DE3627328A1

DE3627328A1 - Flow restrictor with wear protection

Info

Publication number: DE3627328A1
Application number: DE19863627328
Authority: DE
Inventors: Achim Daume
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1988-02-18

Abstract

The invention relates to a plug or ball cock with a flow restrictor. The flow restrictor (1.1) has a recess (7) into which is inserted a wear-resistant insert (8). The insert (8) is spring-loaded and sealed off by a seal (9). The insert can furthermore be adjusted by a worm screw (11) via a thrust ring (10). The result is low wear and the prevention of blockage by deposited solids. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Kücken- oder Kugelhahn mit einem Drosselkörper nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Drosselkörper sind trommel- oder kugelförmige Rotations körper, bzw. Kücken oder Schaltkugeln mit einer Querboh rung. Kücken- oder Kugelhähne aus Metall unterliegen häu fig grossem Verschleiss, insbesondere bei abrasiven Stoff strömen. Die Abrasion tritt dabei an der dem Stoffstrom zugewandten Seite des Drosselkörpers auf. Um einen früh zeitigen Ausfall derartiger Drosselkörper, bzw. der Küc ken- oder Kugelhähne zu verhindern, wurden die Drosselkör per und gegebenenfalls auch die Gehäuse aus Keramik gefer tigt. Das Anfertigen von keramischen Bauteilen in dieser Grösse unterliegt jedoch nicht unerheblichen technischen Problemen und ist auf Grund der relativ teuren Rohmateria lien auch sehr kostenungünstig.The invention relates to a cock or ball valve a throttle body according to the preamble of claim 1. Throttle bodies are drum or spherical rotations body, or chicks or switching balls with a cross boh tion. Chick or ball valves made of metal are often subject large wear, especially with abrasive material stream. The abrasion occurs on the material flow facing side of the throttle body. To be early early failure of such throttle bodies, or the Küc to prevent ken- or ball valves, the throttle body by and, if necessary, the ceramic housing does. The manufacture of ceramic components in this However, size is subject to not insignificant technical Problems and is due to the relatively expensive raw material lien also very inexpensive.

Abrasive Stoffströme haben ferner die unangenehme Eigen schaft, dass ihre Feststoffe (Verunreinigungen usw.) bei Strömungsstillstand ausfallen und sich absetzen. Hohlräume können somit auch zugesetzt werden. Die abgesetzten Fest stoffe kleben dann nach einer gewissen Zeit zusammen, so dass schliesslich das Kücken oder die Schaltkugel bei Be tätigung blockiert ist. Um dieses Blockieren, bzw. ein Verkleben des Drosselkörpers mit dem Gehäuse zu vermeiden, gab man den Teilen zueinander viel Spiel, um ein schnelles Zusammenkleben zu vermeiden. Dadurch kann es jedoch zu Be ginn der Nutzung des Hahnes zu einem unerwünschten Schla gen kommen. Ausserdem ist das Abdichten derartiger Dros selkörper fast nicht möglich, wodurch diese zum Lecken neigen.Abrasive material flows also have the unpleasant nature that their solids (impurities, etc.) Flow standstill fail and settle. Cavities can also be added. The deposed feast fabrics then stick together after a certain time, so that finally the chick or the switching ball at Be activity is blocked. To block this, or a To avoid sticking the throttle body to the housing, the parts were given a lot of play to each other in order to Avoid sticking together. However, this can lead to Be start using the tap to an undesirable sleep come. In addition, the sealing of such Dros Sel body almost impossible, which makes them lick tend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kücken oder eine Schaltkugel, bzw. einen Drosselkörper so zu gestal ten, dass dieser preiswert hergestellt werden kann, hoch verschleissfest ist, dicht schliesst und ein Blockieren vermeidet, ohne einen der oben erwähnten Nachteile aufzu weisen.The invention has for its object a chick or to design a switching ball or a throttle body high that this can be manufactured inexpensively is wear-resistant, closes tightly and blocks avoids without having any of the disadvantages mentioned above point.

Die Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, dass der Drosselkörper einen segmentförmigen Einsatz aufweist, der in einer kongruenten Ausnehmung im Bereich der Durchgangsbohrung des Drosselkörpers angeordnet ist.The solution to the task is characterized from that the throttle body has a segment-shaped insert has in a congruent recess in the area the through hole of the throttle body is arranged.

Durch die Erfindung ist es somit möglich, den Bauteil, der insbesondere dem Verschleiss unterliegt, auszuwechseln, indem man einen verschlissenen Einsatz gegen einen neuen austauscht, ohne den gesamten Hahn demontieren zu müssen. Der Einsatz weist ebenso eine Durchgangsbohrung auf, die die Fortsetzung der Durchgangsbohrung durch den Drossel körper darstellt, wenn dieser in die Offenstellung ge bracht wurde.The invention therefore makes it possible to construct the component subject to wear and tear in particular, by putting a worn out bet against a new one exchanges without having to dismantle the entire tap. The insert also has a through hole, the the continuation of the through hole through the throttle represents body when it is in the open position was brought.

In den Kennzeichen der Patentansprüche 2 bis 13 sind wei tere erfindungsgemässe Ausgestaltungen beschrieben.In the characterizing part of claims 2 to 13 are white tere embodiments according to the invention described.

Daraus ergeben sich folgende Vorteile: das Merkmal des An spruches 2 verhindert ein frühzeitiges Zusetzen, bzw. Blockieren des Hahnes bei Ablagerungen aus den Stoffströ men. Durch das Merkmal des Anspruches 3 wird eine beson ders gute Verschleissfestigkeit gewährleistet, die die Le bensdauer eines Hahnes derartig erhöht, dass unter Um ständen ein Austauschen des Einsatzes überhaupt überflüs sig wird. Um günstige Strömungsverhältnisse für bestimmte Stoffgruppen zu erzielen, kommen die Merkmale der Ansprü che 4 und 5 in Frage, die darüberhinaus ein grossflächiges Verkleben von Feststoffen verringern. Der Effekt des An spruches 2 wird durch die Merkmale des Anspruches 6 noch verbessert, wobei sich vorteilhafterweise ein stets dich ter Abschluss zwischen dem Gehäuse und dem Drosselkörper ergibt und dadurch Leckverluste hintangehalten werden. Die federnde Lagerung kann dabei durch eine Feder oder auch nur durch federnd wirkendes Material herbeigeführt sein.This has the following advantages: the characteristic of the To saying 2 prevents premature clogging or Block the tap in the event of deposits from the material flows men. The feature of claim 3 is a special ensures good wear resistance, which the Le life of a cock increased in such a way that under Um an exchange of the insert would be superfluous at all sig. To favorable flow conditions for certain To achieve groups of substances, the characteristics of the claims come che 4 and 5 in question, which also a large area Reduce sticking of solids. The effect of the An award 2 is still by the features of claim 6 improved, whereby advantageously always you ter termination between the housing and the throttle body results in leakage losses. The resilient mounting can be by a spring or only be brought about by spring-acting material.

Die Dichtung gemäss dem Kennzeichen des Anspruches 7 ver hindert, dass der Stoffstrom die Aussenfläche des einge legten Einsatzes umströmt. Die Dichtung kann gemäss An spruch 8 aus Kunststoff oder gemäss Anspruch 9 aus elasti schem Graphit bestehen, wobei der Kunststoff eine relativ billige Lösung ist, der elastische Graphit darüberhinaus den Vorteil hat, dass er temperaturbeständig (bis +600 Grad Celsius), korrosionsbeständig und dauerelastisch ist. Die Merkmale des Anspruches 10 ermöglichen in erfindungs gemässer Weise das Nachstellen des Einsatzes, so dass selbst bei einem Verschleiss des Gehäuses des Hahnes der Einsatz und damit die Durchgangsbohrung immer optimal an liegen, wodurch ebenfalls Leckverluste vermieden werden können.The seal according to the characterizing part of claim 7 prevents the material flow from entering the outer surface of the placed around the insert. According to An saying 8 of plastic or according to claim 9 of elasti chemical graphite, the plastic being a relative cheap solution is, the elastic graphite moreover has the advantage that it is temperature resistant (up to +600 Degrees Celsius), is corrosion-resistant and permanently elastic. The features of claim 10 enable fiction according to the adjustment of the insert, so that even if the valve body wears out Use and thus the through hole always optimal lie, which also prevents leakage can.

Das Verhindern der Leckverluste kann darüberhinaus in re duziert werden, so dass auch bei geschlossenem Kugelhahn ein Leckverlust zwischen dem Einsatz und der Ausnehmung sicher verhindert ist. Durch das Merkmal des Anspruches 12 wird nur wenig Dichtungsmaterial benötigt.The prevention of leakage losses can also in re be reduced so that even when the ball valve is closed a leakage loss between the insert and the recess is safely prevented. By the feature of claim 12 little sealing material is required.

Die Merkmale des Anspruches 13 verstärken den Effekt des Verhinderns von Blockieren, Verkleben usw. des erfindungs gemassen Kücken- oder Kugelhahnes.The features of claim 13 enhance the effect of Preventing blocking, sticking, etc. of the invention measured cock or ball valve.

An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung beispielhaft näher verdeutlicht werden. Es zeigen dabei die Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Kückenhahn herkömmli cher Bauart;The invention is to be illustrated in more detail by way of example with reference to the drawings. These show the Figure 1 is a longitudinal section through a cher Kücken Hahn herkömmli type.

Fig. 2 ein Kücken herkömmlicher Bauart; Fig. 2 is a chick of a conventional type;

Fig. 3 das Kücken aus Fig. 2 um 90 Grad um die Achse 3 ge dreht; Fig. 3 rotates the chick from Figure 2 by 90 degrees around the axis 3 ;

Fig. 4 ein die Erfindung betreffendes Detail an einem Küc kenkörper; Fig. 4 shows a detail of the invention on a Küc body;

Fig. 5 das erfindungsgemässe Segment; Fig. 5, the inventive segment;

Fig. 6 eine erfindungsgemässe Lösungsvariante des Hahnküc kens; und Fig. 6 shows an inventive variant of the Hahnküc kens; and

Fig. 7 eine Schaltkugel (wie sie an Kugelhähnen eingebaut ist) mit eingelegtem Segment. Fig. 7 is a switching ball (as it is installed on ball valves) with an inserted segment.

In der Fig. 1 ist ein tonnenförmiges Kücken 1 mit einer Durchgangsbohrung 2 senkrecht zur Drehachse 3 dargestellt. Die Drehachse 3 ist jene Aches, um die das Kücken 1 ge dreht werden kann, um es von einer offen in die Geschlos senstellung oder umgekehrt zu bringen. Das Kücken 1 ist in einem Gehäuse 4 des Kückenhahnes untergebracht und mit ei nem Deckel 5 nach oben abgeschlossen. Ein Entfernen des Deckels 5 würde das Herausnehmen des Kückens 1 erlauben. Das Gehäuse 4 sowie der Deckel 5 sind nachfolgend der Ein fachheit halber nicht mehr dargestellt. Das Kücken 1 weist darüberhinaus eine Schaltwelle 6 auf, an der mittels ge eigneter nicht dargestellter Vorrichtung das Kücken ver dreht werden kann. Der Einfachheit wegen sind nachfolgend nur noch der Erfindung dienende Details, wie Kücken, Schaltkugel, bzw. Einsatz dargestellt.In FIG. 1, a barrel-shaped chicks 1 is shown with a through bore 2 perpendicular to the axis of rotation 3. The axis of rotation 3 is the axis by which the chick 1 can be rotated to bring it from an open position to the closed position or vice versa. The chick 1 is housed in a housing 4 of the cock and is closed with a lid 5 at the top. Removing the cover 5 would allow the chick 1 to be removed. The housing 4 and the cover 5 are no longer shown for the sake of simplicity. The chick 1 also has a control shaft 6 on which the chick can be rotated ver by means of a suitable device, not shown. For the sake of simplicity, only details that serve the invention, such as chicks, switching ball or insert, are shown below.

Aus der Fig. 2 ist das herkömmliche Kücken nach Fig. 1, aus Fig. 3 dasselbe Kücken in der Seitenansicht ersichtlich.From Fig. 2, the conventional chicken 1 is shown in FIG., From FIG. 3 is the same chick in the side view seen.

In der Fig. 4 ist nun ein erfindungsgemässer Drosselkörper 1.1 mit einer Durchgangsbohrung 2 dargestellt. Der erfin dungsgemässe, tonnenförmige Drosselkörper, bzw. das erfin dungsgemässe Kücken verfügen über eine Ausnehmung 7, in die ein Einsatz 8 (Fig. 5) einsetzbar ist. Der Einsatz 8 kann lediglich zum Auswechseln nach erfolgtem Verschleiss dienen, kann jedoch auch aus hochfestem verschleissfestem Material, wie beispielsweise Keramik, hergestellt sein. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist der Einsatz 8 nach einer Ausgestaltung der Erfindung beweglich gelagert, wobei er radial um die Durchgangsbohrung 2 mittels einer flexiblen Graphitdichtung 9 abgedichtet ist. Die Graphitdichtung 9 wiederum wirkt wie eine Feder auf den Einsatz 8. Die Dich tung 9 kann über einen Druckring 10 verstellt werden, der als Lager sowohl für die Dichtung als auch für den Einsatz 8 dient. Der Druckring 10 ist an seiner dem Einsatz 8 ab gewandten Seite 12 konisch ausgebildet und wird von einer im Drosselkörper 1.1 versenkten Wurmschraube 11 mit koni schem Andrückstück 12 beaufschlagt. Beim Eindrehen der Schraube 11 in Pfeilrichtung wird der Einsatz 8 in Rich tung A bewegt. Die Stellschraube ist auf der ebenen Stirn fläche des tonnenförmigen Drosselkörpers, bzw. Kückens 1.1 untergebracht. Die Wurmschraube 11 könnte auch an der an deren Stirnseite vorgesehen werden.In FIG. 4, an inventive throttle body, there is shown 1.1 with a through-hole 2. The inventive, barrel-shaped throttle body, or the inventive chick have a recess 7 into which an insert 8 ( Fig. 5) can be used. The insert 8 can only be used for replacement after wear, but can also be made of high-strength wear-resistant material, such as ceramic. As can be seen from FIG. 6, the insert 8 is movably mounted according to an embodiment of the invention, wherein it is sealed radially around the through-hole 2 by means of a flexible graphite seal 9 . The graphite seal 9 in turn acts like a spring on the insert 8 . The device 9 can be adjusted via a pressure ring 10 , which serves as a bearing for both the seal and the insert 8 . The pressure ring 10 is conical on its side 8 facing the insert 12 and is acted upon by a worm screw 11 countersunk in the throttle body 1.1 with a conical pressure piece 12 . When screwing in the screw 11 in the direction of the arrow, the insert 8 is moved in the direction A. The set screw is housed on the flat end face of the barrel-shaped throttle body or chick 1.1 . The worm screw 11 could also be provided on the front side.

In der Fig. 6 ist ferner eine mit der oberen Stirnseite des Kückens 1.1 starr verbundene Schaltwelle 13 darge stellt. In der Fig. 7 ist eine Schaltkugel eines Kugelhah nes mit erfindungsgemässer Ausbildung dargestellt. Der Einsatz 8 ist wie in der vorbeschriebenen Fig. über eine Dichtung 9 gegen einen Druckring 10 abgestützt. Der Druck ring 10 weist ebenso eine schräge Fläche auf, die von ei ner Wurmschraube direkt in einem etwa 90-grädigen Andrück winkel beaufschlagt ist. Die Wurmschraube 11 ist in einer Bohrung etwa 45 Grad zur Durchtrittsbohrung vorgesehen, um einen optimalen Verstelldruck zu ermöglichen. Die Schalt kugel 1.1 gemäss Fig. 7 verfügt sowohl an der Ober- als auch an der Unterseite über je eine Schaltwelle 13.In Fig. 6 is also a rigidly connected to the upper end face of the chick 1.1 switching shaft 13 Darge provides. In Fig. 7, a switching ball of a Kugelhah Nes with training according to the invention is shown. The insert 8 is supported against a pressure ring 10 via a seal 9 as in the above-described FIG . The pressure ring 10 also has an inclined surface, which is acted upon by a worm screw directly in an approximately 90-degree pressure angle. The worm screw 11 is provided in a bore approximately 45 degrees to the through-bore in order to enable an optimal adjustment pressure. The switching ball 1.1 according to FIG. 7 has a switching shaft 13 both on the top and on the bottom.

Claims

1. Kücken- oder Kugelhahn mit einem eine Durchgangsbohrung aufweisenden Drosselkörper in einem Gehäuse, aus Metall, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselkörper (1.1) einen segmentförmigen Einsatz (8) aufweist, der in einer kongru enten Ausnehmung (7) im Bereich der Durchgangsbohrung (2) des Drosselkörpers (1.1) angeordnet ist.1. Ball valve or ball valve with a throttle body having a through hole in a housing, made of metal, characterized in that the throttle body ( 1.1 ) has a segment-shaped insert ( 8 ) which is located in a congruent recess ( 7 ) in the area of the through hole ( 2 ) of the throttle body ( 1.1 ) is arranged.

2. Kücken- oder Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Einsatz (8) in der Ausnehmung (7) be weglich gelagert ist.2. Chick or ball valve according to claim 1, characterized in that the insert ( 8 ) in the recess ( 7 ) is movably mounted.

3. Kücken- oder Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Einsatz aus einem hoch verschleiss festen Werkstoff, vorzugsweise aus Keramik, besteht.3. Chick or ball valve according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the insert from a highly wear solid material, preferably ceramic.

4. Kücken- oder Kugelhahn nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsboh rung (2) zumindest im Einsatz (8) einen eckigen Quer schnitt aufweist.4. Chick or ball valve according to one of the preceding claims, characterized in that the through bore ( 2 ) at least in use ( 8 ) has an angular cross section.

5. Kücken- oder Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrung (2) in mehrere schlitzförmige oder lochrasterähnliche Abschnitte unterteilt ist.5. Chick or ball valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the through hole ( 2 ) is divided into a plurality of slit-shaped or perforated-like sections.

6. Kücken- oder Kugelhahn nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (8) in der Ausnehmung (7) federnd gelagert, bzw. abgestützt ist und mit seiner Breite die Bohrung (2) seitlich soweit überragt, dass er in jeder Stellung des Drosselkörpers (1.1) gegen die Innenwand des Gehäuses (4) des Kücken oder Kugelhahnes abgestützt ist. 6. Chick or ball valve according to one of the preceding claims, characterized in that the insert ( 8 ) in the recess ( 7 ) is resiliently supported or supported and with its width projects beyond the bore ( 2 ) so far that it in each position of the throttle body ( 1.1 ) is supported against the inner wall of the housing ( 4 ) of the chick or ball valve.

7. Kücken- oder Kugelhahn nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der Einsatz (8) gegenüber der Ausnehmung (7) zumindest teilweise mittels einer elastischen Dichtung (9) abgedichtet ist.7. Chick or ball valve according to claim 6, characterized in that the insert ( 8 ) against the recess ( 7 ) is at least partially sealed by means of an elastic seal ( 9 ).

8. Kücken- oder Kugelhahn nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Dichtung (9) aus Kunststoff besteht.8. Chick or ball valve according to claim 7, characterized in that the seal ( 9 ) consists of plastic.

9. Kücken- oder Kugelhahn nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Dichtung (9) aus elastischem Graphit besteht.9. Chick or ball valve according to claim 7, characterized in that the seal ( 9 ) consists of elastic graphite.

10. Kücken- oder Kugelhahn nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einsatz (8) und der innenliegenden Wand der Ausnehmung (7) ein Druckring (10) vorgesehen ist, der mittels Stellschraube - und gegebenenfalls mittels weiter zwischengeschaltetem ko nischem Stellring (12) - einstellbar, bzw. vorspannbar ist.10. Chick or ball valve according to one of the preceding claims, characterized in that between the insert ( 8 ) and the inner wall of the recess ( 7 ) a pressure ring ( 10 ) is provided, which by means of adjusting screw - and optionally by means of further interposed ko African collar ( 12 ) - adjustable, or can be preloaded.

11. Kücken- oder Kugelhahn nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (9) den Spalt zwischen der Rückseite des Einsatzes (8) und der innenliegenden Wand der Ausnehmung (7) vollständig und druckdicht verschliesst.11. Chick or ball valve according to one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 9 ) closes the gap between the back of the insert ( 8 ) and the inner wall of the recess ( 7 ) completely and pressure-tight.

12. Kücken- oder Kugelhahn nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, dass die Dichtung (9) radial um die Querbohrung (2) angeordnet ist. 12. Chick or ball valve according to claim 11, characterized in that the seal ( 9 ) is arranged radially around the transverse bore ( 2 ).

13. Kücken- oder Kugelhahn nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel zwischen dem Einsatz (8) und der Ausnehmung (7) in Abhängigkeit von den Stoffströmen im Hahn so gross gewählt ist, dass der Einsatz (8) und gegebenenfalls die Dichtung (9), der Druckring (10) und der Stellring (12) bei der Bildung von Ablagerungen aus dem Stoffstrom relativ zueinander ver schiebbar sind.13. Chick or ball valve according to one of the preceding claims, characterized in that the game between the insert ( 8 ) and the recess ( 7 ) is so large as a function of the material flows in the tap that the insert ( 8 ) and if necessary, the seal ( 9 ), the pressure ring ( 10 ) and the adjusting ring ( 12 ) can be pushed relative to one another in the formation of deposits from the material flow.