DE1121420B

DE1121420B - Cock with lubrication

Info

Publication number: DE1121420B
Application number: DEH32674A
Authority: DE
Inventors: William Leo Hulslander
Original assignee: Homestead Valve Manufacturing Co
Current assignee: Homestead Valve Manufacturing Co
Priority date: 1958-03-13
Filing date: 1958-03-13
Publication date: 1962-01-04

Description

Hahn mit Schmierung Die Erfindung bezieht sich auf einen insbesondere für Hochdruckleitungen dienenden Hahn und betrifft die Anordnung einer Schmierkammer an wenigstens einer Stirnseite des Kükens. Es ist bei Hähnen bekannt, zwischen die Dicht- flächen von einem zylindrischen Küken und der ent- sprechenden Wandfläche des Gehäuses ein Schmier- mittel einzuführen. Insbesondere bei zylindrischen Küken ist ein vorbestimmter Spalt zwischen diesen Dichtflächen vorgesehen, der mit Schmiermittel aus- gefüllt wird. Dabei besteht die Gefahr, daß das Schmiermittel von dem durch den Hahn strömenden Medium ausgewaschen wird und daß Fremdkörper aus dem durch den Hahn strömenden Medium zwischen die Dichtflächen geraten und der Hahn dabei ent- weder undicht wird oder das Küken in seinem Sitz festfrißt. Es ist bereits ein Hahn bekanntgeworden, bei dem eine ausreichende Schmierung dadurch sichergestellt werden soll, daß eine Stirnseite des Kükens von der Gehäusewand in Abstand liegt und in die dadurch gebildete Kammer von außen Schmiermittel einaepreßt wird, welches über die Stirnflächenkante des Kükens in den Spalt zwischen den Sitzflächen eintreten kann. Durch Herstellungstoleranzen und durch die Abnutzung des Hahnes im Betrieb ändert sich jedoch der Abstand zwischen der Stirnfläche des Kükens und der entsprechenden Gehäusewandfläche, so daß die in den Spalt zwischen den Dichtflächen eindringende Schmiermittelmenge bei gegebenem Schmierdruck unterschiedlich ist. Es ist daher notwendig, Schmiermittel im Überschuß aufzugeben, wodurch nicht nur ein Verlust an Schmiermittel, sondern unter Umständen eine über das zulässige Maß hinausgehende Verunreinigung des durch den Hahn strömenden Mediums bewirkt wird. Dabei ist es ferner bekannt, die zwischen der Stirnfläche des Kükens und der entsprechenden Wandfläche des Hahngehäuses gebildete Kammer an der Durchführung der Spindel des Kükens durch Anordnung eines sich an die Flächen des Kükens und der gegenüberliegenden Gehäusewand sowie an die Spindel selbst anlegenden Dichtung gegen Verluste nach außen abzudichten.Cock with lubrication The invention relates to one in particular faucet serving for high pressure lines and concerns the arrangement of a lubrication chamber at least one face of the chick. It is known in taps, between the sealing surfaces of a cylindrical chick and the speaking wall surface of the housing a lubricant to introduce funds. Especially with cylindrical Chick is a predetermined gap between these Sealing surfaces provided, which are coated with lubricant is filled. There is a risk that the Lubricant from the one flowing through the tap Medium is washed out and that foreign bodies out between the medium flowing through the tap the sealing surfaces and the valve neither leaks nor the chick in its seat seizes up. A tap has already become known in which sufficient lubrication is to be ensured in that one end face of the plug is at a distance from the housing wall and lubricant is pressed into the chamber formed from the outside, which lubricant is pressed into the gap between the end face edge of the plug can enter the seat. Due to manufacturing tolerances and the wear and tear of the tap during operation, however, the distance between the end face of the plug and the corresponding housing wall surface changes, so that the amount of lubricant penetrating into the gap between the sealing surfaces is different for a given lubricating pressure. It is therefore necessary to dispense lubricant in excess, which not only causes a loss of lubricant, but under certain circumstances a contamination of the medium flowing through the tap that exceeds the permissible level. It is also known to adjust the chamber formed between the end face of the plug and the corresponding wall surface of the tap housing at the lead-through of the spindle of the plug by arranging a seal against losses which is applied to the surfaces of the plug and the opposite housing wall and to the spindle itself to seal outside.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Anordnung zu schaffen, bei der eine genaue Dosierung der Schmiermittelmenge, die zwischen die Dichtflächen von Küken und Gehäuse aufgegeben wird, möglich ist.It is the object of the invention to provide an arrangement to create a precise dosage of the amount of lubricant that is between the sealing surfaces of the plug and housing is abandoned, is possible.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Schmiermitteldruckraum zwischen Kükenstirnfläche und Gehäusewand durch eine koaxial zur Spindel angeordnete Ringwand begrenzt wird, die in die Stirnfläche des Kükens und die entsprechende Fläche des Gehäuses axial bewegbar abdichtend eingreift. Vorzugsweise sind in der Stirnfläche des Kükens und der entsprechenden Wandfläche des Gehäuses Ringnuten angeordnet, in die die Ringwand eingreift. Dabei kann die Ringwand aus einer gepreßten und gesinterten Mischung von Polyäthylen mit geätzter Glaswolle bestehen.According to the invention, this is achieved in that the lubricant pressure chamber between the chick face and the housing wall by a coaxially arranged to the spindle Annular wall is limited, which in the end face of the chick and the corresponding Surface of the housing engages axially movably sealing. Preferably are in the End face of the plug and the corresponding wall surface of the housing annular grooves arranged into which the ring wall engages. The ring wall can be made of a pressed and sintered mixture of polyethylene with etched glass wool.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird verhindert, daß aus der zwischen der Stirnfläche des Kükens und der entsprechenden Stirnfläche des Gehäuses gebildeten Schmierkammer Schmiermittel über die Stirnflächenkante des Kükens direkt in den zu schmierenden Spalt eindringt, und die Schmierung der Dichtflächen des Hahnes erfolgt über genau entsprechend kalibrierte Durchlässe. Weiterhin ist es hierdurch möglich, auch Hähne mit relativ großen Fertigungstoleranzen mit einer sicher wirkenden Schmierung zu versehen, bei der eine genau dosierte Schmiermittelmenge an die zu schmierenden Flächen abgegeben wird. Es entsteht ein wesentlich kleinerer Schmiermittelraum, wodurch insbesondere bei großen Hähnen erhebliche Schmiertnittelmengen eingespart werden können.This inventive arrangement prevents from the between the face of the plug and the corresponding face of the housing formed lubricant chamber lubricant directly over the end face edge of the plug penetrates into the gap to be lubricated, and the lubrication of the sealing surfaces of the Hahnes takes place via precisely calibrated outlets. Furthermore it is This makes it possible, even taps with relatively large manufacturing tolerances with a to provide reliable lubrication with a precisely metered amount of lubricant is delivered to the surfaces to be lubricated. A much smaller one is created Lubricant space, which means that considerable amounts of lubricant are used, especially with large taps can be saved.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Hahn in Verschlußstellung und Fig. 2 einen Ausschnitt in einem Vertikalschnitt in größerem Maßstab darstellt.The invention is illustrated below with reference to the drawings using an exemplary embodiment explained in more detail, whereby Fig. 1 is a vertical section through a cock designed according to the invention in the closed position and FIG. 2 shows a detail represents in a vertical section on a larger scale.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Hahngehäuse 1 dargestellt, das Öffnungen 2 und 3 hat, die in die Kükenaufnahmekammer 4 münden. Eine Bodenöffnung der Kammer ist durch einen Schraubstöpsel5 verschlossen, der eine einen Raum 6 bildende Ausnehmung hat, die zur Aufnahme einer Dichtungsscheibe oder eines Dichtungsringes 7 aus Polyfluoräthylen dient. Ein Stahlring 8 liegt oben auf dem reibungsarmen Polyfluoräthylenring und stützt das untere Ende einer Feder 10 ab, deren oberes Ende in den unteren Teil des Kükens 11 eingreift.1 and 2 show a tap housing 1 which has openings 2 and 3 which open into the plug receiving chamber 4. A bottom opening of the chamber is closed by a screw plug 5 which has a recess which forms a space 6 and which is used to receive a sealing washer or a sealing ring 7 made of polyfluoroethylene. A steel ring 8 lies on top of the low-friction polyfluoroethylene ring and supports the lower end of a spring 10 , the upper end of which engages in the lower part of the plug 11.

Das Küken 11 ist zylindrisch ausgebildet und hat einen Durchlaß 12. Der Durchlaß 12 steht üblicherweise über einen Kanal 13 mit dem Raum 6 in Verbindung, jedoch ist dieser Kanal nicht unbedingt erforderlich. Der Leistungsdruck wirkt daher auf die Unterseite des Kükens und drückt es nach oben gegen den Kopfteil des Gehäuses.The plug 11 is cylindrical and has a passage 12. The passage 12 is usually connected to the space 6 via a channel 13, but this channel is not absolutely necessary. The performance pressure therefore acts on the underside of the plug and pushes it up against the head part of the housing.

Das Küken 11 hat in seiner Mantelfläche vier unmittelbar neben dem Durchlaß 12 angeordnete vertitale Kanäle. Die Kanäle 14 und 15 liegen an diagonal gegenüberliegenden Seiten des Kükens. Die Enden des Kanals 14 führen direkt in Ringnuten 16 und 17, die sich im oberen und unteren Teil des Kükens befinden. Die Enden der Kanäle 15 haben einen gewissen Abstand von den Ringnuten 16 und 17, stehen jedoch mit ihnen über im Hahngehäuse angeordnete Taschen 18 in Verbindung. Da die Kanäle 14 und 15 gleiche Abstände voneinander haben, sind rechteckige Taschen 18 entsprechend an vier Stellen des Hahngehäuses vorgesehen. Die Ringnut 17 ist verengt und je nach den Abmessungen des Kükens kalibriert und steht mit einer Mittelbohrung 20 in der Spindel durch entgegengesetzt gerichtet verlaufende Radialnuten in Verbindung. In die Bohrung 20 ist , ein Doppelrückschlagventil 22, 23 in einem Käfig 24 angeordnet und wird durch eine Feder 25 in Verschlußstellung gedrückt. Das äußere Ende der Bohrung 20 ist mit einer Schmierschraube 26 versehen. Das Schmiermittel wird in Form eines Pfropfens in die Bohrung 20 eingebracht. Als Schmiermittel wird vorzugsweise ein spezielles, homogenes, viskoses, synthetisches Schmiermittel verwendet, das besonders für die Verwendung in Verbindung mit Kohlenwasserstoffen zusammengesetzt ist. Ein ähnliches synthetisches Schmiermittel wird für Säuren, Laugen und alkalische Lösungen verwendet. Dieses Schmiermittel erlaubt die Verwendung der Hähne für Flüssigkeiten, Gase und Feststoffe und bildet eine wirksame Dichtung gegen hohen Druck. Das Schmiermittel verhindert auch das Eindringen von Feststoffen in den Zwischenraum zwischen der Gehäusebohrung und der Oberfläche des Kükens.The chick 11 has four vertical channels arranged directly next to the passage 12 in its lateral surface. The channels 14 and 15 are on diagonally opposite sides of the chick. The ends of the channel 14 lead directly into annular grooves 16 and 17 which are located in the upper and lower part of the plug. The ends of the channels 15 are at a certain distance from the annular grooves 16 and 17, but are connected to them via pockets 18 arranged in the tap housing. Since the channels 14 and 15 are equally spaced from one another, rectangular pockets 18 are provided correspondingly at four points on the tap housing. The annular groove 17 is narrowed and calibrated depending on the dimensions of the plug and is connected to a central bore 20 in the spindle by means of radial grooves running in opposite directions. In the bore 20 , a double check valve 22, 23 is arranged in a cage 24 and is pressed by a spring 25 into the closed position. The outer end of the bore 20 is provided with a lubricating screw 26. The lubricant is introduced into the bore 20 in the form of a plug. The lubricant used is preferably a special, homogeneous, viscous, synthetic lubricant which is particularly composed for use in connection with hydrocarbons. A similar synthetic lubricant is used for acids, bases and alkaline solutions. This lubricant allows the taps to be used on liquids, gases and solids and forms an effective seal against high pressure. The lubricant also prevents solids from entering the space between the housing bore and the surface of the plug.

Solche eingedrungenen Feststoffe können beispielsweise Stahlspäne oder Zementstaub sein, und sie dürfen die von -dem plastischen Schmiermittel gebildete Dichtung nicht aufheben, welches in dem Schmiersystem unter höheren Druck gesetzt werden kann als Leitungsdruck. Die Wirkungsweise und die Strömungseigenschaften dieses plastischen Schmiermittels sind bei diesem Schmiersystem etwas verschieden von den bisher üblicherweise verwendeten und bekannten Schmiermitteln, wie Naturfett oder Öl. Wenn der Schmiermittelpfropfen in die Bohrung 20 eingesetzt wird und wenn die Schraube 26 angezogen wird, dann wird das Schmiermittel unter Druck gesetzt. Es strömt dann langsam an dem Rückschlagventil vorbei und durch die Radialnuten nach außen zu der Ringnut 27 und gelangt von dort durch alle Kanäle 14, 15 in die Ringnut 16 und breitet sich über die ganze Oberfläche des Kükens aus, die nicht in den Öffnungen 2 und 3 frei liegt. Die zylindrischen Küken sitzen mit einem Spiel von etwa 25 bis 125 #t, je nach dem Durchmesser, in den Gehäusen, so daß das Schmiermittel die gesamte Oberfläche von Küken und Gehäusewand bedecken kann. Bei Hähnen von 1/f bis 2 Zoll Größe liegt dieses Spiel im Bereich von 25 bis 50 #t. Bei Hähnen zwischen 21/2 und 6 Zoll beträgt dieses Spiel 50 und 75 #t, und bei Hähnen von 8 bis 14 Zoll ist ein Spiel von 75 bis 125 R erforderlich.Such penetrated solids can be, for example, steel chips or cement dust, and they must not break the seal formed by the plastic lubricant, which can be pressurized in the lubrication system under higher pressure than line pressure. The mode of action and the flow properties of this plastic lubricant in this lubrication system are somewhat different from the previously commonly used and known lubricants such as natural fat or oil. When the plug of lubricant is inserted into the bore 20 and the screw 26 is tightened, the lubricant is pressurized. It then flows slowly past the check valve and through the radial grooves outward to the annular groove 27 and from there passes through all the channels 14, 15 into the annular groove 16 and spreads over the entire surface of the plug that is not in the openings 2 and 3 is exposed. The cylindrical chicks sit in the housings with a clearance of about 25 to 125 #t, depending on the diameter, so that the lubricant can cover the entire surface of the chick and housing wall. For 1 / f to 2 inch taps, this clearance is in the 25 to 50 #t range. For 21/2 to 6 "taps, this clearance is 50 and 75 #t, and for 8 to 14" taps, 75 to 125R clearance is required.

Wenn das Schmiermittel das gesamte System und rings um die Oberfläche des Kükens den Zwischenraum zwischen dem Küken und dem Hahngehäuse ausfüllt, wird ein Strömungswiderstand aufgebaut, durch den das Schmiermittel bei weiterem Einschrauben der Schraube 26 durch kalibrierte Kanäle 27 gedrückt wird, die in horizontaler Richtung zur Mitte des Kükens und von dort in vertikaler Richtung in die obere Schmiermittelkammer 28 führen, die zwischen der oberen Stirnfläche des Kükens und dem Kopfteil 30 des Hahngehäuses liegt. Dieser Kopfteil kann abnehmbar ausgebildet sein. Die Schmiermittelkammer 28 wird durch eine Ringwand 31 abgegrenzt, die in Nuten 32 und 33 der Stirnfläche des Kükens und des Kopfteiles eingepaßt ist. Diese Ringwand besteht aus Polyfluoräthylen, das mit geätzter Glasseide oder mit nitrierten Glasfasern verpreßt ist. Das Polyfluoräthylen und die Glasseide werden gemischt und in einen Zylinder eingepreßt, der so weit erhitzt wird, bis das Material bei Temperaturen von 315 bis 345°C sintert. Die Fließgrenze des Materials liegt bei Raumtemperatur nicht unter 560 atü. Die geätzten Glasfasern zerbrechen unter Druck zu einem feinen Pulver von Siliciumoxyd. Dieses Material hat einen geringen Reibungskoeffizienten. Aus diesem Material ist auch der Ring 7. When the lubricant fills the entire system and around the surface of the plug the space between the plug and the tap housing, a flow resistance is built up through which the lubricant is forced through calibrated channels 27, which are directed horizontally towards the Guide the middle of the plug and from there in the vertical direction into the upper lubricant chamber 28 , which lies between the upper end face of the plug and the head part 30 of the tap housing. This head part can be designed to be removable. The lubricant chamber 28 is delimited by an annular wall 31 which is fitted into grooves 32 and 33 in the end face of the plug and the head part. This ring wall consists of polyfluoroethylene, which is pressed with etched fiberglass or with nitrided glass fibers. The polyfluoroethylene and the glass fiber are mixed and pressed into a cylinder, which is heated until the material sinters at temperatures of 315 to 345 ° C. The yield point of the material is not less than 560 atmospheres at room temperature. The etched glass fibers break under pressure into a fine powder of silicon oxide. This material has a low coefficient of friction. The ring 7 is also made of this material.

Der zwischen der Spindel und der Schmiermittelkammerfläche 34 vorhandene Spalt wird durch einen Dichtungsring 35, der ebenfalls aus Polyfluoräthylen, das mit geätzter oder nitrierter Glasseide in gleicher Weise verpreßt ist, besteht, abgedichtet.The gap between the spindle and the lubricant chamber surface 34 is sealed by a sealing ring 35, which is also made of polyfluoroethylene, which is pressed in the same way with etched or nitrided glass fiber.

Die Kanäle 27 sind Bohrungen im Küken und so bemessen, daß sie so lange kein Schmiermittel unter Druck in die Schmiermittelkammer 28 eintreten lassen, bis die gesamte Oberfläche des Kükens mit Schmiermittel überzogen ist. Dies wird durch die Kalibrierung der Kanäle 27 entsprechend der Art des Schmiermittels und dem Spiel im Hahn bewirkt. Wenn das Schmiermittel in die Schmiermittelkammer 28 gelangt und sie ausfüllt, wirkt es selbst zusätzlich als Abdichtung des Spindeldurchführungsspaltes. Die Ringnut 17 wirkt ebenfalls als Dichtung.The channels 27 are bores in the plug and are dimensioned such that they do not allow lubricant to enter the lubricant chamber 28 under pressure until the entire surface of the plug is coated with lubricant. This is achieved by calibrating the channels 27 according to the type of lubricant and the clearance in the tap. When the lubricant enters the lubricant chamber 28 and fills it, it itself also acts as a seal for the spindle lead-through gap. The annular groove 17 also acts as a seal.

Die für derartige Hähne verwendeten Materialien hängen von der Art der Dichtung und von der Verkleidung der Dichtungsfläche des Kükens ab. Das jeweilige Schmiermittel ermöglicht die Herstellung der Hähne aus Aluminiumlegierungen zur Verwendung für Benzin, Öl, Benzol und derlei Kohlenwasserstoffe. Halbstahl, Gußeisen und andere Arten von Stahllegierungen können für Wasser allgemein oder für Seifendampf oder für milde Säuren oder Alkalien verwendet werden. Für sehr heiße Alkalien wird Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt verwendet. Messing und Bronze werden für Salzwasser und für gewisse Säuren und Laugen verwendet. Monel wird für Zitronensaft und Fruchtsäuren verwendet, wenn heiße oder kalte Nahrungsmittel verarbeitet werden. In jedem Fall bestehen Küken und Hahngehäuse aus dem gleichen Material, und bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Schmiersystems kann kein Scheuern zwischen Küken und Hahngehäuse festgestellt werden, ein Zeichen dafür, daß das die Ober-Iläche überdeckende Schmiermittel als Dichtung wirkt.The materials used for such taps depend on the species the seal and from the casing of the sealing surface of the plug. The respective Lubricant enables the taps to be made from aluminum alloys Use for gasoline, oil, benzene and similar hydrocarbons. Semi-steel, cast iron and other types of steel alloys can be general or for water for Soap steam or for mild acids or alkalis can be used. For very hot ones Alkalis, high carbon steel is used. Brass and bronze become used for salt water and for certain acids and alkalis. Monel is used for lemon juice and fruit acids used when processing hot or cold foods. In any case, the plug and valve body are made of the same material, and at the inventive design of the lubrication system can no chafing between Chicks and cock housings are found, a sign that this is the surface covering lubricant acts as a seal.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cock with lubricating device and lubricant overpressure outlet, the plug of which can execute a limited movement in the axial direction in the housing and is acted upon by a spring in the direction of the spindle axis, with a lubricant pressure chamber provided between the spindle-side end face of the plug and the housing and a sealing ring on the spindle which is sealingly applied to the plug and opposite housing end face as well as to the spindle, characterized in that an annular wall is arranged coaxially to the spindle to limit the lubricant pressure chamber and engages axially movably and sealingly in the end faces of the plug and housing.

2. Tap according to claim 1, characterized characterized in that annular grooves are arranged in the end faces of the plug and housing are in which the ring wall engages.

3. Tap according to claim 1 or 2, characterized in that that the ring wall made of a pressed and sintered mixture of polyethylene and etched glass wool. References Considered: U.S. Patents No. 2,715,412, 2,038,889.