DE4210973C2

DE4210973C2 - Absperrorgan für ein fluides Medium

Info

Publication number: DE4210973C2
Application number: DE19924210973
Authority: DE
Original assignee: CERPRAECIS ANWENDUNGEN fur IN
Current assignee: CERPRAECIS ANWENDUNGEN fur IN
Priority date: 1992-04-02
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2012-04-03
Also published as: DE4210973A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan für ein fluides Medium mit Absperrorgangehäuse mit Strömungskanal mit Mediumeintritt und Mediumaustritt, Hahnkükenaufnahme in dem Absperrorgangehäuse und Hahnküken, wobei das Hahnküken in die Hahnkükenaufnahme eingesetzt ist, eine dem Strömungskanal angepaßte Hahnkükenbohrung aufweist und durch eine Drehung um die zur Hahnkükenbohrung orthogonale Hahnkükenachse betätigbar ist, wobei zwischen dem Hahnküken und der Hahnkükenaufnahme ein Abstandsspaltraum verwirklicht ist, welcher Abstandsspaltraum oberhalb und unterhalb der Hahnkükenbohrung durch einen Dichtungsring, der als Führungsring ausgebildet ist, überbrückt ist, und wobei beidseits der Hahnkükenbohrung sowohl mediumeintrittsseitig als auch mediumaustrittsseitig quer zur den Führungsringen verlaufende Dichtungsleisten angeordnet sind, die ebenfalls den Abstandsspalt überbrücken. Das Absperrorgangehäuse sowie das Hahnküken können aus einem für Absperrorgane üblichen Werkstoff bestehen, insbesondere können sie aus Ingenieurkeramik bestehen oder aus Ingenieurkeramik bestehende Bauteile aufweisen.

Bei einem Absperrorgan der eingangs beschriebenen Gattung (US 31 33 723) bestehen sowohl die Dichtungsringe als auch die Dichtungsleisten aus weichelastischem Dichtungsmaterial. Der Weichdichtungswerkstoff ist anfällig gegen Korrosion und außerdem kann das Hahnküken nur mit großen Stellkräften verdreht werden.

Bei dem aus der Praxis bekannten Absperrorgan ist das Hahnküken in eine Hahnkükenbohrung praktisch spielfrei passend eingesetzt. Die Abdichtung gegen Umströmung des Hahnkükens zur oberen Mündung der Hahnkükenbohrung sowie zum gegenüberliegenden Bereich des Absperrorgangehäuses hin erfolgt durch die Passung im Sinne einer Spaltdichtung, deren Leckrate von den fertigungstechnisch unvermeidbaren Toleranzen abhängig ist. Die Passung bewirkt auch die Führung des Hahnkükens in der Hahnkükenbohrung. In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, oberhalb und unterhalb der Hahnkükenbohrung zusätzlich Dichtungsringe aus einem Weichdichtungswerkstoff, z. B. aus Dichtungsgummi, anzuordnen. Die Führung des Hahnkükens in der Hahnkükenaufnahme ist nicht durch diese Dichtungsringe, sondern auch hier durch die Passung zwischen Hahnküken und Hahnkükenaufnahme bestimmt. Die Stellkräfte für die Betätigung des Hahnkükens sind wegen der Reibung des komprimierten Dichtungsgummis an den gegenüberliegenden Flächen verhältnismäßig groß.

Die vorstehend beschriebenen bekannten Ausführungsformen sind nicht frei von Nachteilen, die insbesondere wirksam werden, wenn größere Strömungsgeschwindigkeiten auftreten und wenn die Volumenströme aggressiv und möglicherweise zusätzlich feststoffbelastet sind. Die schwierige Abdichtung der Flächen, die in Kauf genommen werden muß, wenn ohne Dichtungsringe aus Weichdichtungswerkstoff gearbeitet wird, ist ebenso nachteilig wie die Verwendung von Weichdichtungsringen. Bei Verwendung von Weichdichtungsringen entstehen hohe Stellkräfte in bezug auf das Hahnküken. Die Gefahr von hohen Leckraten ist groß, wenn an besonders stark beanspruchten Stellen die dichtenden Flächen angegriffen werden. Das gilt auch für eine weitere bekannte Ausführungsform, bei der das Hahnküken eine weiche Dichtungsbeschichtung, z. B. aus Dichtungsgummi, aufweist.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, für Dichtungszwecke harte Dichtungswerkstoffe einzusetzen (DE 35 36 860 A1, DE 35 45 547 A1). Dabei werden jedoch die jeweiligen Dichtungselemente durch Spannkräfte oder Federkräfte an ihre zugeordneten Gegenflächen angepreßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrorgan des eingangs beschriebenen Aufbaus so auszubilden, daß bei geringen Stellkräften nichtsdestoweniger eine sichere Abdichtung und Führung des Hahnkükens im Absperrorgangehäuse gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dichtungsringe ebenso wie die Dichtungsleisten aus einem harten Dichtungswerkstoff bestehen. Und dabei wirken die Dichtungsringe und die Dichtungsleisten nicht nur dichtend, sondern sie führen auch das Hahnküken, und zwar mit sehr geringen Berührungsflächen, die einer Linienberührung entsprechen. Weil nur geringe Reibungskoeffizienten vorhanden sind, wirken die Dichtungsringe und Dichtungsleisten stellkraftreduzierend und ermöglichen es auch, einen Abstandsspalt zu verwirklichen, der eine im Zehntelmillimeterbereich oder sogar Millimeterbereich liegende Spaltweite aufweisen kann. Harte Dichtungswerkstoffe lassen sich sehr exakt bearbeiten, so daß die gewünschte Dichtungsfunktion erreicht wird, und zwar ohne daß die Führungsringe oder Dichtungsringe federnd an ihre zugeordneten Gegenflächen angepreßt werden müßten.

Im einzelnen bestehen mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung eines erfindungsgemäßen Absperrorganes. So können die Führungsringe in nutenförmiger Aufnahme des Hahnkükens eingesetzt sein. Sie können aber auch in nutenförmiger Aufnahme der Hahnkükenaufnahme eingelegt sein. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind auch die Dichtungsleisten in nutenförmige Aufnahmen des Hahnkükens eingesetzt. Auch hier besteht die Möglichkeit, die Dichtungsleisten in nutenförmige Aufnahmen der Hahnkükenaufnahme einzusetzen. Es versteht sich, daß die Berührungsflächen zwischen den Führungsringen und den Dichtungsleisten oder die entsprechenden Durchdringungen ausreichend dicht ausgeführt sein müssen.

Im Rahmen der Erfindung bestehen die Führungsringe zweckmäßiger weise aus einem Werkstoff der Gruppe "Ingenieurkeramik, Metall, Graphit, Graphit mit festigkeitssteigernden Beimengungen". Aber auch die Dichtungsleisten können aus einem Werkstoff der vorstehend angegebenen Gruppe bestehen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Anordnung so zu treffen, daß die Führungsringe und/oder die Dichtungsleisten eine Faserbewehrung aufweisen. Die Führungsringe und/oder die Dichtungsleisten können aber auch die Struktur von Dichtungsbürsten besitzen. Ein anderer Vorschlag besteht darin, die Führungsringe und/oder die Dichtungsleisten aus dem Werkstoff des Dichtungskükens herauszuarbeiten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläu tert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Absperror gan,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1 und

Fig. 3 in gegenüber den Fig. 1 und 2 wesentlich vergrößerter Darstellung den Ausschnitt B aus dem Gegenstand der Fig. 2.

Das in den Figuren dargestellte Absperrorgan 1 ist für ein fluides Medium bestimmt. Es mag sich dabei um ein Gas, um Gase oder um eine Flüssigkeit handeln. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Absperrorgangehäuse 2 mit Strömungskanal 3 und Mediumeintritt 4 sowie Mediumaustritt 5, eine Hahnkükenaufnahme 6 in dem Absperr organgehäuse 2 und ein Hahnküken 7. Das Hahnküken 7 ist in die Hahnkükenaufnahme 6 eingesetzt. Es weist eine dem Strömungskanal 3 angepaßte Hahnkükenbohrung 8 auf. Durch eine Drehung um die zur Hahnkükenbohrung 8 orthogonale Hahnkükenachse ist das Hahn küken 7 betätigbar. Man erkennt am oberen Teil der Fig. 1 eine entsprechende Betätigungseinrichtung 9.

Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 3 entnimmt man, daß zwischen dem Hahnküken 7 und der Hahnküken aufnahme 6 ein Abstandsspaltraum 10 verwirklicht ist. Der Ab standsspaltraum 10 ist oberhalb und unterhalb der Hahnkükenboh rung 8, d. h. beidseits der Hahnkükenbohrung 8, durch einen Führungsring 11 abdichtend überbrückt. Die Führungsringe 11 bestehen aus einem harten Dichtungswerkstoff. Beidseits der Hahnkükenbohrung 8 sind sowohl mediumeintrittsseitig als auch mediumaustrittsseitig quer zu den Führungsringen 11 verlaufende Dichtungsleisten 12 aus hartem Dichtungswerkstoff ange ordnet, die ebenfalls den Abstandsspalt überbrücken. Im Ausfüh rungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind sowohl die Führungsringe 11 als auch die Dichtungsleisten 12 in nutenförmige Aufnahmen des Hahnkükens 7 eingesetzt. Sie könnten auch oder zusätzlich auch in nutenförmige Aufnahmen der Hahnkü kenaufnahme 6 eingesetzt sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es, oberhalb und unterhalb der Hahnkükenbohrung 8 nicht lediglich einen Führungsring 11 anzuordnen sondern deren mehrere. Das gilt auch in bezug auf die Dichtungsleisten 12.

Die Führungsringe 11 und die Dichtungsleisten 12 bestehen aus einem Werkstoff der Gruppe "Ingenieurkeramik, Metall, Graphit, Graphit mit festigkeitssteigernden Beimengungen". Im Rahmen der Erfindung liegen aber auch die Abwandlungen, die Gegenstand der Patentansprüche 8 bis 10 sind.

Claims

1. Absperrorgan für ein fluides Medium, - mit Absperrorgangehäuse mit Strömungskanal mit Mediumeintritt und Mediumaustritt, Hahnkükenaufnahme in dem Absperrorgangehäuse und Hahnküken, wobei das Hahnküken in die Hahnkükenaufnahme eingesetzt ist, eine dem Strömungskanal angepaßte Hahnkükenbohrung aufweist und durch eine Drehung um die zur Hahnkükenbohrung orthogonale Hahnkükenachse betätigbar ist, wobei zwischen dem Hahnküken und der Hahnkükenaufnahme ein Abstandsspaltraum verwirklicht ist, welcher Abstandsspaltraum oberhalb und unterhalb der Hahnkükenbohrung durch einen Dichtungsring, der als Führungsring ausgebildet ist, überbrückt ist, und wobei beidseits der Hahnkükenbohrung sowohl mediumeintrittsseitig als auch mediumaustrittsseitig quer zu den Führungsringen (11) verlaufende Dichtungsleisten angeordnet sind, die ebenfalls den Abstandsspalt überbrücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringe (11) ebenso wie die Dichtungsleisten (12) aus einem harten Dichtungswerkstoff bestehen.

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsringe (11) in nutenförmige Aufnahmen des Hahnkükens (7) eingesetzt sind.

3. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsringe (11) in nutenförmige Aufnahmen der Hahnkükenauf nahme (6) eingesetzt sind.

4. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsleisten (12) in nutenförmige Auf nahmen des Hahnkükens (7) eingesetzt sind.

5. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsleisten (12) in nutenförmige Auf nahmen der Hahnkükenaufnahme (6) eingesetzt sind.

6. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsringe (11) aus einem Werkstoff der Gruppe "Ingenieurkeramik, Metall, Graphit, Graphit mit festigkeits steigernden Beimengungen" bestehen.

7. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsleisten (12) aus einem Werkstoff der Gruppe "Ingenieurkeramik, Metall, Graphit, Graphit mit festig keitssteigernden Beimengungen" bestehen.

8. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsringe (11) und/oder die Dichtungs leisten (12) eine Faserbewehrung aufweisen.

9. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsringe (11) und/oder die Dichtungs leisten (12) die Struktur von Dichtungsbürsten aufweisen.

10. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsringe (11) und/oder die Dichtungsleisten (12) aus dem Werkstoff des Dichtungskükens herausgearbeitet sind.