-
Diese Erfindung betrifft einen Hahn mit verjüngtem Küken.
-
Das Küken eines sogenannten "druckausgeglichenen" Hahns mit
verjüngtem Küken ist herkömmlicherweise mit zwei Löchern versehen, von
denen eines die Öffnung in dem Küken mit dem breiten Ende des Kükens
verbindet und die andere die Öffnung mit dem schmalen Ende verbindet.
Dies gleicht den Druck an beiden Enden des Kükens auf den
Leitungsdruck des Leitungsmediums aus, das durch den Hahn strömt. Es ist oft
ein Rückschlagventil in dem Loch benachbart zu dem schmalen Ende
vorgesehen, das eine Strömung des Leitungsmediums von der Öffnung zu
dem schmalen Ende zuläßt. Ein derartiger Hahn ist in der FR-A-2328905
offenbart.
-
Es ist jedoch herausgefunden worden, daß bei einigen Fällen das
Leitungsmedium eine Korrosion des Kükens und / oder eine
Verschlechterung des Schmier- / Dichtungsmittels bewirkt. Ferner können, wenn das
Leitungsmedium schmutzig oder abschleifend ist, die Löcher blockiert
werden und / oder das Rückschlagventil wird beschädigt, verklemmt oder
anderweitig zu einer Funktionsstörung veranlaßt.
-
Die US-A-2124359 und die US-A-2573238 offenbaren jeweils einen Hahn
mit verjüngtem Küken, der einen Körper, ein verjüngtes Küken in einer
verjüngten Bohrung in dem Körper, eine Welle, die von dem Körper
getrennt, aber damit antreibbar verbunden ist und eine Rohrleitung in dem
Küken aufweist, die dessen breites und schmales Ende verbindet.
-
Manchmal tritt jedoch ein momentaner Druckanstieg an dem breiten Ende
auf, der das Küken in die Bohrung drängt und bewirkt, daß es sich
verklemmt.
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hahn mit
verjüngtem Küken zu schaffen, der nicht oder weniger an diesen Nachteilen
leidet.
-
In Übereinstimmung mit der Erfindung umfaßt ein Hahn mit verjüngtem
Küken einen Körper, der einen Durchgang dort hindurch für eine
Strömung eines Mediums, zwei Kammern und eine verjüngte Bohrung, die den
Durchgang abfängt, aufweist, ein verjüngtes Küken mit einer Außenfläche,
einem breiten Ende und einem schmalen Ende, das drehbar in der
Bohrung angeordnet und derart ausgebildet ist, um den Durchgang in einem
geschlossenen Zustand des Hahns zu blockieren, wobei eine der Kammern
an dem breiten Ende des Kükens und die andere an dem schmalen Ende
vorgesehen ist, und eine Welle, die von dem Küken getrennt, aber damit
antreibbar verbunden ist, um dessen Drehung zu bewirken, wobei das
Küken eine Öffnung, die derart ausgebildet ist, um mit dem Durchgang in
einem Offenzustand des Hahns in Verbindung zu stehen und einen Kanal
aufweist, der nicht mit der Öffnung verbunden ist, der aber das breite
Ende mit dem schmalen Ende verbindet, um einen Druckausgleich in den
beiden Kammern an den beiden Enden des Kükens zu ermöglichen,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschlagventil in dem Kanal positioniert
ist, um eine Druckänderung und eine damit verbundene Strömung von
dem breiten Ende auf das schmale Ende zu zuzulassen.
-
Das Rückschlagventil hält somit ein Dicht- / Schmiermittel in der
Kammer an dem schmalen Ende. Dieses Rückschlagventil ist gewöhnlich
benachbart zu dem schmalen Ende positioniert, um das Volumen an
Dicht- / Schmiermittel in dem Kanal und der Kammer an dem schmalen Ende zu
minimieren, kann aber benachbart zu dem breiten Ende positioniert sein.
Die Druckänderung ist derart, daß sich der Druck in der Kammer an dem
breiten Ende verringert und sich der Druck in der Kammer an dem
schmalen Ende erhöht, bis ein Ausgleich stattfindet. Der Druck an dem
schmalen Ende kann jedoch größer als der an dem breiten Ende werden,
wodurch eine annehmbare Ungleichgewichtskraft erzeugt wird, die dazu
dient, das Küken vom Festklemmen in der Bohrung abzuhalten.
-
Der Kanal, der das breite Ende mit dem schmalen Ende verbindet, kann
dadurch ausgebildet werden, daß er direkt durch das Küken gebohrt wird,
wobei eine Verbindung mit der Öffnung vermieden wird. Alternativ dazu
kann der Kanal dadurch ausgebildet werden, daß eine Längsnut in der
Außenfläche des Kükens gegossen wird und dann ein zylindrisches Rohr
beispielsweise durch Schweißen in Position in der Nut gesichert wird.
Ferner kann der Kanal alternativ dazu eine Nut umfassen, die in der
Außenfläche des Kükens ausgebildet ist, und die auch ein Dicht- /
Schmiermittel trägt, um einen Film zwischen der verjüngten d.h. konischen
Außenfläche des Kükens und der Deckinnenfläche der Bohrung zu schaffen.
-
Es werden nun fünf Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft nur
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, von
denen:
-
Fig. 1 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt von einem Küken eines
bekannten Hahns mit verjüngtem Küken zeigt;
-
Fig. 2 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt von einem Küken eines
Hahns mit verjüngtem Küken gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
Fig. 3 eine Draufsicht des Kükens zeigt, das in Fig. 2 gezeigt ist;
-
Fig. 4 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt von einem Küken eines
Hahns mit verjüngtem Küken gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
Fig. 5 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt von einem Küken eines
Hahns mit verjüngtem Küken gemäß einer Modifikation der
zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
Fig. 6 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt von einem Küken eines
Hahns mit verjüngtem Küken gemäß einer dritten
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
Fig. 7 eines Draufsicht des Kükens zeigt, das in Fig. 6 gezeigt ist;
-
Fig. 8 eine Vergrößerung eines Teils der Ansicht zeigt, die in Fig. 6
gezeigt ist;
-
Fig. 9 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt von einem Küken eines
Hahns mit verjüngtem Küken gemäß einer vierten
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
Fig. 10 eine Draufsicht des Kükens zeigt, das in Fig. 9 gezeigt ist;
-
Fig. 11 eine Vergrößerung eines Teils der Ansicht zeigt, die in Fig. 10
gezeigt ist;
-
Fig. 12 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt von einem Küken eines
Hahns mit verjüngtem Küken gemäß einer fünften
Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
-
Fig. 13 eine Vergrößerung eines Teils der Ansicht zeigt, die in Fig. 12
gezeigt ist.
-
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt der bekannte Hahn mit Küken ein
verjüngtes Küken 1, das in die entsprechend geformte Bohrung eines
Hahnkörpers (nicht gezeigt) paßt. Das verjüngte Küken weist eine Öffnung 2,
durch die Leitungsmedium fließen kann und zwei Längsnuten 3, 4 auf, die
auf der Außenfläche 6 des Kükens ausgebildet sind, um Dicht- /
Schmiermittel zu der Innenfläche der Bohrung zu übertragen, gegen die
das Küken anliegt. Die Nuten erstrecken sich jedoch nicht zu jedem Ende
des Kükens. Eine Antriebswelle (nicht gezeigt) ist an dem schmalen Ende
5 an dem oberen Teil des Kükens vorgesehen. Bei der Anwendung bewirkt
diese Welle, daß sich das Küken um die Achse 0-0 zwischen den
Offenund Geschlossen-Positionen dreht. Das Küken ist mit zwei Löchern 7, 8
vorgesehen, wobei ein Loch 7 von dem schmalen Ende 5 an dem oberen
Teil des Kükens zu der Öffnung 2 führt und das andere Loch 8 von dem
breiten Ende 9 an dem unteren Teil des Kükens zu der Öffnung 2 führt.
Ein Rückschlagventil 10 ist in dem oberen Loch 7 vorgesehen, um eine
Strömung von dem Raum an dem oberen Teil des Kükens auf die Öffnung
zu zu verhindern. Die beiden Löcher 7, 8 ermöglichen, daß sich der Druck
in den Räumen in dem Hahnkörper über und unter dem Küken auf den
Druck des Leitungsmediums ausgleicht und verhindert, daß sich das
Küken axial weg von seinem Sitz auf der Bohrung bewegt, wenn der
Leitungsdruck plötzlich schwankt.
-
Das Rückschlagventil 10 kann jedoch beschädigt, verklemmt oder
anderweitig zu einer Funktionsstörung veranlaßt werden, wenn das
Leitungsmedium korrosiv ist oder Schmutz, zum Beispiel kleine
Grobkompartikel, trägt.
-
Die erste Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt
ist, umfaßt einen Hahn mit verjüngtem Küken, der ein verjüngtes Küken
11 aufweist, das in die entsprechend geformte Bohrung eines
Hahnkörpers (nicht gezeigt) paßt. Das verjüngte Küken 11 weist eine Öffnung 12,
zwei Längsnuten 13 und eine Umfangsnut 14 auf, die auf der konischen
Außenfläche 16 des Kükens ausgebildet ist, um ein Dicht- /
Schmiermittel zu der Innenfläche der Bohrung zu übertragen, gegen die das
Küken anliegt. Die Umfangsnut 14 ist nahe zu, aber beabstandet von dem
breiten Ende 20 des Kükens positioniert, und die beiden Längsnuten 13,
von denen eine diametral gegenüberliegend zu der anderen (siehe Fig. 3)
angeordnet ist, erstrecken sich von der Umfangsnut zu dem schmalen
Ende 15 des Kükens. Eine Antriebswelle (nicht gezeigt) weist ein geformtes
Ende auf, das in eine im Querschnitt rechtwinklige Ausnehmung 18 an
dem schmalen Ende 15 an dem oberen Teil des Kükens paßt und bei der
Anwendung das Küken 11 um die Achse P-P zwischen den Offen- und
Geschlossen-Positionen dreht.
-
Das Küken ist mit einem Kanal 17 versehen, der durch Gießen einer
breiten Nut 89 ausgebildet ist, die parallele Seiten und eine
halbzylindrische Basis auf der Außenfläche 16 aufweist, wobei sich die Nut über die
gesamte Strecke von dem schmalen Ende 15 zu dem breiten Ende 20 des
Kükens erstreckt. Ein im Querschnitt kreisförmiges Rohr 19 ist in der
Basis der breiten Nut 89 positioniert, wobei der Außendurchmesser des
Rohres mit dem Innendurchmesser der Nutbasis übereinstimmt, und in
Position geschweißt, wobei die Schweißlegierung 22 den Rest der breiten Nut
89 füllt. Die Rohrachse liegt im allgemeinen parallel zu der konischen
Außenfläche 16. Der Kanal 17 ist zwischen der Öffnung 12 und der
Außenfläche 16 so positioniert, daß er mit keiner der beiden in Verbindung
steht.
-
Benachbart zu dem kleinen Ende 15 an dem oberen Teil des Kükens ist
das Rohr 19 mit einem Rückschlagventil 21 versehen, wodurch eine
Druckänderung und eine damit verbundene Strömung von dem breiten
Ende 20 an dem unteren Teil zu dem schmalen Ende 15 an dem oberen
Teil zugelassen wird, aber nicht in der umgekehrten Richtung, mit dem
Ergebnis, daß ein Druckausgleich in den Kammern an den oberen und
unteren Enden auftritt. Der Druck in der Kammer an dem oberen Ende, d.
h. dem schmalen Ende des Kükens kann jedoch aufgrund der
Anwesenheit des Ventils 21 momentan größer als der Druck in der unteren
Kammer, d. h. an dem unteren breiten Ende des Kükens sein, aber dieser
Druck wird als Folge der resultierenden Kükenbewegung entlastet. Der
Kanal 17 durch das Rohr 19 läßt zu, daß der Druck an dem oberen Ende
des Kükens automatisch auf den an dem breiten Ende 20 ausgeglichen
wird. Da jedoch keine Verbindung zwischen dem Rückschlagventil und
der Öffnung 12 besteht, kann es nicht beschädigt, verklemmt oder
anderweitig zu einer Funktionsstörung durch das Leitungsmedium oder
mitgetragenem Schmutz veranlaßt werden.
-
Die zweite Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 4 gezeigt ist,
umfaßt einen Hahn mit verjüngtem Küken, der ein Küken 24 aufweist, mit
vielen Merkmalen, die die gleichen wie die des Kükens der ersten
Ausführungsform sind. Den Merkmalen, die gleich sind, sind die gleichen Ziffern
in Fig. 4 wie in Fig. 2 gegeben worden und werden nicht noch einmal
beschrieben.
-
Das Küken dieser Ausführungsform weist einen Kanal 17 auf, der durch
Bohren eines Loches über die gesamte Strecke durch das Küken von dem
schmalen Ende an dem oberen Teil zu dem breiten Ende an dem unteren
Teil ausgebildet ist, wobei die Achse des Loches parallel zu der Drehachse
Q-Q des Kükens liegt. Das Loch liegt zwischen der Öffnung und der
konischen Außenfläche des Kükens und steht mit keiner der beiden in
Verbindung. Benachbart zu dem schmalen Ende des Loches ist ein
Rückschlagventil 25 positioniert, das in einen erweiterten Abschnitt 26 des Loches
eingesetzt ist. Bei der Anwendung kann eine Strömung von dem breiten
Ende 20 des Kükens zu dem schmalen Ende 15 stattfinden, um den
Druck auszugleichen.
-
Eine Modifikation der zweiten Ausführungsform ist in Fig. 5 gezeigt. Eine
Antriebswelle 84 ist mit dem Küken an dessen breitem Ende durch eine
geformte Zunge 82 verbunden, die in eine rechtwinklige Ausnehmung 18
paßt. Das Küken (und die Bohrung) ist in Bezug auf den Aufbau, der in
Fig. 4 gezeigt ist, umgekehrt, wobei sich das breite Ende nun an dem
oberen Teil und das schmale Ende an dem unteren Teil befindet. Bei allen
anderen Bezügen ist das Küken (und die Bohrung) das gleiche.
-
Die dritte Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 6, 7 und 8
gezeigt ist, umfaßt einen Hahn mit verjüngtem Küken, der ein Küken 50
aufweist, das in die entsprechend geformte Bohrung eines Hahnkörpers
(nicht gezeigt) paßt. Ähnlich dem Küken der ersten Ausführungsform
weist das Küken 50 eine Öffnung 12, zwei Längsnuten 13 und eine
Umfangsnut 14 auf. Ein Rückschlagventil 51 ist in einer
Schraubgewindebohrung 52 angeordnet, die sich an dem breiten Ende des Kükens befindet.
Die Basis der Bohrung ist mit einem Loch 53 ausgebildet, das sich parallel
zu der Drehachse P-P des Kükens erstreckt, und dieses Loch ist mit einem
weiteren Loch 54 verbunden, das sich radial von der Achse P-P zu einer
der Längsnuten 13 erstreckt. Eine derartige Verbindung wird von dem
breiten Ende zu dem schmalen Ende des Kükens über die
Schraubgewindebohrung 52, das Loch 53, das weitere Loch 54 und die Nut 13
hergestellt, und es wird zugelassen, daß ein Druckausgleich zwischen den
beiden Enden auftritt.
-
Alternativ dazu kann die Position und die Konfiguration der Bohrung, des
Loches und des weiteren Loches derart sein, daß eine Verbindung zu der
Umfangsnut 14 hergestellt ist, wodurch zugelassen wird, daß ein
Druckausgleich von dem breiten Ende zu dem schmalen Ende des Kükens über
sowohl die Längsnuten 13 als auch die Umfangsnut 14 stattfindet.
-
Das Küken 60 des Hahns der vierten Ausführungsform der Erfindung, die
in den Fig. 9, 10 und 11 gezeigt ist, weist alle Merkmale des Hahns der
vierten Ausführungsform auf. Es ist jedoch, wie insbesondere in den Fig. 9
und 11 gesehen werden kann, ein zusätzliches Rückschlagventil 65 in
einer Schraubgewindebohrung 66 an dem breiten Ende des Kükens und ein
Durchgang 67 angeordnet, der vorzugsweise einen Filter 68 darin aufweist
und der die Bohrung mit der Öffnung verbindet. Somit wird zugelassen,
daß ein Druckausgleich zwischen der Öffnung und dem breiten Ende
stattfindet.
-
Der Hahn der fünften Ausführungsform der Erfindung weist ein Küken 70
(in den Fig. 12 und 13 gezeigt) auf, das eine Welle 71 aufweist, die damit
mittels einer geformten Zunge 88, die in eine rechtwinklige Ausnehmung
86 an dem breiten Ende paßt, verbunden ist. Eine sich um den Umfang
erstreckende, Dicht- / Schmiermittel tragende Nut 72 ist in einem kleinen
Abstand von dem breiten Ende 73 vorgesehen, und zwei Dicht- /
Schmiermittel tragende Längsnuten 74 (nur eine davon ist gezeigt), die in
Bezug zueinander und zu der Drehachse Q-Q des Kükens
gegenüberliegend angeordnet sind, verbinden die Umfangsnut mit dem schmalen Ende
77 des Kükens 70.
-
Ein Rückschlagventil 75 ist in einer Bohrung 76 an dem breiten Ende
angeordnet und ein Durchgang 78 verbindet die Basis der Bohrung mit der
Umfangsnut 72, wie insbesondere in Fig. 13 gezeigt ist (oder mit einer der
beiden Längsnuten). Somit ist ein Kanal, der das breite Ende an dem
oberen Teil des Kükens mit dem schmalen Ende an dem unteren Teil
verbindet, durch die Bohrung 76, den Durchgang 78, die Umfangsnut 72 und
die beiden Längsnuten vorgesehen, wodurch zugelassen wird, daß ein
Druckausgleich stattfindet.