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Title:
SHUT OFF AND REGULATION MEMBER FOR CONDUITS AND THE LIKE WITH A SLIDE-LIKE CLOSING PART
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1985/004460
Kind Code:
A1
Abstract:
A shut off and regulation member for conduits and the like is provided with a slide-like closure part (5) which, during the opening and the closing, slides with at least one plane sealing surface (7) along a corresponding sliding surface (8) of a slide seat, the closure part (8) and the slide seat being made with a ceramic material and their sealing and sliding surfaces (7, 8) being planar and polished, and if necessary lapped. In order to make the shut off and regulation member appropriate also to aggressive and hot media and to simplify its construction, there is provided a ceramic cylindrical body (1) which is arranged inside a tubular casing (2) comprising a side cutting for the closure part (5) and which is provided with a flow hole (4) and with a sliding surface (8) forming the slide seat. In one embodiment using a flat slide, the ceramic cylindrical body (1) is provided with an axial traversing flow hole (4) and with a slot (8) perpendicular thereto, whereas the ceramic closure part (5) is configured as a flat slide. An embodiment using a rotary slide provides that the ceramic cylindrical body has an intermediary wall in its flow hole and, against the cylindrical mantle, a polished surface forming a sliding surface, from which a transversal hole leads to the inner ends of the separate flow hole; it also provides that the ceramic closure part is configured as a rotary slide of which the front surface has a connection channel for the transversal holes.

Inventors:
BITTNER FRANZ (DE)
RADEMACHER-DUBBICK KRISTIAN (DE)
STANNEK WOLFGANG (DE)
STEVENS UDO (DE)
Application Number:
PCT/EP1985/000118
Publication Date:
October 10, 1985
Filing Date:
March 21, 1985
Export Citation:
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Assignee:
KROHNE MESSTECHNIK KG (DE)
International Classes:
F16K3/02; F16K25/00; F16K27/04; (IPC1-7): F16K3/02; F16K25/00; F16K27/04
Foreign References:
US4399834A1983-08-23
US4033550A1977-07-05
US3812882A1974-05-28
US3448761A1969-06-10
US2100366A1937-11-30
GB2073851A1981-10-21
GB205696A1923-10-25
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Claims:
Patentansprüche:1. Absperr- und Regelorgan für Rohrleitungen u. dg
1. l. mit einem schieberartigen Verschlu߬ teil, das beim Öffnen und Schließen mit we¬ nigstens einer planebenen Dichtungsf äche an einer entsprechenden Gleitfläche eines Schiebersitzes entlanggleitet, wobei das Verschlußteil und der Schiebersitz aus ei¬ nem keramischen Werkstoff bestehen und de¬ ren Dichtungs und Gleitflächen plange schliffen und poliert sind, gekennzeichnet durch einen zy inderförmigen Keramikkörper (1), der in einem rohrförmigen Gehäuse (2), das einen seitlichen Ausschnitt für das Ver schlußteil (5 bzw. 21) aufweist, angeordnet, mit einer Durchflußbohrung (4) und mit der den Schiebersitz bildenden Gleitfläche (8 bzw.
2. 20) versehen ist.
3. Absperr und Regelorgan nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der zylinderförmi¬ ge Kera ikkörper (1) mit einer durchgehenden axialen Durchflußbohrung (4) und einem hier¬ zu senkrecht verlaufenden Schlitz (8) ver¬ sehen und das keramische Verschlußteil (5) als Flachschieber ausgebildet ist.
4. Absperr und Regelorgan nach Anspruch 2, da¬ durch gekennzeichnet, daß der zylinderförmi¬ ge Keramikkörper (1) aus drei Abschnitten be¬ steht, von denen die Endabschnitte (10, 12) am Gehäuse (2) befestigt sind, der Flachschie¬ ber zwischen dem mittleren Abschnitt (11) und einem Endabschnitt (10) und in einem Zwischen¬ raum (13) zwischen dem mittleren Abschnitt (11) und dem anderen Endabschnitt (12) eine Druckfeder (14) vorgesehen ist.
5. Absperr und Regelorgan nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachschie¬ ber mit einer der Durchflußbohrung (4) des zylinderförmigen Keramikkörpers (1) entspre¬ chenden Bohrung (6) versehen ist, die in der Offenstellung fluchtend zur Durchflu߬ bohrung (4) liegt.
6. Absperr und Regelorgan nach Anspruch 1, da¬ durch gekennzeichnet, daß der zylinderförmi¬ ge Keramikkörper (1) eine Zwischenwand (16) in seiner Durchflußbohrung (4) und an seinem Zylindermantel eine die Gleitfläche (19) bil dende Anschlifffläche aufweist, von der je eine Querbohrung (17, 18) zu den inneren En¬ den der geteilten Durchflußbohrung (4) führt und daß das keramische Verschlußteil (20) als Drehschieber ausgebildet ist, dessen Stirn¬ fläche (21) einen Verbindu*ngskanal (22) für die Querbohrungen (17, 18) aufweist. .
7. Absperr und Regelorgan nach Anspruch 5, da¬ durch gekennzeichnet, daß die eine Querboh¬ rung (18) in der Drehachse des Drehschiebers liegt und der Verbindungskanal (22) von der Drehachse radial nach außen bis über die an dere Querbohrung (17) führt und von dort aus sichelförmig weitergeführt ist.
8. Absperr und Regelorgan nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschie ber von einer am rohrförmigen Gehäuse (1) ge¬ lagerten Druckfeder (30) mit seiner Stirn¬ fläche (21) gegen die Gleitfläche (19) des rohrförmigen Keramikkörpers (1) gedrückt wird.
Description:
Absperr- und Regelorgaή für Rohrleitungen u. dgl mit einem schieberartigen Verschlußteil

Die Erfindung betrifft ein Absperr- und Regelor¬ gan für Rohrleitungen u. dgl. mit einem schieber¬ artigen Verschlußteil, das beim Öffnen und Schließen mit wenigstens einer planebenen Dich- tungsfläche an einer entsprechenden Gleitfläche eines Schiebersitzes entlanggleitet, wobei das Verschlußteil und der Schiebersitz aus einem keramischen Werkstoff bestehen und deren Dich¬ tungs- und Gleitflächen plangeschliffen und po- liert und bedarfsweise geläppt sind.

In dem DE-GM 72 23 183 ist eine Mischbatterie für Wasserarmaturen beschrieben, die mit einer in einem Gehäuse fest angeordneten Scheibe mit zwei Einlaßdurchgängen für das Heiß- und Kalt- wasser und einem Auslaßdurchgang für das Misch¬ wasser sowie mit einer gegen die feste Scheibe flach anliegenden und gegen diese verschieb- und drehbaren Scheibe mit einem Oberflächenka¬ nal versehen ist, der mit den Einlaßdurchgän- gen und dem Auslaßdurchgang mehr oder weniger in Überdeckung gebracht werden kann. Bei auf dem Markt bekanntgewordenen Ausführungen die¬ ser Art bestehen die beiden Scheiben aus Oxid¬ keramik und sind an ihren gegeneinanderliegen- den Dichtungs- bzw. Gleitflächen so genau mit einem Planschliff .versehen und poliert/ be¬ darfsweise auch geläppt, so daß sie durch Ad¬ häsion abdichten. Die beiden keramischen Schei¬ ben geben zwar im Verhältnis zueinander eine gu- te Abdichtung, haben jedoch den Nachteil, daß sie im Gehäuse bzw. am Drehteil mit Dichtungs¬ ringen, abdichtenden Formteilen aus Kunst¬ stoff o. dgl. befestigt werden müssen, welche dem strömenden Medium ausgesetzt sind. Daher sind Absperr- und Regelorgane dieser Art für aggressive und heiße Flüssigkeiten und Gase nicht geeignet. Das gilt auch für Kugelabsperr¬ hähne, bei denen das kugelförmige Hahnküken und das mehrteilige Kükenlager aus Keramik be- steht oder für einen nach vorgegebenen Charak¬ teristiken fein einstellbaren Schieber mit ei¬ nem schalenförmigen Schieberelement, das in einer Buchse quer zur Strömungsrichtung ver-

schiebbar ist .

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Absperr- und Regelorgan der gat- tungsgemäßen Art derart auszubilden, daß es auch für aggressive und heiße Medien geeignet ist und einen einfachen Aufbau hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen zylinderförmigen Keramikkörper, der in ei¬ nem rohrförmigen Gehäuse, das einen seitlichen Ausschnitt für das Verschlußteil aufweist, an¬ geordnet, mit einer Durchflußbohrung und mit der den Schiebersitz bildenden Gleitfläche versehen ist.

Diese Ausbildung hat im wesentlichen den Vorteil, daß das durchströmende Medium ausschließlich mit korrosionsbeständigen keramischen Bauteilen in Berührung kommt. Das Absperr- und Regelorgan ist daher auch gegenüber aggressiven und/oder heißen Flüssigkeiten oder Gasen, ebenso auch gegenüber abrasiv wirkenden Medien beständig und für den Einsatz in der chemischen Industrie o. dgl. besonders geeignet.

Ein weiterer Vorteil besteht in einem sehr ver¬ einfachten Aufbau; während bei den vorbekannten Ausführungen eine Vielzahl von Bauteilen erfor- erlich war, sind dem Gehäuse in der Grundaus¬ führung nur zwei keramische Bauteile zugeordnet.

Die Beschränkung auf diese zwei Einbauteile hat den Vorteil, daß nur eine abzudichtende Flächen¬ zone vorhanden ist und durch Planschleifen und Polieren, gegebenenfalls auch Läppen, eine ein- fache und durch Adhäsion wirksame Abdichtung erzielt wird. Das Absperr- und Regelorgan läßt sich auch auf einfache Art und Weise-entweder mit den Stirnflächen des zylinderförmigen Kera¬ mikkörpers oder mit dem rohrförmigen Gehäuse, das auch mit Flanschen ausgestattet sein kann, n eine Rohrleitung, ein Meßgerät o. dgl. an¬ schließen. In vorteilhafter Weise verlaufen die Stellkräfte für das Verschlußteil senkrecht zur Druckkraft des strömenden Mediums, so daß der Kraftaufwand für die Stellkraft wesentlich ge¬ ringer als bei den*bekannten Ausführungen ist. Vorteilhaft ist auch die ünempfindlichkeit des' mit den keramischen Bauteilen ausgestatteten Absperr- und Regelorgans gegen Zug-, Druck- und Biegebeanspruchungen im Einbauzustand, da die Funktionsflächen außerhalb der Kraftflußzonen der Montagekräf e liegen. Die hohe Härte des verwendeten keramischen Werkstoffes erlaubt auch einen Einsatz für stark verschmutzte und abrasiv wirkende Medien.

Das Absperr- und Regelorgan kann sowohl mit ei¬ nem Flachschieber als auch mit einem Drehschie¬ ber ausgerüstet werden. Für eine Ausbildung als Flachschieber ist der zylinderförmige Keramik¬ körper mit einer durchgehenden axialen Durch-

flußbohrung und einem hierzu senkrecht verlau¬ fenden Schlitz versehen und das keramische Ver¬ schlußteil als Flachschieber ausgebildet. Bei dieser Ausführung bilden die Führungsflächen beider keramischer Bauteile die Dichtungs- und Gleitflächen, welche plangeschliffen, poliert und gegebenenfalls geläppt sind. Soll in be¬ sonders gelagerten Fällen, z.B. hohe Drücke, eine erhöhte Abdichtung durch zusätzliche An- stellkräfte notwendig sein, kann bei der Flach¬ schieberausführung der zylinderförmige Keramik¬ körper aus drei Abschnitten bestehen, von denen die Endabschnitte am Gehäuse befestigt sind, der Flachschieber zwischen dem mittleren Ab- schnitt und einem Endabschnitt sowie in einem Zwischenraum zwischen dem mittleren Abschnitt •und dem anderen Endabschnitt eine Druckfeder vorgesehen sein. Die Druckfeder drückt den mitt¬ leren Abschnitt in Richtung zum Schieberschlitz, während die beiden Endabschnitte mit dem Gehäu¬ se fest verbunden sind und Widerlager bilden. Be¬ darfsweise kann der Flachschieber zur Erzielung bestimmter Durchflußcharakteristiken mit ver¬ schieden ausgebildeten Durchflußöffnungen, bei- spielsweise mit einer der Durchflußbohrung des zylinderförmigen Keramikkörpers entsprechenden Bohrung versehen sein, die in der Offenstellung fluchtend zur Durchflußöffnung liegt.

Soll das Absperr- und Regelorgan als Drehschieber ausgebildet sein, weist der zylinderförmige Kera¬ mikkörper eine Zwischenwand in seiner Durch-

flußbohrung und an seinem Zylindermantel eine die Gleitfläche bildende Anschlifffläche auf, von der je eine Querbohrung zu den inneren En¬ den der geteilten Durchflußbohrung führt, wäh- rend das keramische Verschlußteil als Drehschie¬ ber ausgebildet ist, dessen Stirnfläche einen Verbindungskanal für die Querbohrungen aufweist. Zweckmäßig liegt die eine Querbohrung in der Drehachse des Drehschiebers, und der Verbindungs- kanal von der Drehachse führt radial nach außen bis über die andere Querbohrung und von dort aus sichelförmig weiter. Zur Erhöhung der Anstell¬ kraft wird der Drehschieber zweckmäßig von einer am rohrförmigen Gehäuse gelagerten Druckfeder mit seiner Stirnfläche gegen die Gleitfläche des rohrförmigen Keramikkörpers gedrückt.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung anhand von drei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 ein als Flachschieber ausgebildetes Ab¬ sperr- und Regelorgan in einem Längs¬ schnitt,

Fig. 2 einen Teil des Gegenstandes der Fig. 1 in einem Querschnitt,

Fig. 3 einen Ausschnitt der Fig. 1 in der Schließ- Stellung,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines

Flachschiebers mit einer Druckfeder zur

Erhöhung der Dichtigkeit,

Fig. -5 ein als Drehschieber ausgebildetes Ab¬ sperr- und Regelorgan in einem Längs- schnitt,

Fig. 6 bis 8 das als Drehschieber wirksame Ver¬ schlußteil in einer Ansicht von der Ka¬ nalseite, der Anstellflache und der Sei- te und

Fig. 9 den Gegenstand der Fig. 6 in einer ande¬ ren Drehlage.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungs¬ beispiel besteht im wesentlichen aus einem zylin- derförmigen Keramikkörper 1, einem rohrförmigen Gehäuse 2 und einem als Flachschieber ausgebilde¬ ten Verschlußteil 5. Das rohrförmige Gehäuse 2 ist aus metallischem Werkstoff oder Kunststoff gefertigt und hat einen seitlichen Ausschnitt 3, durch den das Verschlußteil 5 geführt wird. Das Verschlußteil 5 besteht ebenso wie der zylinder¬ förmige Keramikkörper 1 aus einem hochfesten, dicht gebrannten keramischen Werkstoff, beispiels¬ weise Oxidkeramik, der gegen aggressive Medien, wie Säuren, Laugen ö. dgl., widerstandsfähig ist. Der zylinderförmige Keramikkörper 1 ist mit einer axialen Durchflußbohrung 4 für das Medium versehen und besitzt einen senkrecht zur Durchflußrichtung angeordneten Schlitz 31, dessen Gleitflächen 8 plangeschliffen und poliert, gegebenenfalls auch

geläppt sind. Das als Flachschieber ausgebilde¬ te Verschlußteil 5 ist an seinen Dichtungsflä¬ chen 7 ebenfalls plangeschliffen und poliert und mit einer der Durchflußbohrung 4 entsprechenden Bohrung 6 versehen, die in der Offenstellung fluch¬ tend zur Durchflußbohrung 4 liegt. Die Breite des Schlitzes 31 und des Verschlußteils 5 ist so be¬ messen, daß die zwischen den Dichtungsflächen 7 und Gleitflächen 8 wirksam werdenden Adhäsivkräf- te für die Abdichtung Sorge tragen. Die Dicke des Flachschiebers hängt von den Festigkeitseigen¬ schaften des keramischen Werkstoffs ab. Der Stell¬ antrieb 9 des Verschlußteils 5 ist nur angedeutet.

Der zylinderförmige Keramikkörper 1 kann beispiels¬ weise durch Einschrumpfen im rohrförmigen Gehäuse 2 befestigt sein. Doch sind auch andere Befesti¬ gungsarten, z.B. Verkleben o. dgl., geeignet. Nach dem Anschluß an eine Rohrleitung (nicht dar- gestellt) kann die Durchflußmenge entsprechend dem Charakteristikum der Bohrung 6, die auch als eckiger oder kurviger Ausschnitt ausgebildet sein kann, durch radiale Verschiebung des Verschlu߬ teils 5 fein eingestellt werden. In Fig. 3 ist die Schließstellung gezeigt.

Die in Fig. 4 gezeigte Ausführung entspricht im wesentlichen der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 mit der Abwandlung, daß zur Erzielung einer stär- keren Anstellkraft der zylinderförmige Keramik- körper 1 in drei Abschnitte unterteilt ist, die als Endabschnitte 10, 12 und mittlerer Abschnitt

bezeichnet werden. Während die Endabschnitte 10, 12 am Gehäuse 2 durch Einschrumpfen, Verkleben o. dgl. fixiert sind, ist der mittlere Abschnitt axial im Gehäuse 2 verschiebbar. Zwischen dem 5. mittleren Abschnitt 11 und dem rechten Endab¬ schnitt 10 liegt der Schlitz 31, und zwischen dem mittleren Abschnitt 11 und dem linken Endab¬ schnitt 12 befindet sich ein ringförmiger Zwi¬ schenraum 13 zur Aufnahme einer Druckfeder 14, welche den mittleren Abschnitt zum Schlitz 31 hin drückt. Der Führung der Druckfeder 14 dient ein an den Endabschnitt 12 angeformter axialer Zapfen 15, der in eine entsprechende Bohrung des mittleren Abschnitts ragt.

Das in den Fig. 5 bis 8 dargestellte Ausführungs¬ beispiel besitzt ebenfalls einen in einem rohr¬ förmigen Gehäuse 2 befestigten zylinderförmigen Keramikkörper 1, ist jedoch mit einem als Dreh- Schieber ausgebildeten Verschlußteil 20 ausge¬ rüstet. Hierfür ist zunächst im mittleren Bereich der Durchflußbohrung 4 eine Zwischenwand 16 be¬ lassen, indem zwei Sackbohrungen eingearbeitet sind. Weiterhin ist der Keramikkörper 1 an sei- nem Zylindermantel mit einer Anschlifffläche ver¬ sehen, welche die Gleitfläche 19 für das Ver¬ schlußteil 20 bildet. Von den inneren Enden der beiden Sackbohrungen führen zwei Querbohrungen 17, 18 radial nach außen zur Gleitfläche 19. Die eine Querbohrung 18 liegt in der Drehachse des Verschlußteils 20. Das keramische Verschlußteil 20 ist als Drehschieber ausgebildet, dessen in

Fig. 5 nach unten liegende Stirnfläche 21 mit einem Verbindungskanal 22 versehen ist, die je nach der Drehlage mehr oder weniger mit den Querbohrungen 17, 18 in Überdeckung gebracht wer- den kann. Für diesen Zweck führt der Verbindungs¬ kanal 22 zunächst von der Drehachse radial nach außen bis über die andere Bohrung 17. In der Drehlage, in der die Querbohrungen durch diesen radialen Abschnitt 23 verbunden sind, ist das Ab- sperr- und Regelorgan ganz geöffnet. Doch führt der Verbindungskanal 22 von dem Außenende des radialen Abschnitts 23 sichelförmig weiter, und zwar um etwa drei Viertel des Umfangs. In dem si¬ chelförmigen Abschnitt 24 verringert sich der Ka- nalabschnitt allmählich, so daß eine stufenlose und fein dosierbare Mengeneinstellung mit belie¬ biger Durchflußkannlinie möglich ist. Die Abdich¬ tung wird durch Planschliff und Polieren und be¬ darfsweise Läppen der Gleitfläche 19 und Stirn- fläche 21 erzielt.

Zur Drehung sind am oberen Rand des Verschlußteils 20 Vertiefungen 25 vorhanden, in welche die Stifte einer Mitnehmerplatte 26 angreifen, die der Stell- welle 27 zugeordnet ist. Die Führung der Stellwelle 27 geschieht durch eine Stützscheibe 29, die in ei¬ nen Kragen 28 des Gehäuses 2 eingeschraubt ist. Diese Stützscheibe 29 ist außerdem ein Widerlager für eine Druckfeder 30, welche zur Vergrößerung der Anstellkraft das Verschlußteil 20 gegen die Gleitfläche 19 des zylinderför igen Keramikkör¬ pers 1 drückt. Mittels der Einschraubtiefe der

Stützscheibe 29 läßt sich die Anstellkraft vari¬ ieren. Alternativ kann das Verschlußteil 20 als zylinderförmiger Körper ausgebildet sein, in des¬ sen oberes Ende die Stellwelle eingesteckt oder eingeschraube ist, wobei das obere Ende gleich¬ falls den Anschlag für die spiralförmig ausge¬ bildete Druckfeder bildet.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Absperrorgane können beispielsweise in Verbindung mit Durch¬ flußmengenmeßgeräten, z.B. magnetisch-induktiven Durchflußmeßgeräten oder Schwebekörper-Durch¬ flußmeßgeräten zur genauen Mengendosierung von Flüssigkeiten oder Gasen verwendet werden. Für die schieberartigen Verschlußteile können übliche Anstellorgane Verwendung finden, und zwar von Hand oder motorisch zu betätigende.




 
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