigkeit in sich vereinigt, der verschiebbaren Kugel zu folgen. Der erfindungsmäßige Dichtring wird immer als ganzes Stück erfaßt, bietet also einen größeren Widerstand gegen Bewegung, wenn eine solche auf den Ring zukommt, folgt aber andererseits der Kugel nach, wenn diese sich vom Ring weg bewegt. Immer wird der neue, erfindungsmäßige Dichtring in seiner Gesamtheit erfaßt, also anders als bei der Idee eines Ringzubehörs. Nach dem Stand der Technik hat mindestens eine Vorrichtung eine Zippe, die die Abdichtaufgabe übernimmt; die Vorrichtung legt sich gegen einen Gehäusekörper an, der als ein Begrenzungsanschlag dient.It is an object of the present invention to provide a ring which combines in one coherent construction the high pressure resistance and the ability to follow the sliding ball. The sealing ring according to the invention is always grasped as a whole piece, so it offers greater resistance to movement when such a movement approaches the ring, but on the other hand follows the ball when it moves away from the ring. The new sealing ring according to the invention is always grasped in its entirety, that is, different from the idea of a ring accessory. According to the state of the art, at least one device has a zip that takes on the sealing task; the device rests against a housing body which serves as a limit stop.
Ein weiteres Erfindungsziel ist die Schaffung eines Dichtrings, der eine Schmiegsamkeit des gesamten Ringkörpers als Mittel dazu benutzt, Abdichtberührung zu entwickeln, bei der örtliches Durchbiegen irgendwelcher Ringteile möglichst unterdrückt wird. Another object of the invention is to create a sealing ring which uses a pliability of the entire ring body as a means to develop sealing contact in which local bending of any ring parts is suppressed as far as possible .
Unter Beachtung dieser und anderer Ziele, die im folgenden ersichtlich werden, sind bevorzugte Formen der vorliegenden Erfindung in den Begleitzeichnungen offenbart. With these and other objects in mind, which will become apparent hereinafter, preferred forms of the present invention are disclosed in the accompanying drawings.
Figur 1 ist eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäß konstruierten Hahn.Figure 1 is a top plan view of one constructed in accordance with the present invention Faucet.
Figur 2 ist ein längs der Linie 2-2 der Figur 1 genommener Achsschnitt.FIG. 2 is an axial section taken along line 2-2 of FIG.
Figur 3 ist ein vergrößerter, herausgebrochener Teil aus einem Halmgehäuse und einer Kugel, die einem Erfindungsmuster entsprechend abgedichtet sind.Figure 3 is an enlarged, broken away part of a straw housing and a ball sealed according to an invention pattern.
Die Figuren 4 bis 10 sind herausgebrochene, stark vergrößerte Teile einer Schnittansicht durch verschiedene erfindungsmäßige Abdichtmuster, und zwar alle längs der Linie 4-4 der Figur 2 geschnitten.FIGS. 4 to 10 are broken-out, greatly enlarged parts of a sectional view through various sealing patterns according to the invention, namely all cut along the line 4-4 in FIG.
Die Figuren 4 bis 10 sind zwar Schnittansichten, sind aber weder kreuzschraffiert, um einen solchen Schnitt zu kennzeichnen, noch legen sie die Tatsache fest, ob ein Teil aus Gummi oder Kunstharz besteht. Der Grund für den Fortfall besteht darin, daß im jeder Darstellung Phantonumrisse verwendet werden, um den spannungsfreien Zustand in jedem Schnitt zum Vergleich mit dem gespannten Zustand Zu veranschaulichen. Eine Kreuzschraffur jeder dieser Ansichten erwies sich als störend und verdeckte gerade das, was gelehrt werden sollte. Figures 4 to 10 are sectional views, but are not cross-hatched to indicate such a section, nor do they specify whether a part is made of rubber or synthetic resin. The reason for the omission is that Phanton outlines are used in each representation to illustrate the tension-free state in each section for comparison with the tensioned state. Cross-hatching of each of these views proved disruptive and obscured just what was about to be taught.
Der Lehrstoff für die vorliegende Erfindung ist in einem Hahn mit einen Gehäuseformteil 10, einer Öffnung 12 mit Gewinde und einer Hahnkammer 14 umrissen.The teaching material for the present invention is in a tap with a housing molding 10, a threaded opening 12, and a cock chamber 14 are outlined.
Das Gehäuse 10 hat ein Mundstück 16 mit Gewinde und darin eingeschraubt einen Zwischengewindenippel 18. Der Nippel 18 hat einen Eingang 20 mit Gewinde. The housing 10 has a threaded mouthpiece 16 and an intermediate threaded nipple 18 screwed into it. The nipple 18 has a threaded inlet 20.
Aus der einen Seite des Gehäuses 10 steht eine Hahnstielführung 22 heraus. Ein Bedienungsgriff 24 ist ange- schlossene um einen Hahastiel 26 zu treiben. Mit Hilfe einer Stopfbüchsenüberwurfmutter 30 wird ein Dichtungsstutzen 28 oben auf der Hahnstielführung 22 dicht aufgeschraubt.A cock handle guide 22 protrudes from one side of the housing 10. An operating handle 24 is connected to drive a reasonable Haha stem 26th With the aid of a gland union nut 30, a sealing socket 28 is screwed tightly onto the top of the cock handle guide 22.
Ein Kugelküken 32 mit einem Iängsdurchgang 34 läßt sich innerhalb der Kammer 14 von Stiel 26 treibend er- fassen und drehen. A ball plug 32 with a longitudinal passage 34 can be grasped and rotated within the chamber 14 by the handle 26 while driving.
Ein Blick auf die Figur 3 zeigt am besten die Kon- struktion rings um die Halterung und den Gebrauch des erfindungsgemäß verbesserten Dichtrings. Der Nippel 18 hat eine Schultereindrehung 36, die in ihrer Gestaltung einer dazu passenden Schultereindrehung 38 in Gehäuse 10 entspricht. Die Schultern 36 und 38 sind ringförmig und bilden Sitze zum Anlegen des Dichtrings in den verschie- denen Konstruktionsausführungen, wie man am besten in den Figuren 4 bis 10 sieht. A look at FIG. 3 best shows the construction around the holder and the use of the sealing ring improved according to the invention. The nipple 18 has a shoulder recess 36, which corresponds in its design to a matching shoulder recess 38 in the housing 10. The shoulders 36 and 38 are annular and form seats for applying the seal in the various, as you can see construction finishes best in Figures 4 to 10th
Das Kugelküken 32 ist innerhalb der Kammer 14 durch keinen tragenden Konstruktionsteil starr geführt. Ist es wie in der Darstellung der Figur 2 geschlossen, so wirkt ein voller Druck auf das Kugelküken und versucht, es strom- abwärts zu bewegen. Ein solcher Druck kann das Kugelküken seitwärts innerhalb der Kammer 14 frei verschieben. Den in den Schultern 36 und 38 verwendeten Dichtringen fällt die Aufgabe zu, die vom Kugelküken ausgeübte Kraft auf der Stromunterseite abzufangen, ohne dabei die ab- dichtende Berührung mit der Kugel auf der Stromoberseite zu verlieren. The ball plug 32 is not rigidly guided within the chamber 14 by any supporting structural part. If it is closed, as in the illustration in FIG. 2, full pressure acts on the ball plug and tries to move it downstream. Such a pressure can move the ball plug sideways freely within the chamber 14. The sealing rings used in the shoulders 36 and 38 have the task of absorbing the force exerted by the ball plug on the underside of the stream without losing the sealing contact with the ball on the top of the stream.
Die Figur.4 läßt nun erkennen, daB ein Dichtring 40 aus zurückfederndem Abdichtmaterial, beispielsweise aus den an sich bekannten synthetischen Gummisorten vorgesehen ist, und zwar mit einer Oberflächengestaltung, die eine Berührlinie 41 erreicht; diese liegt so, daß sie von dem Kugelküken 32 berührt wird. Wenn die Berührlinie des Ringkörpers 40 und des Kugelkükens in abdichtende Berührung treten, bringen sie eine resultierende Kraft hervor, die in einer zur axialen Richtung des Rings 40 schrägen Richtung wirkt, wie es der Pfeil 42 andeutet.FIG. 4 now shows that a sealing ring 40 made of resilient sealing material, for example made of the synthetic rubber types known per se, is provided, with a surface design that reaches a line of contact 41; this is so that it is touched by the ball plug 32. When the contact line of the ring body 40 and the ball plug come into sealing contact, they produce a resultant force which acts in a direction oblique to the axial direction of the ring 40, as indicated by the arrow 42.
Die Erfindung löst nun die Aufgabe, eine Zurückfederung in den Ringen 40, jedoch zugleich eine Gestaltung vorzusehen, in der die Zurückfederung eine Verformung des gesamten Rings auslöst, anstatt eine örtliche ZusammendrÜckung oder Verbiegung notwendig zu machen.The invention now solves the problem of a back suspension in the rings 40, but at the same time provide a configuration in which the back springing causes a deformation of the entire ring, instead of making a local compression or bending is necessary.
Zu diesen Zweck hat die Ausführung in Figur 4 eine Entlastungsfläche 43,, die in ihrem entspannten Zustand gestrichelt, jedoch unter Belastung in voller Linienführung dargestellt ist.For this purpose, the embodiment in FIG. 4 has a relief surface 43, which is shown in broken lines in its relaxed state , but in full lines under load.
Man bemerkt, daß die Entlastungsfläche 43 an einem Punkt 44 endet, der radial längs der radialen Wand der Schulter 36 in Figur 4 wandert. Diese Bauweise versorgt den Ring mit einer Außenfläche zwischen den Kugelküken 32 und der tragenden Schultereindrehung 36, die von einer Flächenberührung Abstand hält, um die Eigenfederung des Körpers für fest abdichtenden Eingriff mit dem Kugelküken 32 aufzusparen. Dies bedeutet, daß die Berührlinie 41 der erste Berührungspunkt mit dem Kugelküken 32 ist und daB diese Berührlinie nunmehr zurückgedrückt wird, indem sie in den zurückfedernden Körper des Rings 40 hinein gedrückt wird. Jedoch breitet sich die längs der schrägen Linie 42 wirkende Kraft innerhalb des Ringkörpers 40 fächerartig aus und letzterer erhält die Möglichkeit, selbst in die durch die Außenfläche 43 geschaffene Hinterdrehung auszuweichen, indem er sich an die tragende Wand näher heranflacht.It will be noted that the relief surface 43 terminates at a point 44 which travels radially along the radial wall of the shoulder 36 in FIG. This construction provides the ring with an outer surface between the ball plug 32 and the load bearing shoulder recess 36 which is spaced from surface contact in order to save the inherent resilience of the body for tightly sealing engagement with the ball plug 32. This means that the line of contact 41 is the first point of contact with the ball plug 32 and that this line of contact is now pushed back by being pushed into the resilient body of the ring 40 . However, the force acting along the inclined line 42 spreads out in a fan-like manner within the ring body 40 and the latter is given the opportunity to evade the under-rotation created by the outer surface 43 by flattening itself closer to the load-bearing wall.
Mit Hilfe dieser Konstruktion ist eine resultierende Druckkraft in dem Ring 40 geschaffen, die durch den Ringkörper in einer zur Längsachse des Rings schrägen Richtung wirkt. Diese resultierende Druckkraft wirkt der Bewegung des geschlossenen Kugelkükens in stromabwärtiger Richtung entgegen. Es läßt sich leicht einsehen, daß die Rückkehr den Rings 40 in seinen natürlichen, spannungsfreien Zustand einen beträchtlichen Spielraum erfordert, Dieser ist für gewöhnlich größer als der körperliche Spielraum, der für die Wanderung des Kugelkükens 32 zur Verfügung steht. Wenn letzteres ton einer Dichtung wegwandert, dann deshalb, weil in unmittelbarer Nähe der Dichtung der Leitungsdruck höher ist als derjenige an der gegenüberliegenden Seite. Daher ist der an den Ring 40 wirkende Leitungsdruck bestrebt, den Punkt 44 radial in seinen Schultersitz zu drängen. Die Berührlinie 41 bewegt sich denn weiter nach außen in die Kammer 14 und liäfert deshalb eine nachfolgende Druckkraft, die bei allen Druckzuständen eine feste Dichtung aufrechterhält.With the aid of this construction, a resultant compressive force is created in the ring 40, which acts through the ring body in a direction inclined to the longitudinal axis of the ring. This resulting compressive force counteracts the movement of the closed ball plug in the downstream direction. It can be readily appreciated that returning the ring 40 to its natural, stress relieved state requires considerable leeway. This is usually greater than the physical leeway available for the ball plug 32 to migrate. If the latter ton of a seal migrates, it is because the line pressure in the immediate vicinity of the seal is higher than that on the opposite side. Therefore, the ring 40 acting on the line pressure is anxious, 44 radially to urge the point in his shoulder seat. The contact line 41 then moves further outward into the chamber 14 and therefore delivers a subsequent pressure force which maintains a tight seal in all pressure states.
In Figur 5 ist eine abgewandelte Unterbringung des Rings 50 dargestellt. Der Ring 50 selbst ist im wesentlichen mit dem Ring 40 identisch, ist aber mit einer ringförmigen Metalleinlage 51 untergebracht, die mit einem Schenkel 52 in einer Randnut 53 eingesetzt ist. Eine Vorstülpung 54 ragt in den Spalt des Fluidumflusses hinaus und unterbricht die unmittelbare Berührung des gesteuerten Fluidums unter Ablenkung vom Ring 50 weg. .In Figure 5, a modified accommodation of the ring 50 is shown. The ring 50 itself is essentially identical to the ring 40, but is accommodated with an annular metal insert 51, which is inserted with a leg 52 in an edge groove 53. A protuberance 54 protrudes into the gap in the fluid flow and interrupts the direct contact of the controlled fluid while deflecting it away from the ring 50. .
Manche Fluiden sind bei äußerst hohen Temperaturen und Drucken zu behandeln. Diese hohe Temperatur erzeugt einen starken Verschleiß des für den Ring 50 bevorzugten, biegsamen Materials. Durch die Benutzung des Teils 51 wird die unmittelbare Berührung vermieden und ein gewisser Anteil der Hitze angemessen umgelenkt, um dadurch die Lebensdauer des Rings 50 zu verlängern.Some fluids are closed at extremely high temperatures and pressures treat. This high temperature creates severe wear and tear on the ring 50 preferred flexible material. By using the part 51, the immediate Avoiding contact and appropriately diverting a certain amount of the heat to thereby to extend the life of the ring 50.
In Figur 6 ist ein weiteren Muster in der Form des Rings 60 dargestellt: Bei diesen Muster ist die Berühr-Linie 41 an der Außenfläche so vorgesehen, wie sie beim Ring 40 beschrieben worden ist. Der Ring 60 jedoch hat eine Entlastungsfläche 61, die seine gesamte Anlegefläche darstellt; die entsprechende Schulter in Gehäuseforateil ist mit einer gekrümmten Entlastungsfläche 62 versehen. Unter mechanischer Beanspruchung kann alsƒ der Körper des Materials 60 sich aus der strichpunktierten in die voll durchgezogene Linie nach außen wölben. Zusätzlich wird der Körper 60 veranlaßt, mehr Sicherheit in Sitz dadurch zu gewinnen, daß eine Vorstülpuag 63 mit einer hinterdrehten Fläche 64 vorgesehen ist. Die Vorstülphag 63 sorgt für Schutz gegen Einbrennung, wie er an Hand der Figur 5 beschrieben worden ist, und außerdem für eine Keilwirkung der hinterdrehten Fläche und. damit für bessere Verankerung des Ringkörpers 60. Man bemerkt, daB die äußere Wand der Schultereindrehung ebenfalls bei 65 für den Zweck hinterdreht ist' um eine Ausdehnung und Verankerung des Ringkörpers zu gestatten.6 shows a further pattern is shown in the form of the ring 60: in these patterns the Berühr line 41 is provided on the outer surface as it has been described in ring 40th The ring 60, however, has a relief surface 61 which represents its entire contact surface; the corresponding shoulder in the housing format part is provided with a curved relief surface 62. Under mechanical stress of the material 60 may bulge out from the dotted to the fully solid line alsƒ outwardly of the body. In addition, the body 60 is made to gain more security in the seat by virtue of the fact that a protruding plug 63 with an under- turned surface 64 is provided. The protruding sleeve 63 provides protection against burn-in, as has been described with reference to FIG. 60. It will be noted therefore for better anchoring of the ring body, the outer wall of the DAB Schulte pure rotation of the annular body is behind also rotates at 65 for the purpose 'of an expansion anchor and allow to.
In Figur 7 hat der Ring 70 im wesentlichen dieselbe Aufgabe wie der Ring in Figur 6; seine Anlegewand 71 jedoch ist hohl, während die Anlegewand 72 der tragenden Schulter in der Radialebene verläuft.In Figure 7, the ring 70 has essentially the same function as the ring in Figure 6; its contact wall 71, however, is hollow, while the contact wall 72 of the supporting shoulder runs in the radial plane.
In Figur 8 flankieren doppelte Berührwölbungen 81 und 82 zwischen
sich eine Berührhohlkehle 83. Bei diesem Muster bilden Randeindrehflächen 84 und
85 die Außenflächen zwischen der Kugel und der tragenden Außenfläche der
Schulter bzw, des Rings und halten Abstand von einer Flächenberührung, um die Eigenfederung
für den festen Dichteingriff mit der Kugel aufzusparen. Wenn das Kugelküken
32 in Berührung mit den Berührwölbungen 81 und 82 tritt, so wird der Ringkörper
80 veranlaßt, sich wegen der Lage der Berührhohlkehle 83 derart zu spreizen
und
zu verformen, daß dieser Druck eine reaultierende Druckkraft
hervorbringt, die durch den Körper des Rings 80
in einer
zu dessen Längewirkung schrägen Richtung wirkt.
In Figur
9 ist ein weiteres )Luster angedeutet, das
Claims (1)
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---|---|---|---|
US50147065A | 1965-10-22 | 1965-10-22 |
Publications (1)
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FR (1) | FR1523161A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1933069A1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-06-18 | Industrial Valves & Fittings, LLC | Valve |
WO2012059765A1 (en) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Parker Hannifin Limited | A valve seat for a ball valve |
-
1966
- 1966-10-19 BE BE688483D patent/BE688483A/xx unknown
- 1966-10-19 FR FR80656A patent/FR1523161A/en not_active Expired
- 1966-10-20 DE DE19661550364 patent/DE1550364A1/en active Pending
Cited By (3)
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WO2008071707A1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-06-19 | Industrial Valves & Fittings, Llc | Valve |
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BE688483A (en) | 1967-03-31 |
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