DE1811499A1

DE1811499A1 - Absperrhahn

Info

Publication number: DE1811499A1
Application number: DE19681811499
Authority: DE
Inventors: Carl Bolling
Original assignee: ITE Imperial Corp
Current assignee: ITE Imperial Corp
Priority date: 1967-11-29
Filing date: 1968-11-28
Publication date: 1969-06-26
Also published as: US3533597A; GB1231487A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 1811499

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

IPO

I-T-E Imperial Corporation 8 München n, den

(eine Delaware Corporation) möhlstrasse 22, rufnummer 433921/22 1900 Hamilton Street,

Philadelphia, Pennsvlvania/CJSA

Absperrhahn

Die Erfindung betrifft einen Absperrhahn, umfassend ein ™ eine Kammer einschließendes Hahngehäuse mit zwei Anschlußöffnungen für die Kammer, ein in der Kammer angeordnetes kugelförmiges Absperrteil mit einem Durchströmkanal, eine das Hahngehäuse durchgreifende Verstelleinrichtung zum Verdrehen des kugelförmigen Absperrteils derart, daß der Durchströmkanal in Öffnungssteilung des Absperrhahnes mit den Anschlußöffnungen fluchtet und in Schließstellung gegenüber den Anschluß öffnungen -verschwenkt ist, und Dichtungsmittel zum Abdichten des kugelförmigen Absperrteiles gegenüber dem Hahngehäuse.

Bei Absperrhähnen mit einem kugelförmigen Absperrteil stellt | die Dichtung ein besonderes Problem dar. Man hat festgestellt, daß es außerordentlich schwierig ist, die Dichtung so auszubilden, daß sie eine große Lebensdauer hat. Die Schwierigkeit, eine Abdichtung mit hoher lebensdauer zu schaffen, hatte offenbar bisher darin ihre Ursache, daß das kugelförmige Absperrteil nicht in einen freien Kontakt mit der Dichtung treten ^ konnte. Bei dem erfindungsgemäßen Absperrhahn treten die erwähnten Nachteile nicht auf, da eine neue und einfache

Konstruktion, verwendet wurde.

Die Erfindung gibt also einen neuen und verbesserten Ab- <=> sperrhahn an.

Der erfindungsgemäße Absperrhahn zeichnet sich dadurch aus, daß er mit neuen und verbesserten Mitteln zur beweglichen

Abdichtung des kugelförmigen Absperrteiles ausgestattet ist, die über einen großen Druckbereich wirksam sind.

Weiterhin ist der erfindungsgemäße Absperrhahn so ausgebildet, daß die Dichtungsmittel relativ zu dem kugelförmigen Absperrteil beweglich sind, so daß die Dichtung über einen langen Zeitraum wirksam sein kann.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Paar in der Kammer angeordneter ringförmiger Dichtungshalter, durch zum Abdichten der Dichtungshalter gegenüber dem Hahngehäuse dienende φ Dichtungsmittel, die eine Bewegung der Dichtungshalter zu dem kugelförmigen Absperrteil hin von diesem weg zulassen, durch ein Paar an dem kugelförmigen Absperrteil anliegende Dichtungsringe, von denen je einer von einem Dichtungshalter gehalten ist und die Durchströmkanalausgänge an dem Absperrteil koaxial umschließen, wenn sich der Absperrhahn in Öffnungssteilung befindet, und durch elastische Mittel, die die Dichtungshalter in die Kammer gegen das kugelför-^: mige Absperrteil drücken.

Eine Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß das Hahngehäuse mit mindestens drei Anschlußöffnungen sowie it mit zusätzlichen Dichtungsmitteln für das kugelförmige Absperrteil an der dritten AnschlußÖffnung versehen ist.

Eine andere zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Absperrhahnes besteht in neuen verbesserten elastischen Mitteln, die die Dichtungsringe gegen das kugelförmige Absperrteil drücken.

Um die Dichtungsringe geeignet an den Dichtungshaltern befestigen zu können, können die Dichtungshalter gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mit entsprechenden Ausnehmungen versehen sein, in die die Dichtungsringe einsetzbar sind.

Nachfolgend werden nunmehr zwei Ausführungsbeispiele der Er-

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Piß.	1
Fig..	2
Pip;.	3
Fig.	4
Pi^.	5
Pi₆.	6
Pig.	7

findung an Hand der beiliegenden Zeichnungen Ta e schrieb en. Es zeigen:

eine Seitenansicht einer Ausführungsform -des erfindungsgemäßen Absperrhahnes,

einen vergrößerten Schnitt durch den Absperrhahn nach Pig. I,

einen teilweisen Längsschnitt entlang der Linie 3-3 der Pig. 2,

einen teilweisen Querschnitt entlang der Linie 4-4 der Pig. 2,

eine Ansicht von oben auf eine Dreiwege-Hahn-Ausführungsform gemäß der Erfindung, ein vergrößerter Yertikalschnitt der Ausführungsform nach Pig. 5»
einen Längsschnitt entlang der Linie 7-7 der Pig. 6.

In der in. den Pig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist der Absperrhahn mit der Bezugszahl 10 bezeichnet. Es handelt sich hierbei um einen Zweiwege-Hahn mit einem Hahngehäuse 11, der mit einer Bohrung 12 versehen ist, an deren Enden jeweils eine Leitungsverbindung sitzt. Die Leitungsverbindungen bestehen aus Kopplungsgliedern 13 und 14, die mit dem Hahngehäuse zusammengeschraubt sind. Wie man aus Pig. 2 ersehen kann, können die Kopplungsglieder 13, 14 gegenüber dem Hahngehäuse 11 durch geeignete herkömmliche Dichtungsringe 15 abgedichtet werden. Der mittlere Teil der Bohrung 12 zwischen den Kopplungsgliedern 13 und 14 definiert eine Kammer 16, in welcher ein kugelförmiges Absperrteil 17 sitzt, mit dem der Pluß durch den Absperrhahn geregelt werden kann.

Das Absperrteil 17 ist mit einem Durchströmkanal 18 und einem Schlitz 19 versehen. Auf dem Hahngehäuse 11 ist eine Kappe befestigt, die mit einer axialen Bohrung 21 versehen ist. Die Kappe 20 ist durch das Hahngehäuse 11 durchgeführt und mündet in die Kammer 16. In der Bohrung 21 der Kappe 20 sitzt ein Schaft 22, dessen unteres Ende 23 einen Zapfen 24

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aufweist,, der in dem Schlitz 19 des kugelförmigen Absperrteiles 17 sitzt und als Mitnehmer wirkt, wenn der Schaft 22 um seine Achse gedreht wird. Der untere Schaftteil 23 kann mit einer ringförmigen Kerbe 25 versehen sein, in welcher ein Dichtungsring 26 sitzt, der den Schaft gegen die Kappe 20 abdichtet.

Der Schaft 22 wird in der Kappe 20 mittels einer Buchse 27 gehalten, die in den oberen Teil 28 der Kappe 20 eingeschraubt ist. Die Buchse 27 bildet an ihrer Unterkante eine Schulter 29» an der eine Ringscheibe 30 anliegt, die auf dem Schaft sitzt. An der Kappe 20 ist ein Außengewinde 32 vorgesehen, auf das eine Mutter 31 geschraubt ist,,, mit der der Absperrhahn an einer entsprechenden Halterung befestigt werden kann. An dem oberen Ende des Schaftes 22 sitzt ein Handgriff 33, der mit einer Schraube 34 an den Schaft 22 angeschraubt ist.

Wie zuvor bereits kurz erklärt wurde, umfaßt die Erfindung verbesserte ausbalancierte Dichtungsmittel zur Abdichtung des ringförmigen Absperrteiles 17 gegenüber dem Hahngehäuse 11. Die Dichtungsmittel bestehen aus einem Paar ringförmiger Dichtungshalter 35 und 36, welche gleitbar in der Bohrung sitzen. Jeder Dichtungshalter ist mit einer koaxialen, nach innen offenen Ausnehmung 37 versehen, in welcher ein Dichtungsring 38 sitzt. Die Dichtungsringe 38 haben eine konische Dichtungsfläche 39, welche der Kugelform des Absperrteiles 17 angepaßt ist. Jeder Dichtungshalter ist ferner mit einer radialen, nach außen offenen Ausnehmung 40 versehen, in welcher ein Dichtungsring 41 zur Abdichtung des Dichtungshalters gegenüber dem Hähngehäuse 11 sitzt. Die Dichtungshalter werden, in Richtung auf das Absperrteil 17 mittels geeigneter Federringe 42 gedruckt, welche in dem Hahngehäuse beweglich angeordnet sind und durch die Leitungsverbindungen 13 und 14 in ihrer Lage gehalten werden, wie Pig. 2 zeigt. Da das kugelförmige· Absperrteil 17 sich zwischen den federnd vorgespannten Dichtungshaltern 35 und 36 selbst zentrieren kann,

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ist es wirksam gegen das Hahngehäuse abgedichtet. Diese Dichtung ist außerordentlich nachgiebig und weist eine große Lebensdauer auf·

Wie man aus Fig. 3 ersehen kann, sind der Durchströmkanal 18, die ringförmigen Dichtungshalter 35 und 36 und die Bohrung in dem HahBgehäuse 11 koaxial zueinander ausgerichtet, wenn der Absperrhahn sich in seiner Öffnungsstellung befindet, .die in vollen Linien ausgezeichnet ist. Wenn der Handgriff 33 jedoch so verstellt wird, daß das Absperrteil 17 um die Achse des Schaftes 22 gedreht wird, so wird der Durchströmkanal 18 rechtwinkelig zu der von den Dichtungshaltern 35 und 36 gebildeten Achse ausgerichtet. In diesem Falle ist der Hahn gesperrt. In der Sperrstellung des Absperrhahnes tendiert der Druck dazu, das kugelförmige Absperrteil 17 von einem der Dichtungsringe 38 wegzudrücken. Der entsprechende Dichtungsring 42 drückt jedoch den diesen Dichtungsring tragenden Dichtungshalter weiterhin gegen das kugelförmige Absperrteil, wodurch der Dichtungskontakt zwischen dem Dichtungsring und dem Absperrteil aufrechterhalten wird. Der Absperrhahn kann dadurch mit beiden Anschlußöffnungen an eine Druckquelle angeschlossen werden, ohne daß er undicht wird.

Die Dichtungsringe 38 sitzen in ringförmigen Ausnehmungen 37 der Dichtungshalter. TJm eine lange Lebensdauer der Dichtung zu erreichen, können die Dichtungsringe aus einem geeigneten Plastikmaterial, wie beispielsweise Teflon (Tetrafluoräthylen-Polymer), Buna-N-G-ummi, KeI-F (Trifluorchloräthylen-Polymer) o.a. hergestellt sein.

Nunmehr soll die Ausführungsform in den Pig. 5 bis 7 betrachtet werden. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich vsn. einen Dreiwege-Hahn, der mit der Bezugszahl 110 bezeichnet ist. Dieser Absperrhahn ist ähnlich aufgebaut wie der Absperrhahn 10, es ist lediglich ein dritter Leitungsanschluß 143

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vorgesehen, der an einem Teil 144 sitzt, das rechtwinkelig zu dem Hahngehäuse 111 steht. Wie man aus Pig. 7 ersehen kann, ist das Verbindungsstück 144 mit dem Hahngehäuse 111 verbunden, und bildet eine dritte Anschlußöffnung für die Kammer 116. Ferner ist ein dritter ringförmiger Dichtungshalter 145 in dem Verbindungsstück 144 vorgesehen, der beweglich gegenüber diesem mittels eines Dichtungsringes abgedichtet ist_r welcher in einer ringförmigen Ausnehmung 147 des' Dichtungshalters 145 sitzt. Der Dichtungshalter 145 trägt einen dritten Dichtungsring 148, der mit einer konischen Dichtungsfläche 149 versehen ist, die an dem kugelförmigen Absperrteil 117 anliegt und koaxial eine Achse 150 umspannt, die rechtwinkelig zu der Achse 151 der Durchflußpassage 112 in dem Hahngehäuse 111 ist. Der Durchströmkanal 118 in dem kugelförmigen Absperrteil 117 iat L-förmig ausgebildet. Dadurch ist in einer der Drehstellungen des kugelförmigen Absperrteiles 117 (wie in Fig. 7 gezeigt) ein Durchfluß von dem Anschlußteil 143 zu dem Anschlußteil 113 möglich. Ist das Absperrteil 117 um 90° im G-egenuhrzeigersinri. gedreht worden (aus der in Pig. 7 gezeigten Position heraus), so besteht eine Durchflußpassage zwischen dem Verbindungsstück 143 und dem Verbindungsstück 114. Auf diese Weise kann also durch entsprechendes Drehen an dem Handgriff 133 das kugelförmige Absperrteil 117 jeweils in eine solche Position gebracht werden, daß entweder eine Durchflußpassage zwischen dem Verbindungsstück 143 und dem Verbindungsstück 113 oder dem Verbindungsstück 143 und dem Verbindungsstück 114 besteht. Wenn der Absperrhahn geschlossen werden soll, muß das kugelförmige Absperrteil 117 aus der in Pig. 7 gezeigten Position heraus um 180° gedreht werden, wodurch der Flüssigkeitsdurchtritt an dem Verbindungsstück 143 blockiert wird.

Der Dichtungshalter 145 ist durch einen Federring 152 vorgespannt, derart, daß stets ein Dichtungskontakt zwischen dem Dichtungsring 148 und dem kugelförmigen Absperrteil 117 besteht. Sollte der Druck nun dazu tendieren, das kugelförmige Absperrteil 117 nach unten zu drücken (siehe Fig. 7)» so

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folgt der Dichtungsring 148 dem kugelförmigen Absperrteil und der Dichtungskontakt bleibt erhalten. Sollte umgekehrt Flüssigkeit von einem der beiden Verbindungsstücke 113 oder 114 unter Druck in den Durchströmkanal 118 strömen, während der Durchgang zu dem Verbindungsstück 115 blockiert ist (das wird durch Drehen des Absperrteiles 117 um 90° gegenüber der in Fig. 7 gezeigten Position erreicht), so bleibt die Dichtung zwischen dem Dichtungsring 148 und dem Absperrteil erhalten und verhindert, daß Flüssigkeit durch das Verbindungsstück 115 nach außen fließt. Der Absperrhahn 110 arbeitet also ähnlich wie der Absperrhahn 10. Beide Absperrhähne weisen eine bewegliche Dichtung für das kugelförmige ™ Absperrteil auf, welche eine lange Lebensdauer garantiert und eine außerordentlich einfache und ökonomische Konstruktion darstellt» ITm zu zeigen, daß der Absperrhahn 110 ähnlich wie der Absperrhahn 10 funktioniert, sind die äquivalenten Elemente des Absperrhahnes 110 mit Bezugszahlen versehen worden, die um 100 höher sind als die entsprechenden Bezugszahlen, des Absperrhahnes 10.

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Claims

Pa.te nta nsprüche

Absperrhahn, umfassend ein eine Kammer einschließendes Hahngehäuse mit zwei Anschlußöffnungen für die Kammer, ein in der Kammer angeordnetes kugelförmiges Absperrteil mit einem Durchströmkanal, eine das Hahngehäuse durchgreifende Verstelleinrichtung zum Verdrehen des kugelförmigen Absperrteiles, derart, daß der Durchströmkanal in Öffnungsstellung des Absperrhahnes mit den Anschlußöffnungen fluchtet und in Schließstellung gegenüber den Anschlußöffnungen verschwenkt ist, und Dichtungsmittel zum Abdichten des kugelförmigen Absperrteiles gegenüber dem Hahngehäuse, gekennzeichnet durch ein Paar in der Kammer (16, 116) angeodneter Dichtungshalter (35, 36, 135, 136), durch zum Abdichten der Dichtungshalter ( 35, 36, 135> 136) gegenüber dem .Hahngehäuse (11, 111) dienende Dichtungsmittel (41), die eine Bewegung der Dichtungshalter (35, 36, 135, 136) zu dem kugelförmigen Absperrteil (17, 117) hin und von diesem weg zulassen, durch ein Paar an dem kugelförmigen Absperrteil (17, 117) anliegende Dichtungsringe (37, 38).von denen je einer von einem Dichtungshalter (35, 36, 135, 136) gehalten ist und die Durchströmkanalausgänge an dem Absperrteil (17, 1¹T) koaxial umschließen, wenn sich der Absperrhahn (1T, 117) in Öffnungsstellung befindet, und durch elastische Mittel, die die Dichtungshalter (35, 36, 135, 136) in die Kammer'(16, 1ΐ6) gegen das kugelförmige Absperrteil (17, 117) drücken. . .'■_'■ ■-.-." ' ■ " BAD

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2. Absperrhahn nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e η nz e iclinet, daß jeder Dichtungsring eine au das kugelförmige Absperrteil (17, 117) angepaßte konische Dichtungsfläche hat.

3. Absperrhahn nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel von lederringen (42) gebildet sind, die innerhalb des Hahngehäuses (11, 111) auf die Dichtungs-

halter (35, 36, 135, 136) einwirken. "

.4. Absperehalm nach einein der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel zum Abdichten der Dichtungshalter (35> 36, 135, 136) gegenüber den Hahngehäuse' (11, 111) von Dichtungsringen (41) gebildet sind, die die Dichtungshalter (35, 36, 135, 136) koaxial umfassen und dadurch eine gleitende Dichtung gegenüber dem Hahngehäuse (11, 111) bilden.

5. Absperrhahn nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dich- | tungshalter (35, 36, 135, 136) mit einet¹ ringfürmigen zu dem Absperrteil (17, 117) offenen Ausnehmung (37) versehen ist, die zur Aufnahme des entsprechenden Dichtungsringes (37. 38) dient.

6. Absperrhahn nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kugelförmige Absperrteil (17, 117) in der Kammer (16,' 116) quer zu der Bewegungsrichtung der Dichtungshalter (35, 36, 135, 136) bewegbar ist, so äaß sich das kugelförmige Absperrteil (17, 117) in den Dichtungsringen (37, 38) selbst zentrieren kann.

BAD ORiGiNAL

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- ίο -

7. Absperrhahn nach einem der vorstehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichnet, daß an dem Absperrhahn ein Paar Leitungsverbindungen (13, 14, 113, 114) vorgesehen sind und daß außerdem Mittel vorgesehen sind, die die Leitungsverbindungen (13, 11-, 113, 114) gegenüber dem kugelförmigen Absperrteil (17. 117) ■ auf einem vorbestimmten Abstand halten.

8. Absperrhahn nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Dichtungselemenfce aus einem Plast immaterial hergestellt sind.

3. Absperrhahn nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ze i e h η e t, daß das Tlahngehäuse (111) mit einer dritten AnschlußÖffnung versehen ist, die zwischen der ersten und der κν/eiten Anschlußöffnung liegt, daß der Durcuströrakanal (118) in dem kugelförmigen Absperrteil (117) gekrüarut ist, so daß ,je nach Stellung des Absperrhahues jeweils zwei Anschlußöffnungen miteinander verbunden sind, daß die Dichtungsmittel zum Abdichten des kugelförmigen Absperrteiles (117) gegenüber dem Hahngehäuse (111) einen dritten Dichtungshalter (145) umfassen, daß der dritte Dichtungshalter (145) von einem Dichtungsring (146) umgeben ist, der den dritten Dichtungshalter (145) gegenüber dem Hahngehäuse (111) abdichtet und eine Bewegung des dritten Dichtungshahnes (145) au dem kugelförmigen Absperrteil (117) hin und von diesem weg zuläßt, und daß von dem dritten Dichtungshalter (.145) ein Dichtungsring (148) gehalten ist, der an dem kugelförmigen Absperrteil (117) anliegt und den einen Durch-

BAD ORIGINAL

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stromkanalausgang "koaxial umgibt, wenn der andere Durchströjiknnalausgang mit einer der Anschlußöffnungen des Hahngehäuses (111) fluchtet.

10. .Absperrhahn nach Anspruch 9> da durch gekennzeichnet, daß die Anschlußöffnungen des Hahngetiäuses (111) in einer Ebene liegen.

11. Absperrhahn nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge- ^ kennzeichnet, daß die erste und zweite AnocliluGüffuuug miteinander fluchten und daß die dritte An3chlußöffnung rechtwinkelig su der Fluchtlinie der beiden ersten Anschlußöffnungen liegt.

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