DE3642872A1 - Kuekenhahn fuer aggressive medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kükenhahn für aggressive Medien mit einem Hahngehäuse, das wenigstens zwei Anschlüsse aufweist und einem drehbar in dem Hahngehäuse gelagerten Hahnküken, das die Verbindung zwischen den Anschlüssen be­ herrscht.

Es besteht häufig die Aufgabe, Strömungen von unter Druck stehenden, aggressiven Medien, die Abrieb oder Korrosion bewirken, mittels eines Kükenhahns zu regulieren. Wenn ein solcher Kükenhahn aus üblichen Materialien, wie Gußstahl, hergestellt ist, welche eine relativ hohe mechanische Festig­ keit besitzen und den Druck aufzunehmen vermögen, erfolgt unerwünscht schnell ein Verschleiß des Kükenhahns durch Abrieb oder Korrosion. Man muß dann den Kükenhahn aus hochwertigem Material herstellen, das sowohl die infolge des Drucks erforderliche mechanische Festigkeit als auch die erforderliche Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit besitzt. Ein solcher Kükenhahn ist teuer. Es gibt Materialien, die hohe Abrieb- und Korrosionsbe­ ständigkeit zeigen, beispielsweise bestimmte Keramiken. Diese haben aber nur relativ geringe mechanische Festigkeit, insbesondere Zugfestigkeit, so daß sie hohe Drücke nicht aufnehmen könnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen preisgünstigen Kükenhahn für unter Druck stehende aggressive Medien zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

• a) das Hahngehäuse ein Außengehäuse aus einem Material relativ hoher mechanischer Festigkeit aber relativ geringer Abrieb- und/oder Korro­ sionsbeständigkeit aufweist,
• b) in dem Außengehäuse eine Auskleidung aus einem Material relativ geringer Zug- und Biege­ festigkeit aber relativ hoher Abrieb- und/oder Korrosionsbeständigkeit so gehalten ist, daß
• - alle Teile der Auskleidung von dem Außenge­ häuse abgestützt und nur auf Druck bean­ sprucht sind, und
• - das Außengehäuse nicht mit dem Stoffstrom in Berührung kommt,
• c) das Hahnküken aus einem Material relativ hoher Abrieb- und/oder Korrosionsbeständigkeit be­ steht.

Es kann dann für das Außengehäuse ein weniger hochwertiges und preisgünstigeres Material verwen­ det werden, das nur die zur Aufnahme des Druckes erforderliche mechanische Festigkeit zu besitzen braucht nicht aber korrosionsbeständig sein muß. Die Auskleidung sorgt für die Abrieb- und Korro­ sionsbeständigkeit. An die Festigkeit, insbesondere die Zugfestigkeit, der Auskleidung werden nur geringe Anforderungen gestellt, da die Auskleidung nur auf Druck beansprucht wird. Auch für die Aus­ kleidung kann daher ein relativ preisgünstiges Material Verwendung finden. Insgesamt ergibt sich damit ein Kükenhahn, der einerseits preisgünstig und andererseits auch für unter Druck stehende, aggressive Medien geeignet ist.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und einige Abwandlungen davon sind nachstehend unter Bezug­ nahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher er­ läutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt längs der Linie I-I von Fig. 2

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1.

Fig. 3 bis 6 zeigen verschiedene Formen der Öffnungen zwischen der Axialbohrung der das Hahnküken aufnehmenden Buchse in Fig. 1 und 2 und den Anschlüssen des Kükenhahnes.

In Fig. 1 und 2 ist mit 10 ein Hahngehäuse eines Kükenhahnes für aggressive Medien bezeichnet. Das Hahngehäuse 10 weist drei Anschlüsse 12, 14 und 16 auf. Von den drei Anschlüssen sind zwei Anschlüsse 12 und 14 miteinander fluchtend auf gegenüberlie­ genden Seiten des Hahngehäuses 10 vorgesehen. Der dritte Anschluß 16 erstreckt sich senkrecht zu den beiden fluchtenden Anschlüssen 12, 14. In dem Hahn­ gehäuse 10 ist ein Hahnküken 18 drehbar gelagert.

Die Drehachse 20 des Hahnkükens 18 liegt senkrecht zu der Ebene der Achsen der Anschlüsse 12, 14 und 16. Das Hahnküken 18 beherrscht die Verbindung zwischen den Anschlüssen 12, 14 und 16. Zu diesem Zweck weist das Hahnküken 18 eine seitliche Ausneh­ mung 22 auf. Die Ausnehmung 22 erstreckt sich über etwas weniger als 180°. Je nach der Stellung des Hahnkükens 18 ist wahlweise jeweils ein Anschluß absperrbar und über die Ausnehmung eine Verbindung zwischen den beiden anderen Anschlüssen herstell­ bar. Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung des Hahnkükens 18 ist der Anschluß 14 abgesperrt, und es ist eine Verbindung zwischen dem Anschluß 12 und dem Anschluß 16 hergestellt. Das Hahnküken 18 kann jedoch auch so eingestellt werden, daß alle drei Anschlüsse 12, 14 und 16 miteinander in Verbindung stehen. Bei Zufluß eines Mediums über den Anschluß 16 erfolgt dann eine Verteilung der Strömung auf die Anschlüsse 12 und 14. Durch die Stellung des Hahnkükens 18 kann dabei eingestellt werden, in welchem Verhältnis die zufließende Strömung auf die beiden Anschlüsse verteilt werden sollen. Wenn zwei Strömungen über die Anschlüsse 12 und 14 zugeführt werden, erfolgt eine Mischung im Anschluß 16. Durch das Hahnküken 18 kann dann das Mischungsverhältnis eingestellt werden.

Das Hahngehäuse 10 weist ein Außengehäuse 24 aus einem Material relativ hoher mechanischer Festig­ keit aber relativ geringer Abrieb- und Korrosions­ beständigkeit auf. Das Außengehäuse 24 besteht aus einem Bodenteil 26, einem Mittelteil 28 und einem Oberteil 30. Der Mittelteil 28 des Außengehäuses weist einen zentralen Block 32 auf. In diesem zentralen Block 32 ist koaxial zur Achse 20 eine durchgehende zylindrische Bohrung 34 vorgesehen. An dem Block 32 sitzen drei Anschlußstutzen 36, 38, 40 der drei Anschlüsse 12, 14 und 16. Von der zylin­ drischen Bohrung gehen radial verlaufende Anschluß­ kanäle 42, 44, 46 aus, die in den Anschlußstutzen 36, 38 bzw. 40 verlaufen. Auf der in Fig. 1 unteren Seite ist die Bohrung 34 durch den Bodenteil 26 abgeschlossen. Auf der in Fig. 1 oberen Seite ist die Bohrung 34 durch den Oberteil 30 abgeschlossen. Der Oberteil 30 weist einen Kragen 48 auf, in welchem eine Verstellspindel 50 mittels eines Nadellagers 52 gelagert ist. Die Verstellspindel 50 weist auf ihrer unteren Stirnfläche eine Leiste 54 auf, die in einen Querschlitz 56 in der Stirnfläche des Hahnkükens 18 eingreift. über diese Stellspin­ del 50, die an ihrem äußeren Ende einen Vierkant 58 trägt, kann das Hahnküken 18 verstellt werden.

In dem Hahngehäuse 10 ist eine Auskleidung 60 aus einem Material relativ geringer Zug- und Biege­ festigkeit aber relativ hoher Abrieb- und/oder Korrosionsbeständigkeit so gehalten, daß einmal alle Teile der Auskleidung 60 von dem Außengehäuse 10 abgestützt und nur auf Druck beansprucht sind und zum anderen das Außengehäuse 10 nicht mit dem Stoffstrom in Berührung kommt. Auch das Hahnküken 18 besteht aus einem solchen Material relativ hoher Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit. Bei dem darge­ stellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die Auskleidung 60 und das Hahnküken 18 aus Kera­ mik.

Im einzelnen enthält die Auskleidung 60 eine Buchse 62 aus Keramik. Die Buchse 62 sitzt in der zylin­ drischen Bohrung 34 des Außengehäuses 10. Die Buchse 62 weist eine zentrale Axialbohrung 64 auf. Weiterhin enthält die Buchse 62 radiale Öffnungen 66, 68, 70, die mit den Anschlußkanälen 42, 44 bzw. 46 fluchten und in der Axialbohrung 64 münden.

Die Auskleidung 60 enthält weiterhin Anschlußrohr­ stücke 72, 74 und 76 aus Keramik. Die Anschlußrohr­ stücke 72, 74, 76 sitzen in den Anschlußkanälen 42, 44 bzw. 46 und liegen in noch zu beschreibender Weise abdichtend an der Buchse 62 an. Die Bohrungen 78, 80, 82 der Anschlußrohrstücke 72, 74, 76 stehen mit den radialen Öffnungen 66, 68, 70 der Buchse 62 in Verbindung. Das Hahnküken 18 ist abdichtend aber drehbar in der Axialbohrung 64 der Buchse 62 ge­ lagert.

In der Mantelfläche der Buchse 62 sind um die radialen Öffnungen 66, 68, 70 herum Vertiefungen 84, 86, 88 mit einer zylindrischen Umfangsfläche und einer ebenen Bodenfläche gebildet. Die Anschluß­ rohrstücke 72, 74, 76 sitzen mit ihren inneren Ende in diesen Vertiefungen 84, 86 bzw. 88 und liegen mit ihren Stirnflächen an deren Bodenflächen an. Die Anschlußrohrstücke 72, 74 und 76 sind an ihrem äußeren Ende auf der Außenseite gestuft, so daß jeweils eine Ringschulter 90, 92 bzw. 94 und ein Endabschnitt 96, 98 bzw. 100 verminderter Wandstärke gebildet werden. In die Anschlußkanäle 42, 44, 46 sind Halteringe 102, 104 bzw. 106 eingeschraubt. Die Halteringe 102, 104, 106 umgeben jeweils den Endab­ schnitt 96, 98 bzw. 100 verminderter Wandstärke und liegen an der Ringschulter 90, 92 bzw. 94 an. Auf diese Weise sind die Anschlußrohrstücke 72, 74, 76 sicher gehalten und nur auf Druck beansprucht. Durch die Endabschnitte 96, 98, 100 sind wiederum die Halteringe 102, 104 bzw. 106 gegenüber dem Stoff­ strom abgeschirmt.

Die Anschlußrohrstücke 72, 74, 76 weisen an ihren inneren Stirnflächen abgeschrängte Außenkanten auf. In den so zwischen der Buchse 62 und den abge­ schrägten Außenkanten der Anschlußrohrstücke 72, 74, 76 gebildeten Ringräumen sind Dichtungen 108, 110 bzw. 112 angeordnet. Die Dichtungen 108, 110 und 112 sind so angeordnet, daß sie einen Durchtritt der strömenden Medien zu dem Außengehäuse sicher ver­ hindern.

Wie aus Fig. 3, 4, 5 und 6 hervorgeht, können die radialen Öffnungen 66, 68, 70 der Buchse 62 zur Erzielung bestimmter Öffnungs- oder Mischcharak­ teristiken des Kükenhahns von der Kreisform ab­ weichende Gestalt besitzen. Die Öffnungen 66, 68, 70 bestimmen zusammen mit der Steuerkante des Hahn­ kükens 18 den Durchflußquerschnitt. Durch geeignete Wahl der Gestalt der Öffnungen 66, 68, 70 können da­ her unterschiedlichen Charakteristiken von Durch­ flußquerschnitt über die Kükenhahnstellung reali­ siert werden.

In Fig. 3 ist die Öffnung, z.B. 66, ein relativ schmaler Schlitz mit parallelen Seiten. Der Öffnungsquerschnitt ändert sich dann im wesent­ lichen linear mit der Hahnkükenstellung. In Fig. 4 hat die Öffnung 66 dreieckige Grundform. In Fig. 5 besteht die "Öffnung" 66 aus einzelnen Löchern. In Fig. 6 hat die Öffnung 66 birnenförmige Gestalt.

Claims (7)

1. Kükenhahn für aggressive Medien mit einem Hahngehäuse (10), das wenigstens zwei An­ schlüsse (12, 14, 16) aufweist und einem drehbar in dem Hahngehäuse (10) gelagerten Hahnküken (18), das die Verbindung zwischen den An­ schlüssen (12, 14, 16) beherrscht, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) das Hahngehäuse (10) ein Außengehäuse (24) aus einem Material relativ hoher mecha­ nischer Festigkeit aber relativ geringer Abrieb- und/oder Korrosionsbeständigkeit aufweist,
• b) in dem Außengehäuse (24) eine Auskleidung (60) aus einem Material relativ geringer Zug- und Biegefestigkeit aber relativ hoher Abrieb- und/oder Korrosionsbe­ ständigkeit so gehalten ist, daß
• - alle Teile der Auskleidung (60) von dem Außengehäuse (24) abgestützt und nur auf Druck beansprucht sind, und
• - das Außengehäuse (24) nicht mit dem Stoffstrom in Berührung kommt,
• c) das Hahnküken (18) aus einem Material relativ hoher Abrieb- und/oder Korrosions­ beständigkeit besteht.

2. Kükenhahn nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auskleidung (60) und das Hahnküken (18) aus Keramik bestehen.

3. Kükenhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) das Außengehäuse (24) eine zylindrische Bohrung (34) aufweist, von welcher radial verlaufende Anschlußkanäle (42, 44, 46) aus­ gehen,
• b) die Auskleidung (60) eine Buchse (62) aus dem Material hoher Abrieb- und/oder Korro­ sionsbeständigkeit enthält, welche
• - in der zylindrischen Bohrung (34) des Außengehäuses (24) sitzt,
• - eine zentrale Axialbohrung (64) aufweist,
• - radiale Öffnungen (66, 68, 70) enthält, die mit den Anschlußkanälen (42, 44, 46) fluch­ ten und in der Axialbohrung (64) münden,
• c) die Auskleidung (60) weiterhin Anschluß­ rohrstücke (72, 74, 76) aus dem Material hoher Abrieb- und/oder Korrosionsbe­ ständigkeit enthält,
• - die in den Anschlußkanälen (42, 44, 46) des Außengehäuses (24) sitzen,
• - die abdichtend an der Buchse (62) anliegen und
• - deren Bohrungen (78, 80, 82) mit den radia­ len Öffnungen (66, 68, 70) der Buchse (62) in Verbindung stehen, und
• d) das Hahnküken (18) abdichtend aber drehbar in der Axialbohrung (64) der Buchse (62) gelagert ist.

4. Kükenhahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß

• a) in der Mantelfläche der Buchse (62) um die radialen Öffnungen (66, 68, 70) herum Ver­ tiefungen (84, 86, 88) mit einer zylindri­ schen Umfangsfläche und einer ebenen Bodenfläche gebildet sind,
• b) die Anschlußrohrstücke (72, 74, 76) mit ihren inneren Enden in diesen Vertiefungen (84, 86, 88) sitzen und mit ihren Stirn­ flächen an deren Bodenflächen anliegen.

5. Kükenhahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß

• a) die Anschlußrohrstücke (72, 74, 76) an ihrem äußeren Ende auf der Außenseite gestuft sind, so daß jeweils eine Ringschulter (90, 92, 94) und ein Endabschnitt (96, 98, 100) verminderter Wandstärke gebildet werden, und
• b) in die Anschlußkanäle (42, 44, 46) Halte­ ringe (102, 104, 106) eingeschraubt sind, welche jeweils den Endabschnitt (96, 98, 100) verminderter Wandstärke umgeben und an der Ringschulter (90, 92, 94) anliegen.

6. Kükenhahn nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß

• a) die Anschlußrohrstücke (72, 74, 76) an ihren inneren Stirnflächen abgeschrägte Außen­ kanten aufweisen und
• b) Dichtungen (108, 110, 112) in den so zwischen der Buchse (62) und den abge­ schrägten Außenkanten der Anschlußrohr­ stücke (72, 74, 76) gebildeten Ringräumen angeordnet sind.

7. Kükenhahn nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Öffnungen (66, 68, 70) der Buchse (62) zur Erzielung bestimmter, gewünschter Öffnungs- oder Mischcharakteristiken des Kükenhahns (18) von der Kreisform abweichende Gestalten besitzen.