DE897499C

DE897499C - Absperrorgan fuer gasfoermige und fluessige Medien

Info

Publication number: DE897499C
Application number: DEM12150A
Authority: DE
Inventors: Otto Meyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-12-11
Filing date: 1951-12-11
Publication date: 1953-11-23

Description

Absperrorgan für gasförmige und flüssige Medien Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan für gasförmige und flüssige Medien, insbesondere für Druckluftwerkzeuge, mit einem drei oder mehrere elastische Dichtungen tragenden und mit einem Ringraum versehenen Schubrohr, das auf einem mit einer Zwischenwand und mit vor und hinter dieser in der Wandung angeordneten Übertrittsöffnungen versehenen Innenrohr verschiebbar ist.
Bei Absperrorganen dieser Art besteht ein Druckausgleich durch die gleichmäßige Druckbeaufschlagung der an den beiden Enden des Schubrohres angeordneten gleichartigen Dichtungen, es kann daher der öffnungs- oder Absperrschaltvorgang leicht und ohne besonderen Kraftaufwand auch bei größeren Drücken des gasförmigen oder flüssigen Durchströmmediums durchgeführt werden. Bei den bisher bekannten Ausführungen solcher Absperrorgane tritt jedoch durch die Art der Anordnung der mittleren Dichtung bald eine Beschädigung von deren Dichtungslippe auf, so, daß eine einwandfreie Absperrung in der Schließstellung nicht mehr gewährleistet ist. Man hat hierbei das Schubrohr zur Durchführung der Öffnung des Absperrorgans auf dem Innenrohr in :Durchströmrichtung verschoben; dadurch wird die Dichtungslippe der mittleren Dichtung, die sich in Schließstellung über der Zwischenwand des Innenrohres befindet, über die hinter der Zwischenwand befindlichen, dem Abflußende zugewandten Durchtrittsöffnungen geführt und durch die aus dem Ringraum des Schubrohres in .das Abflußende des Innenrohres auftretende Strömung an den Umfang des Innenrohres gepreßt und in die Übertrittsöffnungen hineingedrückt.
Der Schließvorgang erfolgt bei dieser bekannten Anordnung durch Verschieben des Schubrohres entgegen der Strömungsrichtung. Dabei wird die mittlere Dichtungslippe durch die entgegenkommende --Strömung wieder in die Übertrittsöffnungen hineingedrückt und gegen deren Wandungen gestoßen. Es ist verständlich, daß die Dichtungslippen nach kurzer - Betriebsdauer beschädigt werden und ausbrechen und somit keine einwandfreie Abdichtung mehr ermöglichen.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, diese Mängel zu beseitigen und ein einwandfrei arbeitendes Absperrorgan zu schaffen. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Schubrohr zur Durchführung der Öffnungsbewegung zum Zuströmende hin verschiebbar und die Dichtungslippe der mittleren, in Schließstellung die Absperrung bewirkenden Dichtung in Richtung der Öffnungsbewegung angeordnet ist. Hierbei überfährt diese Dichtungslippe während der Verschiebebewegung des Schubrohres zum Öffnen die dem Zuströmende des Innenrohres zugewandten übertrittsöffnungen vom Zuströmraum des Innenrohres und wird durch die hier von innen nach außen fließende Strömung radial nach außen gedrückt. Sie wird also die Kanten der Übertrittsöffnungen gar nicht berühren und keine Möglichkeit zu irgendeiner Beschädigung oder Abnutzung haben. Die mittlere Dichtung wird damit während des Schaltvorganges völlig entlastet, und zwar in gleicher Weise beim Öffnungs- wie auch beim Schließvorgang, während sie in der Schließstellung durch den Druck des Mediums auf ihre Dichtungslippe eine vollständige Absperrung bewirkt. In den übrigen Stellungen wird das Schubrohr nach außen durch die beiden an seinen beiden Enden angeordneten Dichtungen abgedichtet. Diese Dichtungen haben während der Öffnungs- oder Schließbewegungen des Schubrohres keine Öffnungen zu überfahren und sind daher keinen besonderen Beschädigungsmöglichkeiten ausgesetzt.
Die erfindungsgemäße Anordnung sichert somit eine absolute Dichtheit auch bei hoher Schalthäufigkeit. Selbst bei hohen Betriebsdrücken hat sich die erfindungsgemäße Anordnung als sicher und leichtgängig erwiesen. Dadurch, daß keine metallischen Abdichtungsflächen vorhanden sind, sondern die Abdichtung ausschließlich durch die elastischen Dichtungen erfolgt, ist auch bei wasserhaltiger Druckluft die Gefahr der Korrosion ausgeschaltet. Die Dichtungselemente können nicht fressen oder festsitzen, eine besondere Schmierung ist nicht erforderlich. Das Gewicht des ganzen Absperrorgans kann gering gehalten werden, da keine hohen einseitigen Flächendrücke auftreten, sondern ein vollkommener Druckausgleich besteht. Das Schubrohr kann daher auch leicht gehalten und z. B. aus Leichtmetall hergestellt werden. Das Absperrorgan nach der Erfindung ist gegen verunreinigte Druckluft oder Flüssigkeit unempfindlich, da die Übertrittsöffnungen während der Schaltbewegungen von der mittleren Dichtung entlastet werden. Es ergibt sich schließlich auch bei größerer Schalthäufigkeit .eine hohe Lebensdauer.
Die genannten Vorteile fallen insbesondere ins Gewicht gegenüber der bisher üblichen Anordnung eines Absperrhahnes mit drehbar gelagertem- konischem Küken, wie es allgemein insbesondere bei Druckluftweikzeugen verwendet worden ist.
In weiterer erfindungsgemäßer Ausbildung -des Absperrorgans weist das Schubrohr zwischen der mittleren und der dem Auslaufende zugewandten Dichtung einen dem Durchtritt - des Mediums dienenden . Ringraum auf, dessen axiale Begrenzungsflüchen der Strömungsrichtung des überströmenden - Mediums entsprechend abgeschrägt sind. Es ergibt sich somit ein strömungsgünstiger Verlauf des Überströmvorganges. Der Durchflußquerschnitt des Ringraumes ist ferner größer als der Querschnitt der Zufluß- bzw. Abflußbohrung des Innenrohres. Stauungen und eine Erhöhung des Überströmwiderstandes werden dadurch vermieden. Es ist auch zweckmäßig, wenn der Gesamtquerschnitt der zur Achse des Absperrorgans strömungsgünstig spitzwinklig verlaufenden Übertrittsöffnungen in der Wandung des Innenrohres jeweils vor oder hinter der Zwischenwand des Innenrohres größer ist als der Querschnitt der Zufluß- bzw. Abflußbohrung des Innenrohres. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß erfindungsgemäß die Zwischenwand des Innenrohres auf der Zuströmseite und/oder der Abflußseite einen Führungskegel aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt. Es bedeutet Fig. A ein Längsschnitt durch das Absperrorgan in Durchgangsstellung, Fig. B ein Längsschnitt in Schließstellung.
Das Innenrohr i ist an der Zuströmseite mit einem Flansch versehen, der ein Gewinde z trägt. An der Abflußseite ist der Anschlußnippel3 eingeschraubt, der zur Verbindung mit dem Druckluftwerkzeug dient. Das Innenrohr ist durch. die Zwischenwand 7 in den Zuströmraum q. und den Abflußraum 5 unterteilt, welche am Umfang jeweils mehrere übertrittsöffnungen 6 und 16 in Form von Durchbrechungen oder Bohrungen aufweisen. Die Zwischenwand ? ist auf der Zuströmseite mit einem Führungskegel versehen, der entsprechend auch auf der Abflußseite angeordnet sein kann. Die Übertrittsöffnungen 6 und 16 sind der Richtung des Führungskegels angepaßt und verlaufen etwa unter .dem gleichen Winkel wie dieser. Der Gesamtquerschnitt der Öffnungen 6 bzw. der Öffnungen 16 ist dabei zweckmäßigerweise größer als der Querschnitt der Zufluß- bzw. der Abflußbohrung des Innenrohres.
Auf dem Innenrohr i ist ein Schubrohr 8 verschiebbar angeordnet, das einen größeren Ringraum 9 aufweist und mit drei elastischen Dichtungen ro, ii und 12 versehen ist. Diese Dichtungen bestehen vorzugsweise aus einem säureunempfindlichen Gummiring mit einer inneren und einer äußeren Dichtungslippe. Die beiden äußeren Dichtungen ro und i2 sind durch Sprengringe 13 und 15 festgelegt. Die mittlere Dichtung i i lehnt sich gegen die Wandung des Ringraumes 9 an und wird durch den Abstandsring 1q. gegen die äußere Dichtung ro abgestützt. Der Durchflußquerschnitt des Ringraumes 9 ist größer als der Querschnitt der Zufluß- bzw. Abflußbohrung des Innenrohres i.
Die Fig. B zeigt das Absperrorgan in geschlossener Stellung. Das in Pfeilrichtung 17 wirkende, unter Druck stehende Medium wird in dieser Stellung durch die Dichtung io gegen. die Atmosphäre und durch die mittlere Dichtung i i gegen den Abflußraum 5 abgeschlossen.
Zum Öffnen wird das Schubrohr 8 entgegen der durch Pfeil 17 gekennzeichneten Strömungsrichtung zum Zuströmende hin verschoben. Da die Dichtungen io, ii und 12 gleiche Querschnitte aufweisen, herrscht nach beiden axialen Richtungen hin der gleiche Druck und infolge des völligen Druckausgleiches kann das Schubrohr 8 auch bei hohen Drücken des Durchströmmediums leicht von Hand verschoben werden. Während des öffnungsvorganges durch Verschieben des Schubrohres 8 entgegen der Pfeilrichtung 17 wird die mittlere Dichtung i1 über die Übertrittsöffnungen6 hinweg bewegt. Dabei wird die innere Dichtungslippe dieser Dichtung durch das aus dem Zuströmraum q. in die Übertrittsöffnungen 6 eintretende Druckmedium radial nach außen gedrückt und damit vom äußeren Umfang des Innenrohres abgehoben. Die Kanten der übertrittsöffnungen werden daher durch die innere Dichtungslippe der Dichtung i i gar nicht berührt und können also diese nicht beschädigen. Das <Druckmedium tritt in der Öffnungsstellung in den Ringraum 9 des Schubrohres 8 ein und verläßt diesen durch die übertrittsöffnungen 16 zum Abflußraum 5 hin in Pfeilrichtung 18 zum Druckluftwerkzeug. Durch das Abheben der Dichtungslippe der Dichtung i i wird diese somit während des Schaltvorganges völlig entlastet, so daß ihre Reibung am Umfang des Innenrohres praktisch ausgeschaltet ist.
Die gleiche entlastende Wirkung tritt auch während des Schließvorganges durch Verschieben des Schubrohres in der entgegengesetzten Richtung ein. Die Lippe der Dichtung i i dichtet erst dann ab, wenn sie rückläufig die Übertrittsöffnungen 6 vollständig überlaufen hat und sich auf der Zwischenwand 7 des Innenrohres abstützt. Diese Dichtung i i wird also während des Schaltvorganges entlastet und wirkt abdichtend nur in ruhender Lage in der Schließstellung nach Fig. B. Sie hat daher keine merkliche Abnutzung und gewährleistet somit eine hohe Lebensdauer auch bei großer Schalthäufigkeit.
Die beiden äußeren Dichtungen io und 12 dichten in bekannter Weise ab und sind keinem besonderen Verschleiß ausgesetzt, da sie nur auf dem glatten Umfang des Innenrohres verschoben werden und keinerlei Öffnungen zu überlaufen haben. Praktische Versuche haben ergeben, daß auch bei höheren Betriebsdrücken bis zu 5o atü die Schaltvorgänge ohne nennenswerten Kraftaufwand noch leicht von Hand vorgenommen werden können.
Bei Beendigung der Verschiebung des Schubrohres 8 zum Öffnen kann dieses durch kurzes Eingreifen in das Gewinde :2 des Endflansches des Innenrohres i in der Öffnungsstellung arretiert werden, so daß ein unbeabsichtigtes Schließen verhindert wird.
Das Absperrorgan gemäß der Erfindung kann für Druckluft oder andere gasförmige Medien und S.attdampf sowie auchfürFlüssigkeiten,wieWasser, Säuren, Öl u. a., mit gleichem Erfolg verwendet werden. Demgemäß beschränkt sich seine Anwendung durchaus nicht auf Druckluftwerkzeuge, sondern es kann für die verschiedensten Zwecke eingesetzt werden, wo eine Absperrung solcher Medien ohne besonderen Kraftaufwand erforderlich ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Absperrorgan für gasförmige und flüssige Medien insbesondere für Druckluftwerkzeuge, mit einem drei oder mehrere elastische Dichtungen tragenden und mit einem Ringraum versehenen Schubrohr, das auf einem mit einer Zwischenwand und mit vor und hinter dieser in der Wandung angeordneten übertrittsöffnungen versehenen Innenrohr verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schubrohr (8) zur Durchführung der Öffnungsbewegung zum Zuströmende hin verschiebbar und die Dichtungslippe der mittleren, in Schließstellung die Absperrung bewirkenden Dichtung (i i) in Richtung der Öffnungsbewegung angeordnet ist.
2. Absperrorgan nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Schubrohr (8) zwischen der mittleren (ii) und der dem Abflußende zugewandten Dichtung (12) einen dem Übertritt des Mediums dienenden Ringraum (9) aufweist, dessen axiale Begrenzungsflächen der Strömungsrichtung des überströmenden Mediums entsprechend abgeschrägt sind.
3. Absperrorgan nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußquerschnitt des Ringraumes (9) größer ist als der Querschnitt der Zufluß- bzw. der Abflußbohrung des Innenrohres (i). q.. Absperrorgan nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Durchflußquerschnitt der zur Achse des Absperrorgans strömungsgünstig spitzwinklig verlaufenden Übertrittsöffnungen (6 bzw. 16) größer ist als der Querschnitt der Zuström-bzw. Abflußbohrung des Innenrohres. 5. Absperrorgan nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (7) des Innenrohres (i) auf der Zuströmseite und/oder der Abflußseite einen Führungskegel aufweist. 6. Absperrorgan nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (i) einen Flansch mit Gewinde (2) trägt, durch den das Schubrohr (8) in der geöffneten Stellung arretierbar ist.