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Verschlußhahn Die Erfindung -bezieht sich auf einen Verschlußhahn
für Füll- oder Austragevorrichtungen druckerfüllter Räume. Das Ein- ,oder Ausbringen
von Stoffen in oder ,aus druckerfüllten Räumen beispielsweise von zu vergasendem
Gut in Vergasungsräume oder aus solchen wurde bisher von schieber-oder kegelförmigen
Verschlußeinrichtungen unter Zwischenschaltung von verschließbaren Zwischenbehältern
vorgenommen. Bei Einrichtungen, die unter hohem Druck stehen, reicht jedoch ein
derartiger Verschluß nicht aus. Das einzufüllende oder auszutragende Material @gelangt
bei schieiberartigen Verschlußringen leicht zwischen die den Abschluß bewirkenden
Flächen und verursacht dadurch einen größeren Verschleiß, deren Folge Undichtigkeiten
sind.
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Es, ist auch bekannt, bei Hochdruckgaserzeugern einen,Kegelverschluß
vorzunehmen, und diesendurch einen von unten. wirkenden hydraulischen Kolben mit
hohem Druck gegen die Dichtungsflächen zu drücken, urn auf diese Weise Staubansätze
zu entfernen und .den Kegel gegen .die Schneidfläche abdichtend ,anzudrücken.
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Eine solche Einrichtung hat jedoch -den Nachteil, daß ,der von denn
Druckmittel beaufschlagte Zylinder in einem von Staub und Gasen erfüllten heißen
Raum angeordnet sein muß. Der ständige Druck .des Verschl.ußkegels gegen die schneidenförmige
Dichtungsfläche
bedingt. ferner auf die Dauer :einen größeren ungleichmäßigen Verschleiß der Dichtfläche.:
Durch die Erfindung wird eine Verschlußeinrichtung geschaffen, bei der die Dichtungsflächen
des Verschlußorgans, .durch das das Gut in die druckerfüllte Einrichtung eingefüllt
oder aus dieser ausr getragen wird, nicht mit dem Gut in Berührung kommen.
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Die Erfindung besteht darin, idaß -als Verschlußörgan ein Hahn dient,
der so ausgebildet ist, daß in dem Hahngehäuse in,der nach dem druckerfüllten Raum
gelegenen Durchgangsöffnung ein diese umgebender, unter der Einwirkung eines pneumatischen
oder hydraulischen Druckmittels stehender Druckring angeordnet ist, .der gegen das
Hahnküken andrückbar ist: Durch eine :solche Ausbildung des Verschlußhahnes ist
ein dauernder Dichtungsdruck -des Druckrings gegen das Küken auch bei einem im Lauf
der Zeit eintretenden Verschleiß gewährleistet.
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Urn diesen dauernden Dichtungsdruck aufrechtzuerhalten, sind gemäß
.der Erfindung :die Lagerzapfen des Kükens mit diesem durch eine ein radiales Ausweichen
des Kükens gestattende Kupplung verbunden.
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Die Erfindung besteht ferner darin, den gegen den Verschlußhahn wirkenden
Dnudkring .mit einer Gummi- oder Weichmetallauflage aws(zurüsten, so daß mit Sicherheit
eine gute Dichtung erzielt wird.
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Weiterhin ist gemäß der Erfindung der Druckring an seiner inneren
und äußeren zylindrischen Führung im Gehäuse durch Dichtungsmittel in dem Gehäuseabgedichtet.
Vorzugsweise (dienen hierzu Manschettenringe.
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Der gegen das Hahnküken -andruckbare Druckring ist ferner durch eine
Ringfläche mit einem weiteren Druckring verbunden, .der durch das Druckmittel in
entgegengesetzter Richtung bewegbar ist und vor Drehung des Kükens den gegen dieses
wirkenden Druckring von diesem abzieht. Dadurch wird die Dichtungsfläche des Druckringes
während .der Drehung des Kükens entlastet, so daß dieses praktisch keinem Verschleiß
unterworfen ist.
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Die Erfindung sieht weiter vor, auch in dem dem druckerfüllten Raum
entgegengesetzten Durchgang des Hahngehäuses einen Druckring anzuordnen, ,der ebenfalls.
mit einer Manschettenringdic'htung ausgerüstet ist. Dieser Druckring -wind dauernd
unter Druck gehalten; steht also- auch während der Drehungdes Kiükens unter Druck,
der aber geringer ist als der Dichtungsidruck -des :eigentlichen, an der Seite des
druckerfüllten Raumes im Gehäuse angeordneten Dchtungsdr.uckringes. Dadurch wird
während der Drehung des Kükens etwa zwischen Küken und Gehäuse gelagerter Feinstawb
abgeschabt: Gemäß der Erfindung ist der Verschlußhahn ferner kugelförmig ausgebildet.-
Eine solche kugelförmige Ausarbeitung sowohl des Kükens als auch des Gehäuses hat
den Vorteil, daß die Verschleiß-Wirkung bei der Drehung des Kükens -sich der ge->samben
Kugelfläche und den (darauf wirkenden Gegenflächen mittelt,während die eigentliche
Ringdichtfläche des auf das Küken wirkenden Dichtungsdruckringes infolge der Zürückziehbarkeit
keinem Verschleiß unterworfen ist. Infolge der Kugelform des Kükens sind die Druckringe
einfache Rotationskörper im Gegensatz zu entsprechen-,den Dichtungen bei einem zylindrischen
Küken.
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Schließlich besteht :die Erfindung noch darin, die ,die Drehung des
Kükens und die den Andruck ,des Druckringes gegen das Küken bewirkenden Druckmittelrbetätigungsein.richtungen
durch eine Steuereinrichtung zwangsläufig so zu betätigen, daß der Druckring erst
nach beendigter Drehung des Kükens .gegen dieses zum Ausdruck kommt.
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Durch entsprechende Zwischenschaltung von ebenfalls mit gemäß der
Erfindung ausgerüsteten Zwischenbehältern ist es somit möglich, einen vollkommen
gasdichten Abschluß bei Einrichtungen, :die mit Hochdruck betrieben werden, zu erzielen.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung
im senkrechten Schnitt dargestellt. In der Zeichnung ist mit z das Küken bezeichnet,
welches kugelförmig ausgebildet und beiderseits bei 2 abgeflacht ist. Das Küken
ist in der Mitte mit einer Bohrung 3 versehen, die den Durchgang für das einzubringende
bzw. auszutragende Gut bildet: In der Zeichnung ist das Küken in der geöffneten
Lage dargestellt. Die Schließstellung des Kükens ist in der Zeichnung mit @strichp.unktierteri
Linien angedeutet. Mit den abgeflachten Seiten 2 des Kükens sind die Lagerzapfen
4, 5 unter Vermittlung einer Kupplung 6 verbunden: Die Kupplung 6 besteht aus einer
sogenannten Kreuzscheibenkupplung, die an der nach Odem Hahnküken gelegenen Seite
eine in eine entsprechende Längsaussparung des Kükens lose eingreifende Leiste 7
hat. Diese Längsaussparung liegt quer zur Richtung des senkrechten Durchganges-
3 des Kükens und gestattet bei einem im Laufe der Zeit eintretenden Verschleiß des
Kükens in dem Gehäuse eine radiale Verschiebung der losen Kupplung 6. ' Die Kupplung
6 ist mit dem Lagerzapfen 4, 5 fest verbunden.
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Das Hfahngehäuse 8 besteht' aus :einem Gußl<örper und hat an dem
nach der- Austrittsseite des Gutes zu dem unter Druck stehenden gaserfüllten Raum
hin einen zylinderförmigen Ansatz 9: Gegen diesen zylinderförmigen Ansatz 9 liegt
ein Druckring io an, der im Querschnitt etwa T-förmig ausgebildet ist und sich mit
seiner Stirnfläche gegen das Kulten z anlegt: Um eine gute Abdiehtung des Druckringes
to gegen Idas Hahnküken zu erzielen., ist die Stirnfläche des Druckringes io mit
einem vorzugsweise aus Buna bestehenden Gummibelag öder einem Weichmetallbelag versehen.
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Um die äußere Mantelfläche des Z.ylinder@ortsatzes 9 des Hähngehäuses
ist einweiterer Druckring rz gelagert, der ebenfalls T-förmig ausgebildet ist und
den Raum zwischen,dem Zylinderfortsutz 9 und einem Zylinderfortsatz 1ß größeren
Durchmessers des Gehäuses 8 ausfüllt. An der Austrittsseite des Gutes ist auf fas
Huhngehäuse eine Ringplatte 13 mittels Schrauben 14 aufgebracht. Die
Ringplatte
13 hat innen einen Zylinderfortsatz 15 der sich an den Durchgang 3 des Kükens anschl.ieß1
und (den, Durchgang 16 zu dem .druckerfüllten RauTr bildet. Der Zylinderfortsatz
15 der Ringplatte 13 bildet die innere Anlagefläche für den Druckring
io. In den so gebildeten Ringräumen zwischen dem senkrechten Steg der Druckringe
io, ii sind. Manschettenringe 17 angeordnet, die eine weitere Abdichtung gegen das
Eindringen von Gasen bilden. Ein weiterer Manschettenring 18 liegt im Bereich der
Verbindungsstelle der Ringplatte 13 mit dem Hahngehäuse B.
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Die Druckringe io, ii sind durch Schrauben i9 mit einer Ringplatte
20 verbunden. Zwischen der Ringplatte 2o, und der ringförmigen Absch lußplatte 13
ist ein freier Raum 21 vorgesehen, (der mit einem Kanal 22 verbunden ist. Der Kanal
22 ist an eine Zuleitung 23 angeschlossen, ,durch die ein hydraulisches Druckmittel
zugeführt wird.
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Zwischen dem Druckring i i und dem Halmgehäuse 8 ist e#benfalts ein
freier Raum 45 vorhanden, .der ,mit einem Kanal a4 verbunden ist. Der Kanal 24 steht
ebenfalls mit einer der Zuführung des hydraulischen Druckmittels dienenden Leitung
25 in Veribindung. An der entgegengesetzten, der Zuführung des Gutes dienenden Seite
ist in dem Hahngehäuse 8 ebenfalls ein Druckring 26 angeordnet, dessen nach dem
Küken gelegene Fläche der Kugelform des Kükens angepaßt ist. Eine mit einem Zylind
erfortsatz 27 versehene Abschlußplatte 28 ist mit dem Hahngehäuse 8 durch Schrauben
29 verbunden. Die A(bschlußplatte 28 umgreift den Druckring mit dem inneren zylinderförmigen
Fortsatz 27, der im wesentlichen den gleichen Durchmesser hat, wie der Durchgang
3 des Kükens i, und einem äußeren Zylinderfortsatz 30.
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Der Druckring 26 ist nach der einen Seite hin verjüngt ausgebildet.
In den -dadurch gebildeten freien. Ringräumen zwischen dem Druckring 26 einerseits.
und. dem inneren und äußeren Zylinderfortsatz 27, 3o der A:hschlußplatte 28 sind
Manschettenringe 31 angeordnet, :durch die ein Gasdurchtritt verhindert wird. Mit,dem
Druckring 26 ist eine Ringplatte 32 durch Schrauben 33 verbunden. Zwischen der Ringplatte
32 und der Verschlußplatte 28 liegt ein freier Ringraum 34, der mit einem Kanal
35 verbunden ist. An den Kanal 35 ist eine Druckmittelleitung 36 angeschlossen.
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Die Lagerzapfen 5 des Hahnkükens sind in Lagerbüchsen 37, 38 gelagert.
Die an der Antriebsseite des Kükens gelegene Lagerbüchse 37 liegt in einem Zylinderteil
39, das mittels. des Flansches 40 und der Sehrauben, 41 mit .dem Hahngehäuse 8 verbunden
ist. In dem Zylinderteil 39 ist zwischen diesem und dem Lagerzapfen 9 eine Stopfbüchse
42 angeordnet. Der Antrieb des Kükens erfolgt von einer aus der Stopfbüchse 42 herausragendien
Verlängerung 43 des Lagerzapfens 4 aus.
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Der gegenüberliegende Lagerzapfen 5 ist von einem Deckel 44 abgeschlossen.
Die Bohrungen des Gehäuses 8, in der die Lagerbüchse 38 einerseits und der Zylinderteil
39 auf der entgegengesetzten Seite andererseits gelagert sind, sind so groß gehalten,
d,aß bei Herausnehmen der Büchse 38 und der Büchse 37 mit dem Zylinderteil 39 die
Kupplungen 6 von dem Hahnküken i abgezogen werden können. Hierauf ist es möglich,
im Bedarfsfalle das Hahnküken i nach Entfernen der Verschlußplatte 28 und des Druckringes
26 nach oben herart'szuz.iehen.
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Durch die Druckmittelzuleitungen 23, 25 und 36 wird; dauernd Druckmittel
zugeführt derart, daß die Druckringe io; 1i,. 26 unter ständigem Druck stehen. Der
Druck auf die beiden Druckringe io, i i ist dabei größer als #der in dem Druckraum
45 herrschende Druck, was sich ohne weiteres aus dem unterschiedlichen Flächendruck
ergibt.
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Wird das Hahnküken i gedreht, so wird die Druckzufuhr durch die Leitung
23 zu :dem Druckraum 21 albgestellt, so #d@aß durch den in dem Druckraum .45 herrschenden
Druck der Druckring io von der Anlage gegen das Hahnküken i zurückgezogen wind..
Damit wird ein Verschleiß der Dichtungsfläche zwischen Küken und Didhbungsauflage
des Druckringes io während der Drehung des Kükens vermieden.
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Um den Rückzug des Druckringes io mit Sicherheit zu erreichen, ist
gemäß der Erfindung die Druckmittelzurd hr zu dem Kolbenzylinder, mittels dessen
die Drehung des Hahnkü kens über die Welle 43 erfolgt, durch ein. Steuerorgan so
von der Druckmittelzufuhr zu dem Druckraum 21 abhängig, daß die Welle 43 erst gedreht
werden kann, wenn das Druckmittel zu dem Druckraum 21 abgestellt ist, wobei sich
selbsttätig nach Beendigung der Drehung des Ha,hikwkens der Druck zu,dem Druckraum
2i wieder herstellt.
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Während der Drehung des Ha!hnlcüken.s bleibt der Druck in dem Druckraum
34, durch den der Druckring 26 gegen das Hahnküken anliegend gehalten wird, aufrechterhalten.