DE19621493A1 - Feuersicherer Kugelhahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn aus Stahl. Derartige Kugelhähne werden in großen Stückzahlen bei Gasleitungen verwendet, insbesondere bei sogenannten Hauseinführungskombinationen. Hierbei werden besondere Anforderungen an die Kugelhähne gestellt. Dabei geht es insbesondere um die Dichtigkeit gegen Austreten von Gas, um die Festigkeit bei Einwirkung von Zug, Druck oder Biegemomenten sowie um die allgemeine Funktionstätigkeit, insbesondere leichte Verdrehbarkeit des Kükens und der Kugel. In der heutigen Zeit starken Wettbewerbsdruckes kommt es aber auch auf einen einfachen Aufbau und eine kostengünstige Herstellung an.

Ein ganz besonders Erfordernis bei Kugelhähnen besteht darin, daß der Kugelhahn auch während eines Brandes sowie nach dem Brand dicht sein muß. Die absolute Dichtheit ist somit sowohl in der Hitze als auch in der Kälte verlangt. Dieses Erfordernis ist schwer zu erfüllen. Zwar kommt es bei einer Erwärmung oder Erhitzung wegen der Ausdehnung der beteiligten Elemente - Kugel, Dichtung, Gehäuse - zu einem Verspannen und damit zu einem besonders strammen Sitz. Bei Abkühlung findet jedoch ein Schrumpfen statt, was zu Undichtigkeiten führen kann. Bei Kugelhähnen in Gasleitungen kann dies böse Folgen haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelhahn derart zu gestalten, daß er sämtliche der obengenannten Anforderungen erfüllt, insbesondere daß er während und nach einem Brand dicht bleibt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Der Erfinder hat folgendes erkannt:
Das Problem liegt vor allem im Herstellen einer einwandfreien Dichtung nach einem Brand, d. h. wenn sich die beteiligten Elemente wieder zusammenziehen. Für diesen Fall hat er eine Dichtfläche geschaffen, und zwar durch Vorsehen eines Bundes, der in das Fleisch des Anschlußstutzens eingebettet ist, und der eine radial innere Fläche aufweist, die an einer entsprechenden Fläche des Anschlußstutzens anliegt.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Kugelhahn, der als wesentliches Element eine Kugel 1 aufweist. Die Kugel ist innerhalb eines Gehäuses 2 angeordnet und von diesem umschlossen. Gehäuse 2 weist zwei Anschlußstutzen 2.1 und 2.2 auf, deren Achsen sich unter einem Winkel von 90° schneiden. Es handelt sich somit im vorliegenden Falle um einen Eckkugelhahn. Es wäre auch möglich, weitere Anschlußstutzen vorzusehen oder den Kugelhahn als Durchgangs-Kugelhahn auszubilden.

Die Kugel ist mittels eines Kükens 3 schaltbar.

Der Kugelhahn weist eine erste Dichtung 4 aus Kunststoff oder Gummi auf, ferner einen Dichtring 5 aus Messing oder einem anderen Buntmetall. Dieser ist in Fig. 2 in einem Querschnitt vergrößert dargestellt. Der Ring muß nicht unbedingt aus Messing sein. Wichtig ist, daß er wenigstens annähernd denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die Kugel 1 aufweist.

Wie man sieht, liegen sowohl Dichtring 4 als auch Messingring 5 an der Kugel 1 an. Der Messingring ist an seiner radial inneren Fläche angefast, so daß ein sattes Anliegen an der Kugel 1 gewährleistet ist. Die Anfasung wird unter einem Winkel von 0 bis 20° vorgenommen, am besten zwischen 5 und 9°, bezogen auf die Achse des einen Anschlußstutzens. Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein Winkel von 15° vorgesehen, bezogen auf die Achse des Messingringes selbst. Statt einer ebenen Fläche kann dem Messingring 5 auch ein Radius angedreht werden, gleich dem Außenradius der Kugel 1.

Ganz entscheidend ist, daß der Messingring 5 einen Bund 5.1 aufweist. Dieser ist fester Bestandteil des Messingringes 5. Im allgemeinen ist er mit diesem einteilig. Bund 5.1 weist eine radiale Außenfläche 5.2 auf, ferner eine radiale Innenfläche 5.3.

Findet eine Erhitzung des Kugelhahnes statt, so kommt es zu einer Ausdehnung sämtlicher Elemente des Kugelhahnes, somit auch der Kugel 1. Diese legt sich an die angefaste Fläche des Messingringes 5 an, so daß dort eine Abdichtung vorliegt. Auf den Messingring 5 wird somit Druck ausgeübt, der sich auf das Gehäuse 2 überträgt. Der Messingring 5 wird somit gegen das Fleisch des Anschlußstutzens 2.1 angedrückt, und zwar sowohl an seiner radial äußeren Mantelfläche, eingeschlossen die radial äußere Mantelfläche 5.2 des Bundes 5.1, sowie an der Stirnfläche 5.4 des Bundes.

Findet eine Kontraktion statt, so schrumpfen Messingring und Kugel aufgrund der annähernd gleichen Wärmeausdehnungs-Koeffizienten im selben Maße. Selbst dann, wenn der Dichtring 4 bei dem Brand zerstört wurde, bleibt es bei einem satten Anliegen von Messingring 5 und Kugel 1 an der angefasten Fläche. Es kommt aber auch zu einem strammen Anliegen des Bundes 5.1. Dieser legt sich nämlich mit seiner radial inneren Fläche 5.3 an die entsprechende Fläche des Anschlußstutzens 2.1 des Gehäuses 2 an.

Durch die Erfindung wird somit für eine absolute Dichtigkeit vor einem Brand, während eines Brandes sowie nach einem Brand besorgt.

Wie man weiterhin aus Fig. 2 erkennt, muß der Messingring nicht unbedingt einen quadratischen Querschnitt haben. Vielmehr kann er auch auf seiner der Kugel 1 abgewandten Stirnseite eine geneigte Fläche aufweisen. Ferner ist zwischen dem Messingring 5 und dem Bund 5.1 eine Eindrehung 5.5 vorgesehen. Damit wird eine Schwächung der Verbindung zwischen Bund 5.1 und Messingring 5 erreicht. Dies ermöglicht dem Messingring 5.1 ein freies Schrumpfen bei entsprechender Abkühlung.

Claims (7)

1. Kugelhahn

• 1. 1 mit einem Gehäuse (2), das wenigstens zwei Anschlußstutzen (2. 1, 2.2) zum Anschließen von Rohrleitungen aufweist
• 1.2 mit einer vom Gehäuse (2) umschlossenen Ventilkugel (1) sowie mit einem Küken (3) zu deren Schalten
• 1.3 mit einem metallischen Dichtring (5), der zwischen dem Gehäuse (2) und der Kugel (1) angeordnet ist, an der Kugel (1) anliegt, und dessen innere Mantelfläche bei geöffnetem Kugelhahn strömungsberührt ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
• 1.4 der Dichtring (5) weist einen koaxialen Bund (5.1) auf
• 1.5 der Bund (5.1) ist in das Fleisch des Gehäuses (2) eingebettet
• 1.6 der Bund (5.1) weist eine radial innere Fläche (5.3) auf, die an einer Fläche des Gehäuses (2) anliegt.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Dichtring (5) aus einem Material besteht, der im wesentlichen denselben Wärmeausdehnungs-Koeffizienten wie das Material der Kugel oder eines größeren Koeffizienten als dieses hat.

3. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Dichtring (5) eine der Außenfläche der Kugel (1) angepaßte Anlagefläche aufweist.

4. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem metallischen Dichtring (5) und dem Bund eine Eindrehung (5.5) vorgesehen ist.

5. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, daß sich die strömungsberührte innere Mantelfläche des metallischen Dichtungsringes (5) - in einem achssenkrechten Schnitt gesehen - gegen die Kugel (1) hin erweitert, vorzugsweise unter einem Winkel von 0 bis 20°.

6. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkugel (1) eine Hohlkugel oder eine Vollkugel ist.

7. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelhahn ein Durchgangshahn ist.