DE3111835A1 - Stop valve made of a material which is difficult to work - Google Patents

Abstract

Valves, which are subjected to heavy wear during operation, are plated with highly resistant and/or corrosion-resistant material to achieve high service lives. Moreover, valves are known which are fully manufactured from a ceramic or other wear-resistant material. Their hardness makes these materials difficult to work during shaping of the valves, however. In order to circumvent the above disadvantages, it is proposed according to the invention to compose valves with flow restrictors from individual disc-shaped parts which are releasably connected to one another. The outer shape of the flow-restricting body can therefore be made to approximate the desired shape by gradating the individual diameters of the parts. Subsequent working is made unnecessary or is considerably reduced.

Description

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HTit.a · τμ.ιογ ■ \:««.·;«»71 /7β Hannover, den 23.03.1981HTit.a · τμ.ιογ ■ \: ««. ·; «» 71 / 7β Hanover, March 23, 1981

3(K)O 1IANN(JVKK 13 (K) O 1IANN (JVKK 1

Betr.: D 317/A/Bs - Anmelder: HerrRe: D 317 / A / Bs - Applicant: Mr.

Achim Daume Engenser Weg 1 3006 Burgwedel 1Achim Daume Engenser Weg 1 3006 Burgwedel 1

Absperrventil aus schwer bearbeitbarem Material Stop valve made of difficult to machine material

Die Erfindung betrifft ein aus schwer bearbeitbarem Material bestehendes Absperrventil mit einem Drosselkörper für starken Verschleiß verursachende strömende Medien, insbesondere für Medien mit hohem Druckabfall, hoher Strömungsgeschwindigkeit, hoher Temperatur, mit Festkörperanteilen, z. B. Schwebstoffen u.dgl.The invention relates to a shut-off valve made of difficult to machine material with a throttle body for flowing media that cause heavy wear, especially for media with a high pressure drop, high flow rate, high temperature, with solids, e.g. B. suspended matter and the like.

Einem starken Verschleiß unterliegende Ventile werden zur Erzielung hoher Standzeiten mit Panzermaterial versehen. Die Ventile bestehen aus einem Grundmaterial und erhalten an den dem starken Verschleiß unterliegenden Bereichen '»ine Panzerung aus einem Material großer Härte, entweder aus Metall oder in neuerer Zeit auch aus Keramik. Bekannt sind ferner vollständig aus Keramik gefertigte Ventile.Valves that are subject to heavy wear are made of armor material in order to achieve a long service life Mistake. The valves consist of a base material and are preserved on those subject to heavy wear Areas of armor made from one material great hardness, either made of metal or, more recently, also made of ceramic. Are also known completely from Ceramic manufactured valves.

In vielen Fällen sind Absperrventile mit einem Drosselteil versehen, der nach dem Abheben des Ventils von seinem Sitz mit diesem einen ringförmigen freien Durchströmquerschnitt bildet. Der Durchströmquerschnitt kann in Abhängigkeit von der Form des Drosselkörpers verändert werden. Das Maß der Veränderung ist eine Funktion der Form des Drosselkörpers.In many cases, shut-off valves are provided with a throttle part, which is activated after the valve has been lifted off from its seat with this forms an annular free flow cross-section. The flow cross-section can be changed depending on the shape of the throttle body. The degree of change is a function of the shape of the throttle body.

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So gibt es Drosselkörper in Form von Paraboloiden, von Zylindern, Kegelstümpfen, zylindrischen Hohlkörpern mit radialen Öffnungen u.dgl. Ziel der Drosselkörper ist es, Strömungsenergie zu vernichten. Die angestrebte Energievernichtung hat mannigfache Ursachen, die hier nicht näher erläutert zu werden brauchen. Bei der Energievernichtung entstehen häufig Zonen, die einem besonderen Verschleiß unterliegen, beispielsweise durch '-.ohr hohe V>% römurig:ujo:;ohwindi gkoiten , Kavitation, mechanische Erosion durch mit Hartstoffpartikeln durchsetzten Medien u.dgl. Auch die Temperatur und die chemische Zusammensetzung des Stoffstromes spielen hiorbei oino iM-'heblieho K'ollo. So gibt es Ventile, deren Drossel körper bereits nach wenigen Tagen unbrauchbar werden und ständig gewechselt werden müssen» Der Austausch ist mit entsprechenden Betriebsausfällen verbunden, abgesehen von den Kosten für die ständige Erneuerung dieser Armaturenteile. Um den Verschleiß in Grenzen zu halten, sind nicht nur gepanzerte Ventile eingesetzt worden, sondern.solche, die vollständig aus Keramik oder auf; einem anderen hochverschleißfesten Material gefertigt wurden. Durch ihre Härte "—' haben dies»¹ Stoffe jedoch gleichzeitig den NachteilThere are throttle bodies in the form of paraboloids, cylinders, truncated cones, cylindrical hollow bodies with radial openings, etc. The aim of the throttle body is to destroy flow energy. The desired energy destruction has many causes, which do not need to be explained in more detail here. When energy is destroyed, zones are often subject to particular wear and tear, for example due to high V>% Roman: ujo:; ohwindi gkoiten, cavitation, mechanical erosion due to media interspersed with hard material particles, etc. Also the temperature and the chemical The composition of the stream of matter plays a part in oino iM-'heblieho K'ollo. There are valves, for example, whose throttle bodies become unusable after a few days and have to be constantly replaced. ”The replacement is associated with corresponding operational failures, apart from the costs for the constant renewal of these valve parts. In order to keep the wear within limits, not only armored valves have been used, but.solche that are made entirely of ceramic or on; another highly wear-resistant material. Through their hardness "- but 'have the" ¹ substances simultaneously the disadvantage

einer sehr schwierigen Bearbeitbarkeit. Bohrungen u.dgl. sind nur mit Hilfe von diamantbestückten Werkzeugen herstellbar. Da die Drosselkörper jeder Anlage angepaßt sein müssen, ist eine große Vielfalt mit sehr geringen Stückzahlen, teilweise mit Einzelstücken notwendig. Aus diesem Grunde ist der Einsatz von Ventilen mit· Drosselkörpern aus Keramik und anderen hochverschleißfes'ten Stoffen für derartige Einzelteile oder geringen Stückzahlen nur sehr schwer möglich.a very difficult machinability. Drilling and the like are only possible with the help of diamond-tipped tools manufacturable. Since the throttle body must be adapted to each system, there is a great variety with very small numbers, sometimes with individual pieces necessary. This is the reason why valves are used with throttle bodies made of ceramic and other highly wear-resistant materials for such individual parts or small quantities only possible with great difficulty.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß der Einsatz für alle Anwendungsfälle wirtschaftlich ist. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch die in dem nachfolgendem Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aus. Weitere Merkmale im Sinne einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention has for its object to design a valve of the type mentioned so that the Use for all applications is economical. The solution according to the invention is characterized by in the following claim 1 specified features. Further features in the sense of an advantageous Embodiments of the invention are specified in the subclaims.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen:In the drawing, three exemplary embodiments of the invention are shown schematically and below explained. Show it:

Figur 1 ein Absperrventil mit einem Drosselkörper,dessen Einzelteile einen zylindrischen Außenmaritel haben,Figure 1 shows a shut-off valve with a throttle body, its individual parts have a cylindrical outer maritel,

Figur 2 einen Drosselkörper, dessenFigure 2 a throttle body, the

Einzelteile kegelstumpfförmig ausgeführt sind, undIndividual parts frustoconical are executed, and

Figur 3 ein Ventil mit einem Drosselkörper, dessen Einzelteile aus zylindrischen Ringen mit radialen Durchtrittsöffnungen bestehen.Figure 3 shows a valve with a throttle body, the individual parts of cylindrical rings with radial openings exist.

In der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.In the drawing, the same parts are provided with the same reference numbers.

Das Abschlußteil 1 mit einer kegel stumpfförmigenThe end part 1 with a truncated cone

Sitzfläche 2 ist über ein bolzenförmiges Spannteil 3 mit einzelnen zylindrischen Scheiben'4 fest verbunden. Zu diesem Zweck greift das Spannteil 3 mit einem Schraubgewinde 5 in den Ventilschaft 6.Seat 2 is via a bolt-shaped clamping part 3 firmly connected with individual cylindrical disks'4. For this purpose, the clamping part 3 engages with a Screw thread 5 in the valve stem 6.

Zwischen dem an den Ventilschaft 6 grenzenden Bereich des Abschlußteils 1 und dem Ventilschaft 6 selbst ist ein Aufnahmeraum 7 für Federelemente 8 gebildet. Die Federelemente bestehen vorzugsweise aus mehreren Graphitpackungen, die gleichzeitig als Dichtung am Abschlußteil wirken.Between the region of the closing part 1 adjoining the valve stem 6 and the valve stem 6 itself a receiving space 7 for spring elements 8 is formed. The spring elements preferably consist of several Graphite packings, which also act as a seal on the end part.

Der Kopf 9 des bolzenförmigen Spannteils 3 zeigt eine Fläche in Form eines Paraboloid. Die Durchmesser und Stärken sind so gewählt, daß die Kanten 10 der einzelnen Scheiben eine fiktive paraboloidische Fläche 11 annähernd begrenzen. Die Toträume 12 zwischen der Paraboloidflache 11 und den Außenflächen der Scheiben 4 sorgen für eine erhebliche Strömungsverwirbelung und damit zur Energievernichtung. Die Auswahl der einzelnen Scheiben ergibt also näherungsweise die Form eines Paraboloiden.The head 9 of the bolt-shaped clamping part 3 shows a surface in the form of a paraboloid. The diameter and Thicknesses are chosen so that the edges 10 of the individual panes form a fictitious parabolic surface 11 approximately limit. The dead spaces 12 between the Paraboloid surface 11 and the outer surfaces of the discs 4 ensure a considerable flow turbulence and thus the destruction of energy. The choice of individual disks thus approximately result in the shape of a paraboloid.

Das eingebaute Federelement sorgt dafür, daß bei einer Dehnung des Spannteils 3 infolge Temperaturschwankungen das gesamte Paket mit den Teilen 1, 3, 4 und 9 die nötige Anpreßkraft aneinander behalten kann, auch wenn die Ausdehnungsdifferenzen zwischen den scheibenförmigen Teilen und dem Spannteil erheblich sind.The built-in spring element ensures that when the clamping part 3 expands as a result of temperature fluctuations keep the entire package with parts 1, 3, 4 and 9 the necessary contact pressure against each other can, even if the expansion differences between the disc-shaped parts and the clamping part are considerable are.

Hei <lor Aut;führurigyforiri nach Figur ;' sind scheibenförmige Drosselkörperteile 13 mit kegelstumpfförmigenHei <lor Aut; Führurigyforiri according to figure; ' are disc-shaped Throttle body parts 13 with frustoconical

Außenflächen eingesetzt. Dadurch ergibt sich, sofern gewünscht, eine Gesamtfläche, die einem Paraboloiden angenäherter ist, als die Ausführungsform gemäß Figur 1.Outside surfaces used. If desired, this results in a total area that resembles a paraboloid is more approximate than the embodiment according to Figure 1.

Der Drosselkörper bei der Ausführungsform nach Figur 3 besteht aus zylindrischen Ringscheiben 14. Zusammengesetzt ergibt sich also ein Drosselkörper in Form eines Hohlzylinders, dessen Wand von mehreren radialen Drosselöffnungen 15 unterschiedlichen Durchmessers durchsetzt ist.The throttle body in the embodiment according to FIG. 3 consists of cylindrical annular disks 14. When put together, there is a throttle body in the form of a hollow cylinder, the wall of which is made up of several radial throttle openings 15 of different diameters is penetrated.

Zusätzlich ist das Sparmteil 3 mit einem scheibenförmigen Kopf 16 versehen, in dem sich gleichfalls mehrere axial gerichtete Durchtrittsöffnungen 17 befinden, um die durch die Öffnungen 15 beispielsweise eintretende Strömung axial nach unten austreten zu lassen.In addition, the saving part 3 with a disk-shaped Head 16 provided, in which there are also several axially directed passage openings 17 are located in order to exit the flow entering through the openings 15, for example, axially downward allow.

Auch die letztgenannte Ausführungsform gestattet eine Anpassung des Drosselkörpers an die jeweiligen gewünschten Verhältnisse· durch eine geeignete Wahl der Scheibenstä'rken in Verbindung mit unterschiedlich großen Durchtrittsnffnungen 15, die auch in ihrer Anzahl schwanken können. Gleichzeitig kann mit diesem Drosselkörper durch eine Ausführung der Scheiben mit kegel st. umpi'förmi gen Außenflächen eine weitere Abweichung erreicht werden, die jedoch zeichnerisch nicht dargestellt ist.The last-mentioned embodiment also allows the throttle body to be adapted to the respective desired ratios · by a suitable choice of the disc thicknesses in connection with different large passage openings 15, which are also in their number may vary. At the same time with this throttle body by an execution of the Discs with cone st. umpi'förmi gene outer surfaces a further deviation can be achieved, but this is not shown in the drawing.

Gleichermaßen können die Scheiben 13 gemäß Figur 2 so variiert werden, daß Paraboloide unterschiedlicher Charakteristiken entstehen.The disks 13 according to FIG can be varied in such a way that paraboloids of different characteristics arise.

Während die Herstellung einteiliger Drosselkörper mit den gewünschten Abmessungen und Gestaltungen in Anpassung an die jeweiligen speziellen Verhältnisse sehr -schwierig ist und bei kleinen Stückzahlen kaum einen wirtschaftlichen Einsatz gestattet, besteht nunmehr die Möglichkeit, durch eine Auswahl geeigneter Standardteile und deren entsprechende Zusammensetzung die Drosselkörper wirtschaftlich herzustellen.During the manufacture of one-piece throttle bodies with the desired dimensions and designs in adaptation is very difficult due to the respective special conditions and hardly with small quantities If economic use is permitted, there is now the option of selecting suitable ones Standard parts and their corresponding composition to produce the throttle body economically.

Auf diese Weise ist es möglich, Ventil und Drosselkörper für alle speziellen Einsatzfälle mit Standzeiten zu schaffen, die um ein vielfaches über denen bisher bekannter gepanzerter Ventile mit Drosselkörpern liegen.In this way it is possible to use the valve and throttle body for all special applications To create service lives that are many times higher than those of previously known armored valves with throttle bodies lie.

- Patentansprüche - 1 -- Claims - 1 -

Claims (8)

- 1 Patentansprüche - 1 claims 1 . )J Aus Keramik oder einem anderen hochverschleißfestem Material bestehendes Absperrventil mit einem Drosselkörper für einen starken Verschleiß verursachende strömende Medien, insbesondere für Medien mit einem hohen Druckabfall, hoher Temperatur und hoher Strömungsgeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper aus lösbar miteinander verbundenen,scheibenförmigen Einzelteilen (4, 13» 14) zusammengesetzt ist.1 . ) J Shut-off valve made of ceramic or another highly wear-resistant material with a throttle body for flowing media that cause heavy wear, in particular for media with a high pressure drop, high temperature and high flow velocity, characterized in that the throttle body consists of detachably interconnected, disc-shaped individual parts ( 4, 13 »14) is composed. 2.) Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben und das die Dichtkante (2) aufweisende Abschlußteil (1) durch ein Spannstück (3) mit dem Ventilschaft verbunden sind.2.) Valve according to claim 2, characterized in that the discs and the sealing edge (2) having terminating part (1) are connected to the valve stem by a clamping piece (3). 3.) Ventil nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannstück ein Schraubbolzen eingesetzt ist.3.) Valve according to claims 1 and / or 2, characterized characterized in that a screw bolt is used as a clamping piece. 4.) Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abschlußteil und dem Ventilschaft (6) ein Federelement (8) eingesetzt ist.4.) Valve according to one or more of claims 1-3, characterized in that between the terminating part and a spring element (8) is inserted into the valve stem (6). b ·) Ventil nach einem oder¹ mehreren der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Graphitpackung als Federelement dient.· b) valve according to one or more of claims ¹ 1 to 4, characterized in that a graphite packing serves as a spring element. 6.) Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Drosselteile die Form von Kegelstümpfen auf-6.) Valve according to one or more of claims 1-5, characterized in that the disc-shaped Throttle parts take the shape of truncated cones- weisen. ■point. ■ 7.) Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben ringförmig mit radialen Drosselöffnungen (15) ausgebildet sind.7.) Valve according to one or more of claims 1-5, characterized in that the discs are annular are formed with radial throttle openings (15). 8.) Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper aus Scheiben unterschiedlichen Durchmessers, unterschiedlicher Stärken und mit unterschiedlichen Formen der.Außenfläche zusammengesetzt sind.8.) Valve according to one or more of the claims 1 - 7, characterized in that the throttle body made of disks of different diameters, different Thicknesses and with different shapes of the.external surface are composed.