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Hahn mit Kükenschmierung Die Erfindung bezieht sich auf Hähne mit
Kükenschmierung, die einen konischen Sitz haben. Bei Hähnen mit Kükenschmierung
und besonders hei solchen, die am einen Ende des Kükens eine Kammer zur Schmiermittelaufnahme
unter Druck haben, um das Küken in der Längsrichtung verschieben und damit von seinem
Sitz lösen zu können, treten beim Drehen des Hahns oft Schwierigkeiten auf. Diese
Schwierigkeiten sind durch eine Schmierung des Hahns nicht zu beseitigen und kommen
besonders bei konisch gebauten Hähnen mit einer aus einem besonderen Stück bestehenden,
mit dem dünneren Ende des Kükens verbundenen Kükenwelle vor, bei denen das Küken
vollständig in dem Gehäuse eingeschlossen ist. . Gemäß der Erfindung wird diese
Schwierigkeit dadurch beseitigt, daß zwischen der am dünneren Kükenende befindlichen
Kammer und der am dicken Kükenende eine Verbindung geschaffen wird, die durch ein
sich nur in einer Richtung öffnendes Ventil beherrscht ist, welches kein Schmiermittel
in die Kammer am dicken Ende durchtreten, jedoch einen höheren Druck von dieser
Kammer aus auf das Schmiermittel am dünneren Kükenende einwirken läßt. Der Druck
in der Aufnahmekammer für das Schmiermittel kann aus den verschiedensten Gründen
unter den Leitungsdruck abfallen, wie z. B. auf Grund der Temperaturausdehnung der
Kammer, oder bei bestimmten Typen infolge eines Schmiermittelaustritts entlang der
Kükenwelle oder
infolge einer= Verschiebung der Kükenwelle in der
Längsrichtung. Es ist anzunehmen, daß die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten auf
die verhältnismäßig große Druckdifferenz zurückzuführen sind, die auf das Küken
wirkt und .es in seinem Sitz verkeilt, wenn der Schmiermitteldruck in der ' Schmiermittelkammer
aus irgendeinem Grunde nachläßt. Diese Theorie wird durch die Wahrnehmung unterstützt,
daß, je vollkommener die Einpassung zwischen dem Küken und dessen Sitz ist, um so
häufiger diese Schwierigkeit auftritt, da offensichtlich der Leitungsdruck sich
auf die gut abgedichtete Schmiermittelkammer nicht auswirken kann.
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Die Erfindung wird ausführlich in Verbindung mit der Zeichnung als
Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Zeichnung
zeigt eine senkrechte Schnittansicht eines Hahns.
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In der Zeichnung bezeichnet io ein Gehäuse mit einem Durchgang i i
für das durch die Leitung fließende Medium. Ebenfalls im Innern des Gehäuses, und
zwar quer zum Duratigang i i, ist eine Bohrung 12 vorgesehen, die einen schrägen
oder kegeligen Sitz für das Küken bildet. Auf dem Sitz 12 befindet sich ein konisches
Küken 13, das mit einem Durchlaß 14 versehen ist, welcher in der Öffnungsstellung
des Hahns mit dem Durchgang i i verbunden ist. Am dünnen Ende des Kükens ist eine
Schmiermittelkammer 16 vorgesehen, während am dicken Ende des Kükens von der Endfläche
des Kükens, den Wänden des Gehäuses und der Deckplatte 18 eine Kammer 17 gebildet
wird. Die Deckplatte i8 wird an ihrem Rand mittels Bolzen und Muttern i9 festgehalten.
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Das Gehäuse io besitzt am dünneren Ende der Kükenkammer eine Verlängerung
21, durch welche eine mit einem Gewinde versehene Bohrung 22 verläuft. Durch diese
Bohrung erstreckt sich eine ebenfalls mit einem Gewinde versehene Kükenwelle 23
in die Kammer 16 am dünnen Ende des Kükens. Die Kükenwelle 23 bildet gegenüber dem
Küken 13 einen besonderen Teil und besitzt einen Ansatz oder eine Verlängerung 24,
die in eine geeignete Ausnehmung am dünnen Ende des Kükens eingepaßt ist. Die Einpassung
ist lose, um ein geringes Spiel oder einen toten Gang zuzulassen. Zweckmäßig kann
auch ein das Drehmoment übertragendes Übergangsstück dazu verwendet werden, um eine
Verbindung zwischen der Kükenwelle und dem Küken herzustellen. Die Kükenwelle 23
besitzt ein leicht laufendes, genau bearbeitetes Gewinde, das im, das Gewinde in
der Wand der Bohrung 22 in der Verlängerung 21 des Gehäuses eingreift. Infolge der
genauen Bearbeitung wird eine sehr enge Fassung der Gewinde erreicht. In der Verlängerung
21 ist eine die Bohrung 22 um-. gebende Ausnehmung 28 vorgesehen, die mit einem
geeigneten Schmiermittel oder einem fasrigen Packungsmaterial gefüllt werden kann,
um so eine zusätzliche Abdichtung für die Kükenwelle des Hahns zu ergeben. Auf der
Verlängerung 21 sind ein oder mehrere nach außen führende Kanäle (nicht gezeigt)
vorgesehen; die mit der Kammer 28 zwecks Zuführung von Schmiermittel oder Packungsmaterial
in Verbindung stehen. Das Küken 13 kann in seinem Sitz mittels des auf geeignete
Weise auf der Kükenwelle 23 befestigten Schneckenrades 26 und mittels der mit dem
Schneckenrad zusammenarbeitienden, auf der Welle 38 befestigten Schnecke 27 in die
Offnungs- oder Schlußstellung gedreht werden. Die Welle wird mittels ,eines damit
verbundenen Handrades (nicht gezeigt) oder mittels einer anderen geeigneten.Vorrichtung
betrieben. Die Verlängerung 2 i des Gehäuses besitzt einen Flansch 29, an welchem
leckagesicher ein Gehäuse 31, wie gezeigt, zur Unterbringung des Kükenantriebs befestigt
ist.
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Um die Sitzflächen des Kükens und desGehäuses mit Schmiermitteln zu
versehen und um zwischen das Küken und seinen Sitz eine Schmiermittelschicht einzuführen,
besitzt die Kükenwelle 23, die aus dem Gehäuse 31 herausragt, eine mit einem Gewinde
versehene Bohrung 32, in welcher eine Schraube 34 angeordnet ist, die einen Schmiermitteldruck
erzeugt. Geeignete Kugelrückschlagventile in Einsätzen 35 in der Bohrung
32 verhindern ein Austreten von Schmiermittel oder des in der Leitung fließenden
Mediums bei einer Entfernung der Schraube zur Neufüllung. Die Bohrung 32 erstreckt
sich durch die ganze Länge der Kükenwelle und schafft so über die Kükenwelle und
die Ausnehmung 25 eine Verbindung mit der Schmiermittelkammer 16 am dünnen Ende
des Kükens. Der Sitz 12 hat zwei diametral gegenüberliegende kurze Verbindungsrinnen
36, die mit der Kammer 16 und mit zwei Paar senkrechten, in der Kükenoberfläche
befindlichen Schmiernuten 38 in Verbindung stehen. Die Nuten 38 sind so auf dem
Küken angebracht; daß sie in der vollständigen Öffnungs- oder Schluß- . stellung
des Kükens mit den Verbindungsrinnen 36 und mit den Enden der das dickere Ende des
Kükens umgebenden Nuten 39 bzw. 41 in Verbindung stehen. Die Nuten 37 stehen bei
jeder Kükenstellung mit der Kammer 16 und mit den Enden der umlaufenden Nuten 39
und 41 am dickeren Ende des Kükens in Verbindung und werden beim Drehen des Hahns
in die Offnungs-bzw. Schlußstellung nicht mit dem Durchgang i i in Verbindung gebracht.
Die Enden der Nuten 39 und 41 können etwa 9o° auseinanderliegen. Um durch den Schmiermitteldruck
zwischen dem Küken und seinem Sitz eine Schmiermittelschicht zu erzeugen, wird die
Schraube 34 in die Kükenwelle hineingedreht, wodurch Schmiermittel in die Kammer
16 und die Nuten 37, 38, 39 und 41 gepreßt und das Küken von seinem Sitz abgehoben
und die Oberfläche des Kükensitzes geschmiert wird.
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Die Abdeckplatte 18 ist in sich elastisch und besteht zweckmäßig aus
einem Stahlschmiedestück oder einem Stahlgußstück geeigneter Dicke. Infolge dieser
Elastizität verformt sie sich bei dem hohen Schmiermitteldruck, wodurch eine Bewegung
des Kükens in senkrechter Richtung erfolgen kann. Beim Nachlassen des Schmiermitteldrucks
geht die Verformung wieder zurück. Es ist nur eine ganz
leichte
Bewegung notwendig, um zur Drehung des Kükens dasselbe von den Sitzflächen leicht
abzuheben. Eine Dichtung 43 aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Material
ist auf einem den Sitz 12 am dicken Kükenende umgebendenVorsprung angebracht. Auf
dieser Unterlage befindet sich eine Membran 44, die zwischen der Dichtung und der
Abdeckplatte 18 eingespannt ist. Die Membran 44 kann einteilig sein, ist jedoch
zweckmäßig aus zwei Platten zusammengesetzt. Die innere der Platten besteht dabei
zweckmäßig aus einer korrosionsbeständigen Legierung, wie z. B. i8-8 rostfreiem
Stahl, und die andere oder äußere Membran aus einem kohlenstoffreichen Stahl mit
den geeigneten physikalischen Eigenschaften. Das Küken hat in seinem dicken Ende
eineAusnehmung 45, in welcher eine Stahlkugel 46 gelagert ist. Zwischen der Kugel
46 und der Membran 44 befindet sich ein Druckkörper 47 mit einer geeigneten Ausnehmung.
Die Ausnehmung 45 kann mit dem Durchlaß 14 des Kükens in Verbindung stehen, oder
aber es kann zweckmäßig eine weitere Bohrung vorgesehen sein, welche die Kammer
17 mit dem Kükendurchlaß 14 verbindet. Dadurch ist die Kammer 17 dem Druck des Leitungsmediums
zugänglich, wodurch die Wirkung des Leitungsdrucks, das Küken in axialer Richtung
zu verschieben, ausgeglichen wird. Die Deckplatte 18 besitzt eine mit einem Gewinde
versehene Bohrung 48 zur Aufnahme der Einstellschraube 49. Die Bohrung ist ausgeweitet,
um dadurch in ihrem Innern einen Rand 5i zu ergeben. In dieser Aussenkung ist eine
Druckscheibe 52 aus Stahl gelagert, welche durch die Einstellschraube 49 gegen die
Membran 44 gedrückt werden kann. Die Einstellschraube 49 kann von einer Sicherungskappenmutter
53 überdeckt sein, die zweckmäßig mit der Deckplatte 18 durch Punktschweißung verbunden
ist, um die Einstellschraube 49 abzuschließen. Wenn die Schraube 49 eingestellt
werden muß, kann die Schweißverbindung von der Kappenmutter mit einem Rohrschlüssel
getrennt werden.
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Unter gewissen Bedingungen, die sich im Betrieb manchmal ergeben,
kann das Küken sich in seinem Sitz verklemmen, so daß es äußerst schwierig oder
sogar unmöglich wird, es durch die abhebende Wirkung des Schmiermitteldrucks zu
lockern. Obgleich die in der Längsrichtung auf das Küken wirkenden Drücke in der
Regel im wesentlichen gleich sind, so daß der Axialdruck des Kükens lediglich eine
Folge unterschiedlicher Grundflächen ist, können doch solche Bedingungen auftreten,
unter denen die Drücke ungleich werden. So kann z. B. .ein verhältnismäßig kleiner
Schmiermittelverlust in der Kammer 16 die Ursache dafür sein, daß der Druck in der
Kammer augenblicklich abfällt oder sich dem Atmosphärendruck annähert, mit dem Ergebnis,
daß der in der Kammer 17 herrschende hohe Druck das Küken im Sitz festklemmt. In
diesem Fall kann das Küken nur schwierig mit Schmiermitteln angehoben werden. Gemäß
der Erfindung wird diese Schwierigkeit dadurch beseitigt, daß man die Kammer 17
durch einen Kanal 55, in dem sich ein Einweg- oder ein Rückschlagventil geeigneter
Konstruktion 56 befindet, direkt mit der Kammer 16 verbindet. Das Ventil 56 besteht
zweckmäßig aus einer Hülse 57, die in dem Kanal 55 eingeschraubt ist und auf einem
Sitz 59 eine Kugel 58 trägt. Das Rückschlagventil 56 ist so angeordnet, daß ein
Fluß von der Kammer 17 zu der Kammer 16 möglich, jedoch ein Schiniermittelfluß von
der Kammer 16 zur Kammer 17 unmöglich ist.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß, wenn der Druck
in der Kammer 16 aus irgendeinem Grund abfällt, das Rückschlagventil 56 den Druck
des durch die Leitung fließenden Mediums aus der Kammer 17 eintreten läßt. Dadurch
findet in der Kammer 16 ein Druckausgleich statt, bevor das Küken sich verklemmen
oder festkeilen kann.