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Hahn mit auswechselbarer Meßblende Die Erfindung betrifft einen Hahn
mit einer auswechselbaren Meßblende im Küken, welche im geschlossenen Zustand des
Hahnes durch eine Montageöffnung zugänglich ist.
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Es ist bereits bekannt, die Küken von Hähnen als Schleusen zu verwenden,
um aus unter Druck stehenden Rohrleitungen Teile, wie einen Molch oder eine Drosselblende,
zu entnehmen oder auszuwechseln. Dabei tritt die Schwierigkeit auf, daß die Bohrungen,
welche die beiden Drücke an das Meßgerät weiterleiten, unmittelbar vor und nach
der Blende angebracht sein müssen, also noch im Bereich des drehbaren Kükens, so
daß direkte Leitungen unmöglich werden.
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Es sind weiter Einrichtungen bekannt, um Meßblenden in Küken von Hähnen
auswechseln zu können, ohne daß dabei die Durchströmung unterbrochen wird. Dabei
müssen die benachbarten Leitungen nicht drucklos gemacht werden. Die bekannten Konstruktionen
sind jedoch nicht unfallsicher. Beispielsweise kann bei einer bekannten Ausführungsform
ein die Meßblenden enthaltender Schieber ausgebaut werden, ohne daß ein zweiter
Schieber nachgeführt wird. Bei anderen bekannten Konstruktionen besteht die Möglichkeit,
daß der Deckel zum Blendenwechsel geöffnet wird, wenn das Küken nur um 45° verdreht
ist. In beiden Fällen wird ein Teil des Mediums ausströmen. Wenn es sich dabei um
ein gefährliches Medium handelt, ist Unfallgefahr gegeben.
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Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, bei einem Hahn mit einer auswechselbaren
Meßblende im Küken diese so anzuordnen, daß während des Auswechselvorganges zwangläufig
kein Medium austreten kann. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Meßblende
in einer schieberartigen Platte liegt, die aus dem Kiiken herausgezogen werden kann,
und daß die zugehörige Montageöffnung einen länglichen Querschnitt hat, der so liegt,
daß die Platte nur in der Schließstellung des Kükens hindurchtreten kann.
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An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Hahn
in geöffneter Stellung; F i g. 2 zeigt eine Ansicht von unten längs der Linie
2-2 in F i g. 1; F i g. 3 zeigt eine Ansicht von oben längs der Linie 3-3 in F i
g. 1; F i g. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig.l; F i g. 5 zeigt
einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig.I; F i g. 6 zeigt einen Schnitt durch das
Hahngehäuse und das Küken während des Zusammensetzens des Hahnes, und F i g. 7 zeigt
einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil der Trägerplatte für die Meßblende.
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Der Träger 1 für die Meßblende besteht aus einer dünnen Stahlplatte
mit einem Ringteil 2 und einem mit diesem aus einem Stück bestehenden Ansatz 3,
welcher wesentlich schmaler als der Ringteil 2 ist. Der Ringteil 2 hat eine abgestufte
Öffnung. Eine Stufe dieser öffnung bildet einen Anschlag 4 für eine herausnehmbare
Meßblende 5, die so dick ist, daß ihre äußere Fläche in der gleichen Ebene wie die
angrenzende Fläche der Platte 1 liegt. Die Stufe in dem Trägerring 2 mit dem größeren
Durchmesser hat eine solche Form, daß sie eine Innennut 6 bildet, die gegenüber
einer äußeren Nut in der Peripherie der Meßblende 5 zu liegen kommt. In die beiden
Nuten paßt eifre Ringdichtung oder ein O-Ring 8, um die ineinanderpassenden Flächen
der Blende 5 und der Trägerscheibe 2 abzudichten. Die öffnung in der Blende ist
so ausgebildet, daß auf einen relativ dünnen zylindrischen Öffnungsteil mit kleinem
Durchmesser ein sich nach hinten eiweiternder oder kegelstumpfförmiger Teil folgt,
der etwa die dreifache Breite des zylindrischen Teils hat.
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Der Ansatz 3 weist mehrere für den Eingriff eines Werkzeugs geeignete
Öffnungen 9 auf, die in der Längsrichtung des Ansatzes aufeinander folgen. Die Installierung
und insbesondere das Herausnehmen
der Platte mit der Blende kann
dadurch erleichtert werden, daß ein Werkzeug in eine der zugänglichen Öffnungen
9 eingeführt wird, wenn der Deckel von dem Hahngehäuse abgenommen ist, ohne daß
es erforderlich ist, den Hahn selbst auseinanderzunehmen.
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Der Ringteil 2 für die Meßblende paßt eng in einen Schlitz 10 eines
im allgemeinen runden oder kugelförmigen Kükens 11 und kann in diesem Schlitz gleiten.
Der Schlitz ist an einer Seite des Kükens in einer Ebene, die im wesentlichen durch
die Drehachse des Kükens verläuft, geöffnet. Die Abmessungen des Schlitzes sind
so gewählt, daß er die ganze Breite einer Bohrung 12 einnimmt, die durch das Küken
im rechten Winkel zu der Drehachse desselben verläuft.
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Wenn der Hahn zusammengesetzt ist, befindet sich das Küken 11 in einem
etwas größeren Raum 13, der in der Mitte eines Hahngehäuses 14 angeordnet
ist und sich in ein Paar Rohrstutzen 15 und 16 fortsetzt. Der Ansatz 3 des Trägers
1 ist mit dem Küken drehbar in dem verbreiterten Mittelteil eindr Öffnung 17 angeordnet,
welche durch die Wandung des Hahngehäuses 14 geführt ist und welche seitliche Ausbuchtungen
oder Schlitze aufweist, die in Richtung der Achsen der Rohrstutzen 15 und 16 verlaufen.
Der Schlitz 17 hat mit Ausnahme des verbreiterten Mittelteils im allgemeinen die
Größe und Form des Schlitzes 10 in dem Küken. Der Schlitz 17 kommt mit dem Schlitz
10 zur Deckung, wenn das Küken um 90° in eine Stellung verdreht ist, in der
die Bohrung 12 quer zu den Achsen der Rohrstutzen 15 und 16 des Hahngehäuses steht.
Durch diese Anordnung wird eine Verschiebung der Platte 1 in dem Küken ermöglicht,
wenn das äußere Ende des Schlitzes 17 offen ist. Der relativ kleine Raumbedarf des
Schlitzes 17 in der Wandung des Hahngehäuses begünstigt insofern die Festigkeit
desselben, als nur eine kleine Schwächung der Wandung des Hahngehäuses erforderlich
ist.
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Um den Schlitz 17 von außen abzuschließen, wird ein Deckel
18 mit Dichtung durch Bolzen 19 an das Hahngehäuse angeschraubt. Vier solcher
Bolzen sind dargestellt, von denen zwei an einer Seite in drehbar gelagerte Muttern
20 eingeschraubt werden können, die auf einem Drehzapfen in dem Gehäuse aufgehängt
und in im Abstand voneinander befindlichen Schlitzen angeordnet sind. Bei dieser
Anordnung müssen nur die anderen beiden Bolzen vollständig herausgeschraubt werden,
während die schwenkbaren Bolzen nur etwas gelöst werden müssen, so daß der Deckel
aufgeklappt werden kann. Die innere Seite des Deckels 18 weist eine Mittelbohrung
auf, um das Ende des Ansatzes 3 aufzunehmen, dessen Ende auf dem Grund der Bohrung
aufsteht. Nachdem der Deckel abgenommen ist, ist der Ansatz leicht zugänglich. Wenn
die Platte festsitzt oder in dem Küken haftet, kann ein Werkzeug verwendet werden,
um auf den Ansatz 3 eine Kraft auszuüben, wobei dieses Werkzeug in die Öffnungen
9 eingesetzt wird, wenn diese nacheinander zum Vorschein kommen.
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In einer Büchse 22 ist ein zylindrischer Stutzen 21 gelagert, der
mit dem Kugelküken 11 aus einem Stück besteht und von diesem auf der gegenüberliegenden
Seite der COffnung des Schlitzes 10 in Richtung der Drehachse des Kükens vorspringt.
Die Büchse 22 ist in einen rohrförmigen Aufsatz 23 eingeschraubt, der an der der
geschlitzten CSffnung 17 gegenüberliegenden Seite des Hahngehäuses 14 vorspringt.
Ein Anschlag 24 ragt nach oben aus dem hohlen Ansatz 23 heraus. Der Anschlag paßt
in eine Aussparung einer einstellbaren Kappe 25. Die Aussparung ist so bemessen,
daß eine Drehung des Kükens um 90° möglich ist, und bestimmt dadurch die beiden
Begrenzungen der Drehung. Die Kappe ist durch einen Sperrstift 26 mit einem Zapfen
27 verbunden, der durch die Endwandung der Büchse 22 ragt und in einem Querzapfen
28 endigt, welcher in einen in dem Ende des Stutzens 21 ausgesparten Schlitz 29
paßt. Diese Querzapfen-und-Schlitz-Verbindung überträgt eine Drehung der Kappe 25,
um das Küken 11 zwischen seiner völlig offenen und seiner völlig geschlossenen Stellung
hin und her zu schwenken. Um die Kappe 25 in der offenen Stellung einzuklinken,
ist an ihrer Unterseite eine Aussparung vorgesehen, die über einem mit einer Feder
vorgespannten Kolben 30 stehen kann, der in dieser Stellung in die Aussparung eingreift
und der mit einem Bedienungsansatz 31 verbunden ist. Ebenfalls an der unteren Seite
der Kappe ist eine weitere Aussparung vorgesehen, die eine Arretierung in der anderen
Endstellung des Kolbens 30 ermöglicht, wenn die Kappe 25 so verdreht ist, daß der
Hahn geschlossen ist.
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Der Stutzen 15 hat ein Innengewinde, in das eine Kupplung 32 eingeschraubt
ist, die außen in einem Kupplungsflansch 33 endigt, um mit einer Druckflüssigkeitszuführungsleitung
gekoppelt zu werden, beispielsweise mit einem Brunnenrohr im oberen Teil des Brunnens.
Ein Anschlag 34 auf der Rohrkupplung kommt mit dem Ende des Rohrstutzens 15 in Eingriff
und gewährleistet den richtigen Sitz einer Ringnut am inneren Ende der Kupplung
32 relativ zu der angrenzenden Fläche des Kükens 11. In dieser Nut befindet sich
eine Ringdichtung 35 aus Tetrafluoräthylen oder einem anderen geschmeidigen Material,
um den Drehstopfen zu lagern. Ein Ring 36 umgibt und stützt den Dichtungsring 35
ab. Infolge der getrennten Herstellung und auswechselbaren Verbindung der Rohrkupplung
32 ist es möglich, daß andere ähnlich ausgebildete Kupplungen, von denen jede eine
zentrale Einlaßpassage 37 hat, mit demselben Hahngehäuse und Küken zusammen verwendet
werden können, um den Hahn den verschiedenartigsten Anschlußflanschen und Druckverhältnissen
anzupassen.
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In gleicher Weise kann die Kupplung 38 am Ausgang des Hahns, die eine
Passage 39 aufweist, eine von mehreren auswechselbaren Kupplungen sein, die unterschiedliche
Flanschflächen haben und für unterschiedliche Drücke ausgelegt sind. Der Endflansch
38' kann mit einer Abflußleitung oder einer Flüssigkeitssammelleitung od. dgl. verbunden
werden. Das innere Ende der Kupplung 38 ist in den Rohrstutzen 16 des Hahngehäuses
eingeschraubt und endigt in einer Ringnut, in der sich ein Begrenzungsring 40 für
den Dichtungsring 41 befindet, der mit der runden Oberfläche des Kükens im Eingriff
steht. Der Innendurchmesser des Rohrstutzens 16 ist etwas größer als der Durchmesser
des Kugelkükens. Der Zweck dieser Maßnahme ist, das Einsetzen und Herausnehmen des
Kükens durch den Rohrstutzen zu erleichtern, wie in F i g. 6 dargestellt. Der erste
Schritt beim Zusammensetzen der Teile besteht darin, das Küken mit seinem Stutzen
21 voran durch den Fortsatz 16 einzuführen, bis das Ende des Stutzens in den rohrförmigen
Einsatz 23 hineinschlupfen kann, wonach das Küken gedreht wird, so daß der Stutzen
in den Ansatz 23 eintritt,
wenn der kugelförmige Teil in die Mittelkammer
des Hahngehäuses eingeschoben wird. Hierauf werden nacheinander die Büchse für den
Stutzen, die Kupplungen 32 und 38 und die Mundstücksplatte eingesetzt sowie das
Hahngehäuse mit dem Verschluß 18 verschlossen.
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Wie aus den F i g. 3, 4 und 5 zu ersehen, weist der Ansatzstutzen
23 ein Paar seitlicher Ansätze 42 und 43 auf, an die Leitungen angeschlossen werden
können, die zu einem Druckmesser führen. Der Ansatz 43 öffnet sich nach innen in
den Raum 13, der wiederum über eine Bohrung 44 in dem Kugelküken mit der Einlaßseite
der Bohrung 12 kommuniziert, wenn das Küken sich in der geöffneten Stellung des
Hahns befindet. Der andere hohle Ansatz 42 kommuniziert mit seinem inneren Ende
mit einem Ringraum 45 in dem hohlen Stutzen 23 und über eine oder mehrere seitliche
Öffnungen in der Büchse 22 mit einer inneren Ringnut 46 in dieser Büchse. Diese
Ringnut 46 steht mit Seitenarmen einer Leitung 47 in dem Stutzen 21 in Verbindung,
die über eine Bohrung 48 in die Bohrung 12 an der hinteren Seite der Platte 1 mündet.
Auf diese Weise können die Druckunterschiede an beiden Seiten der Meßblende, während
Flüssigkeit durch den Hahn fließt, gemessen werden.
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Wenn in Betriebsstellung des Hahns eine Meßblende ausgewechselt werden
muß, wird das Küken zuerst gedreht, bis seine Bohrung 12 im rechten Winkel zu der
Strömungspassage steht und dadurch der Flüssigkeitsstrom unterbrochen ist. Die Hahnkammer
13 schließt zu dieser Zeit noch Druckflüssigkeit ein, und um diesen Druck abzulassen,
bevor die Bolzen 19 aufgeschraubt werden, ist ein Druckausgleichsventeil vorgesehen,
das am besten in F i g. 4 dargestellt ist. Es ist ein in eine Büchse 50 eingeschraubtes
Nadelventil 49 dargestellt. Die Büchse 50 ist ihrerseits in einer Seitenöffnung
in dem Hahngehäuse 14 eingeschraubt. Das innere Ende der Büchse 50 hält einen Nippel
51 aus Tetrafluoräthylen, der einen Sitz für das Nadelventil 49 bildet. Die Bohrung
durch den Nippel 51 kommuniziert über eine Bohrung 52 mit dem Inneren der Hahnkammer
13, und auf der anderen Seite des Hahns hat die Büchse 50 eine seitliche Öffnung,
die mit der Abzugsöffnung 53 in dem Hahngehäuse kommuniziert. Normalerweise ist
das Nadelventil 49 geschlossen, jedoch kann dieses von seinem Sitz abgehoben werden,
um den Druck in der Kammer zu entspannen, wenn das Küken so gedreht wird, daß der
Hahn geschlossen ist.
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Nachdem die Platte 1 wieder in das Küken eingesetzt und der Verschluß
oder Deckel 18 aufgeschraubt ist, wird die Hahnkammer 13 wieder uftter Druck
gesetzt, bevor das Küken verdreht wird, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern,
daß durch das Öffnen des Hahns schädliche Festigkeitsbeanspruchungen der Ringdichtungen
35 und 41 erfolgen können. Zu diesem Zweck ist eine Bohrung 54 in der Wand der Kupplung
32 vorgesehen, die die Bohrung 37 mit einer äußeren Ringnut 55 verbindet. Zu beiden
Seiten der Ringnut 55 sind O-Ringe 56 vorgesehen, um gegen die angrenzende zylindrische
Innenfläche des Rohrstutzens 15 des Hahnkörpers abzudichten. Von der Ringnut 55
führt eine Bohrung 57 (s. F i g. 5) zum Nadelventil 58, welches in eine Büchse 59
eingeschraubt ist. Die Büchse 59 ist ihrerseits in eine Ausnehmung des Hahngehäuses
eingeschraubt. Das Nadelventil sitzt auf einem Ende eines Nippels 60 auf, der einen
Teil des Gehäuses 59 bildet. Am anderen Ende des Nippels 60 befindet sich ein Kugelventil
61. Jenseits des Kugelventils 61 führt ein Durchlaß 62 in das Innere der Hahnkammer
13, die sich in den Schlitz 17 fortsetzt. Normalerweise ist das Nadelventil 58 geschlossen,
jedoch ehe das Küken aus der geschlossenen Stellung des Hahns herausgedreht wird,
wird das Nadelventil geöffnet, um den Druck in der Kammer 13 dem Druck in der Einlaßpassage
37 anzugleichen. Wenn das Küken in die voll geöffnete Stellung des Hahns verdreht
ist, wird in der Hahnkammer 13 der Einlaßdruck über die Bohrung 44 aufrechterhalten,
und das Nadelventil 58 kann wiederum von Hand geschlossen werden.