DE69300384T2

DE69300384T2 - Absperrhahn mit konischen Küken.

Info

Publication number: DE69300384T2
Application number: DE69300384T
Authority: DE
Inventors: Keith Jeffrey Hollingworth
Original assignee: BTR PLC
Current assignee: BTR PLC
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 2013-03-16
Also published as: DK0565243T3; GB9305128D0; DE69300384D1; US5312086A; ES2076826T3; GB2265970A; EP0565243B1; MX9302055A; EP0565243A1; GB9207576D0

Description

Diese Erfindung betrifft einen Absperrhahn mit konischem Küken.
Ein Absperrhahn mit konischem Küken gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in der EP-A-0100987 offenbart. Wenn Dichtmittel zur Schmierung in die in dem Küken und dem Ventilsitz gebildeten Ausnehmungen eingespritzt wird, fließt etwas aus den Ausnehmungen zwischen dem Küken und seinem Sitz und bewegt so das Küken axial von seinem Sitz fort, d. h. von der inneren Oberfläche der konischen Bohrung.
Erfindungsgemäß umfaßt ein Absperrhahn mit konischem Küken einen Körper mit einer Durchführung zum Durchfluß einer Flüssigkeit, eine diese Durchführung unterbrechende konische Bohrung, ein drehbar in dieser Bohrung angeordnetes konisches Küken, welches diese Durchführung in einer Schließstellung des Absperrhahns blockiert und eine Öffnung aufweist, die mit dieser Durchführung in einer Offenstellung des Absperrhahns in Verbindung steht, ein oder mehr Dichtscheiben vorbestimmter Dicke zur Begrenzung des Betrages der Bewegung des Kükens längs dessen Rotationsachse weg von der konischen Bohrung, und ein Federmittel, welches starr genug ist, um bei normalem Gebrauch des Absperrhahns keinerlei wesentliche Verformung zu erfahren und welches eine Kraft ausüben kann, die das Küken in Richtung auf die konische Bohrung zwängt, wobei diese Kraft erst dann hervorgerufen wird, nachdem das Küken sich eine vorbestimmte Strecke von der konischen Bohrung wegbewegt hat.
Bevorzugt ist das Federmittel ein Belleville-Dichtungsring mit voneinander wegweisenden flachen Oberflächen und einer erforderlichen Dicke. Das Federmittel ist ausreichend starr, um nicht verformt zur werden (und dadurch eine Bewegung des Kükens zu erlauben), bei normalem Gebrauch, d. h. bei Einwirkung des beitungsdrucks der zum oder durch den Absperrhahn fließenden Flüssigkeit. Das Federmittel kann auch nur dann verformt werden, wenn es einer viel größeren Kraft unterworfen wird, beispielsweise wenn Dichtungsmittel unter Druck zwischen Küken und Bohrung eingebracht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die einzige Zeichnung beschrieben, welche einen Querschnitt durch einen Absperrhahn mit konischem Küken in Schließstellung zeigt. Wie in der Zeichnung dargestellt umfaßt der Absperrhahn einen Ventilkörper 2, eine diesen durchsetzende Durchführung mit einer Einlaßöffnung 8 und einer Auslaßöffnung 15 und ein konisches Küken 1, welches um eine vertikale Achse O-O um einen vorbestimmten Winkel größer 90º, beispielsweise 105º von einer vollkommen geöffneten Stellung in eine vollkommen geschlossene Stellung verdrehbar ist und mittels einer am Ventilkörper durch nicht dargestellte Bolzen verankerten Deckplatte 3 in Position gehalten wird.
Der Ventilkörper 2 ist mit einer inneren, im Querschnitt kreisförmigen Bohrung zur Aufnahme des entsprechend konisch ausgebildeten Kükens 1 ausgebildet. In dem Küken ist eine Öffnung 7 vorgesehen zur Verbindung der Einlaßöffnung 8 mit der Auslaßöffnung 15, wenn der Absperrhahn geöffnet ist.
Der Absperrhahn 1 kann mittels eines nicht dargestellten Hebels, der in einem Stück an das Küken angeformt sein kann, und eines Handgriffs oder Betätigungselements (nicht dargestellt) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkt werden.
Die konische Bohrung ist bewußt tiefer ausgeführt als die Tiefe des Kükens, so daß Räume 12 und 17 an der Oberseite (breites Ende) und an der Unterseite (schmales Ende) verbleiben, wenn das Küken in die Bohrung gesetzt wird. Der Raum 12 an der Oberseite des Kükens ist mit einem oder mehreren Abstandsringen 5 und einer Feder 6 belegt. Um über die Anzahl der Abstandsringe 5 und die Dicke (Tiefe) 13 der Feder zu entscheiden, wird die Tiefe des oberen Raumes bei eingesetztem Küken genau gemessen und die Anzahl und Dicke der Abstandsringe und die Dicke der Feder gewählt, um sicherzustellen, daß eine Axial-, d. h. Vertikalbewegung des Kükens 1 nur um einen vorbestimmten Maximalbetrag möglich ist. Typischerweise beträgt der Maximalbetrag der Bewegung 0,0762 ± 0,0254 mm, das sind 0,003" ± 0,0001". Dies entspricht einem maximalen radialen Spiel zwischen der Oberfläche 28 der Bohrung und der Seitenfläche 19 des Kükens 1 von 0,01143 ± 0,00381 mm, das sind 0,00045" ± 0,00015".
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist als Feder 6 im oberen Raum 12 ein Belleville-Dichtungsring vorgesehen, der mit zwei voneinander wegweisenden flachen Oberflächen 20 und 21 auf die gewünschte Dicke 13 gefräst oder geschliffen wurde, aber es können auch andere Formen von Hochleistungsfedern verwendet werden. Zusätzlich kann eine weitere Feder 18 vorgesehen sein, wie auf der Unterseite (schmales Ende) des Kükens 1 dargestellt ist. Diese weitere Feder 18 ist in einer Ausnehmung 22 in Richtung der Rotationsachse O-O des Kükens auf der Unterseite der Bohrung angeordnet.
Das Küken ist mit zwei Umfangsnuten 24, 25 versehen, von denen eine 24 in der Nähe der Oberseite des Kükens 1 und die andere 25 in der Nähe der Unterseite des Kükens angeordnet ist, welche durch zwei diametral gegenüberliegende Längsnuten 26, 27 verbunden sind. Die Längsnuten sind so angeordnet, daß sie jeweils bei Verschwenken des Kükens zwischen der geöffneten und der geschlossenen Stellung über die Oberfläche der Bohrung wischen, aber niemals mit der Einlaßöffnung 8 oder der Auslaßöffnung 15 in Verbindung treten. Alle Nuten 24, 25, 26, 27 fördern Dichtungsmittel zu den einander gegenüberliegenden Oberflächen 19, 28 des Kükens und der Bohrung, wobei das Dichtungsmittel zugleich als Schmiermittel wirkt. Eine passende Öffnung (nicht dargestellt) ist in dem Ventilkörper 2 oder dem Deckel 3 vorgesehen, durch welche Dichtungsmittel in die Nuten eingebracht werden kann.
Das Küken ist wahlweise mit zwei Überdruckventilen 11 versehen, von denen eines in jedem der beiden Durchführungen 29, 30 vorhanden ist, die die Oberseite bzw. Unterseite des Kükens mit der Kükenöffnung 7 verbinden.
Bei Benutzung steht das Küken normalerweise unter keiner axialen Last. Wenn die weitere Feder 18 vorhanden ist, übt sie eine sehr kleine Last aus, die ausreicht sicherzustellen, daß das Küken nicht in einem "klebenden" Kontakt mit seinem Sitz auf der inneren Oberfläche der Bohrung steht, oder, wenn die Feder ausreichend stark ist, wirkt sie gegen die Feder 6 an der Oberseite des Kükens, um das Küken unter einer kleinen Last weg von seinem Sitz zu halten, aber immer noch begrenzt auf den vorbestimmten Betrag der Bewegung. Wenn Leitungsdruck (d. h. der Druck der durch das Ventil fließenden Flüssigkeit) auf die Öffnung 7 wirkt, neigt das Küken zur Bewegung in Richtung auf das breitere Ende, d. h. nach oben in Richtung des Pfeiles 9. Die Feder an der Oberseite des Kükens gibt jedoch in keinem wesentlichen Umfang nach, so daß das Küken 1 sich nach wie vor innerhalb der vorbestimmten Grenzen bewegt.
Wenn Dichtungsmittel in die Nuten 24, 25, 26, 27 in dem Küken zur Schmierung des Absperrhahns eingespritzt wird, wird das Küken entgegen der von der Feder 6 an der Oberseite des Absperrhahns aufgebrachten Kraft angehoben, da der Einspritzdruck sehr viel größer ist als der Leitungsdruck, so daß das Dichtungsmittel aus den Nuten zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen des Kükens und der Bohrung herausfließen kann.
Die Überdruckventile 11 dienen dazu, den Druck in den Räumen an der Oberseite und Unterseite des Kükens zu entlasten, für den Fall, daß Leitungsflüssigkeit in der Öffnung 7 eingeschlossen ist, wenn sich das Küken in der geschlossenen Position befindet. Die Überdruckventile müssen möglicherweise aufgrund der unterschiedlichen Flächen auf der Oberseite und Unterseite des Kükens 1 ausbalanciert werden, um sicherzustellen, daß der einwirkende Druck das Küken stets in Richtung auf den größeren Bereich, d. h. die Oberseite bewegen will.

Claims

1. Absperrhahn mit konischem Küken mit einem Körper (2) mit einer durch diesen geführten Durchführung (8, 15) zum Durchfluß von Flüssigkeit, einer die Durchführung (8, 15) unterbrechenden konischen Bohrung, einem verdrehbar in der Bohrung angeordneten konischen Küken (1), welches die Durchführung (8, 15) in einer Schließstellung des Absperrhahns blockiert und eine Öffnung (7) aufweist, welche mit dieser Durchführung (8, 15) in einer Öffnungsstellung des Absperrhahns in Verbindung steht, und mit einem oder mehr Dichtungsringen (5) vorbestimmter Dicke zur Begrenzung des Betrags der Bewegung des Kükens (1) längs seiner Rotationsachse (O-O) weg von der konischen Bohrung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federmittel (6) vorgesehen ist, welches ausreichend starr ist, um bei normalem Gebrauch des Absperrhahns in keinem wesentlichen Umfang verformt zu werden, und welches eine Kraft ausüben kann, um das Küken (1) in Richtung auf die konische Bohrung zu zwängen, wobei diese Kraft erst dann erzeugt wird, wenn sich das Küken (1) um eine vorbestimmte Strecke von der konischen Bohrung wegbewegt hat.

2. Absperrhahn mit konischem Küken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federmittel einen Belleville-Dichtungsring (6) umfaßt.

3. Absperrhahn mit konischem Küken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federmittel voneinander wegweisende flache Oberflächen (20, 21) aufweist.

4. Absperrhahn mit konischem Küken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federmittel (6) eine gewünschte Dicke aufweist.