DE19819795A1 - Armatur - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
- F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
- F16K11/087—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with spherical plug
- F16K11/0873—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with spherical plug the plug being only rotatable around one spindle
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Armatur, bestehend aus einem Gehäuse mit Anschlußöffnungen, einem innerhalb des Gehäuses drehbar angeordneten Absperrkörper, der Absperrkörper mit einem oder mehreren Durchströmkanälen versehen ist und je nach Stellung des Absperrkörpers die Anschlußöffnungen abgesperrt und/oder mit dem Durchströmkanal verbunden sind, und die Ein- und Austrittsöffnungen eines oder mehrerer Durchströmkanäle auf kugelförmigen Flächen des Absperrkörpers angeordnet sind. Eine Anpreßeinrichtung preßt den Absperrkörper dichtend gegen im Gehäuse angeordnete Gehäusesitzflächen. Vor einer Schaltbewegung des Absperrkörpers erfolgt eine Aufhebung der von der Anpreßeinrichtung erzeugten Anpreßkraft. Gehäusesitzflächen für den Absperrkörper sind in Ebenen angeordnet, die gegenüber dem Absperrkörper unter einem eine Selbsthemmung ausschließenden Winkel (alpha) auf einer Kegelmantelzone angeordnet sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Armatur, bestehend aus einem Gehäuse mit
Anschlußöffnungen, einem innerhalb des Gehäuses drehbar angeordneten
Absperrkörper, der Absperrkörper mit einem oder mehreren Durchströmkanälen
versehen ist, wobei in Abhängigkeit von der Stellung des Absperrkörpers die
Anschlußöffnungen abgesperrt und/oder mit dem Durchströmkanal verbunden sind,
und die Ein- und Austrittsöffnungen eines oder mehrerer Durchströmkanäle auf
kugelförmigen Flächen des Absperrkörpers angeordnet sind.
Solche Armaturen dienen in Rohrleitungssystemen zur Absperrung von Stoffströmen
und sie sind auch unter der Bezeichnung Kugelhähne oder Kugelabsperrventile
bekannt. Deren Absperrkörper stellen gewöhnlich in ihrer Offenstellung einen
uneingeschränkten Strömungsquerschnitt zur Verfügung, wodurch sie sich als sehr
strömungsgünstig erweisen und in einem Rohrleitungssystem nur minimale
Druckverluste bewirken.
Ihr Nachteil ist der zwischen dem Gehäuse und dem darin bewegbaren
Absperrkörper ausgebildete sogenannte Totraum. Darin sammeln sich Teile eines
durch die Armatur strömenden Stoffstromes an. Dies ist nachteilig bei gefährlichen
Medien, die toxischer, brennbarer oder explosiver Art sind. Und in Anlagen, durch
die zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedliche Stoffströme hindurchgeleitet
werden, bilden Medien oder Stoffe, die bei gegenseitigem Kontakt nachteilige
chemische Reaktionen auslösen, ein besonderes Gefährdungspotential.
In solchen Fällen ist die sichere Funktionsfähigkeit solcher Armaturen von
besonderer Bedeutung. Ein Verschleiß, beispielsweise im Bereich der Dichtungen,
kann bei unbemerkten Leckagen zu gefährlichen Entwicklungen führen. Weiterhin
muß während allen Betriebsbedingungen mit Sicherheit eine zuverlässige
Absperrung gewährleistet sein.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Armatur der einleitend
genannten Art zu entwickeln, die bei der Steuerung von gefährlichen Stoffströmen
eine verschleißarme und zuverlässige Dichtfunktion gewährleistet.
Die Lösung des Problems sieht vor, daß eine Anpreßeinrichtung den Absperrkörper
dichtend gegen im Gehäuse angeordnete Gehäusesitzflächen preßt, daß eine
Schaltbewegung des Absperrkörpers nach Aufhebung der von der
Anpreßeinrichtung erzeugten Anpreßkraft erfolgt und daß die Gehäusesitzflächen in
Ebenen angeordnet sind, die gegenüber dem Absperrkörper unter einem eine
Selbsthemmung ausschließenden Winkel auf einer Kegelmantelzone angeordnet
sind. Diese Lösung gewährleistet aufgrund der Anpreßung im Ruhezustand eine
sichere Anlage zwischen Absperrkörper und den damit zusammenwirkenden
Dichtflächen der Gehäusesitzflächen. Eine Schaltbewegung des Absperrkörpers ist
erst nach Aufhebung der Anpreßkräfte möglich. Damit wird ein Verschleiß im
Bereich der Dichtflächen durch erhöhte Reibung zwischen Absperrkörper und daran
anliegenden Gehäusesitzflächen verhindert. Aufgrund der Anordnung der
Gehäusesitzflächen auf einer Kegelmantelzone, die unter einem eine
Selbsthemmung ausschließenden Winkel gegenüber der Drehachse des
Absperrkörper verläuft, ergibt sich bei einer Schaltbewegung zwischen den Teilen
einen Reibverschleiß ausschließenden Bewegungsablauf.
Bei den bisher bekannten Ausführungsformen liegen Absperrkörper und die
Dichtflächen der Gehäusesitzflächen ständig unter Krafteinfluß oder unter dem
Einfluß zusätzlicher Kraftspeicher aneinander, so daß bei einer Bewegung des
Absperrkörpers erhebliche Reibungskräfte im Bereich der Dichtflächen auftreten. Ein
dadurch bedingter Verschleiß, und sei er noch so minimal, gefährdet beispielsweise
bei hohen Drücken die Dichtwirkung und verursacht Leckagen. Derartige Leckagen
üben jedoch bei gefährlichen Medien die bekannt nachteiligen Wirkungen aus.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das Merkmal, wonach die Gehäusesitzflächen gegenüber dem Absperrkörper radial
verstellbar angeordnet sind, ermöglicht eine Nachstellbarkeit, beziehungsweise eine
Einstellbarkeit der Gehäusesitzflächen gegenüber dem Absperrkörper. Der
Absperrkörper kann als ein Rotationskörper in Form einer Halbkugel ausgebildet
sein. Dessen Position ist im Gehäuse durch die Lagerung genau definiert.
Gegenüber dem Gehäuse kann die Kugelfläche des Absperrkörpers in einem
Nullpunkt gelagert und durch die Einstellbarkeit der Gehäusesitze auch darin
gehalten werden. Sollte zwischen den Gehäusesitzen und dem Absperrkörper ein
Verschleiß aufgrund der beispielsweise abrassiven oder agressiven Eigenschaften
des abzusperrenden Mediums auftreten, dann kann dieser durch die Nachstellbar
keit der Gehäusesitzflächen kompensiert werden.
Solche sicherheitsrelevanten Armaturen unterliegen häufigen Revisionen. Für
Kontrollzwecke ist aus Sicherheitsgründen in einem Tiefpunkt des Gehäuses eine
Kontrollöffnung für eine Leckageüberwachung angeordnet. Durch permanente
Überwachung oder eine entsprechende Überwachungseinrichtung kann bei der
Feststellung einer Leckage eine entsprechende Einstellung der Gehäusesitze
vorgenommen werden.
Diese Leckageüberwachung kann natürlich auch an jeder beliebigen Position des
Gehäuses oder Deckels angebracht sein und als Sicht-, Druck-, Unterdruck-,
Temperatur-, Feuchtigkeit oder sonstiger Überwachung ausgeführt sein.
Die Anpreßeinrichtung preßt in der jeweiligen Schließstellung den Absperrkörper
dichtend gegen die ihn tragenden Gehäusesitzflächen. Die Größe der Anpreßkräfte
wird in Abhängigkeit von den Anwendung findenden Dichtungsmaterialien gewählt.
Bei der Verwendung metallischer Abdichtmaterialien ist die Anpreßkraft größer als
bei nichtmetallischen Materialien. Beispielsweise ist bei Kunststoffen deren
Fließverhalten zu berücksichtigen. Gleichzeitig bietet die Anpreßeinrichtung einen
zusätzlichen Vorteil. Hat der Absperrkörper die gewünschte Absperrposition erreicht,
dann übt die Anpreßeinrichtung zusätzlich die Funktion einer Sicherheitseinrichtung
gegen unbefugte Betätigung aus.
Ist der Absperrkörper in Form eines Mehrwegehahnes ausgebildet, beispielsweise
als Drei-Wege-Ausführung, dann ermöglichen die unter einem Winkel auf einer
Kegelmantelzone liegenden Gehäusesitzflächen eine stabile Auflage des
Absperrkörpers. Die Wahl des Winkels, unter der die Gehäusesitzflächen auf einer
Kegelmantelzone angeordnet sind, erfolgt unter dem Gesichtspunkt der Vermeidung
einer Selbsthemmung. Denn bei kleinen Winkeln, wie sie beispielsweise bei der
Befestigung von Werkzeugen dienenden Morsekegeln bekannt sind, findet eine
Selbsthemmung statt. Dies ist auch bei Armaturen in Form von Hahnküken der Fall.
Durch die Wahl eines wesentlich größeren, eine Selbsthemmung zwischen
Absperrkörper und Anlage an den Gehäusesitzflächen ausschließenden Winkels,
wird ein Verschleiß zwischen den Teilen wirkungsvoll verhindert. Ein solcher
Kegelwinkel liegt über 15.
Wenn in einem Rohrleitungssystem beim Wechsel auf einen anderen Stoffstrom
eine vorherige Reinigung stattfindet, bietet eine in einem Tiefpunkt des Gehäuses
angeordnete Kontrollöffnung zusätzliche Vorteile. Neben einer Funktion zur
Leckageüberwachung sind dadurch Restbestände des vorher im
Rohrleitungssystem befindlichen Stoffes und/oder Reinigungsmittels rückstandslos
zu entnehmen. In diesem Zusammenhang ist eine weitere Ausführungsform
vorteilhaft, derzufolge in Abhängigkeit von der Einbaulage der Armatur die im
Absperrkörper angeordneten Durchflußkanäle in ihrem Verlauf einen Hochpunkt
aufweisen. Dies gewährleistet einen Ablauf aus den Durchflußkanälen und somit
eine rückstandsfreie Entfernung eines Stoffes aus der Armatur, bevor diese
geschaltet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird
im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die
Fig. 1 einen Schnitt entlang der Drehachse der Armatur, die
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine geschlossene Armatur und die
Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie A-A von Fig. 1.
In der Fig. 1 ist eine Armatur gezeigt, in deren Gehäuse 1 ein Absperrkörper 2
angeordnet ist und welches durch einen Deckelteil 3 verschlossen ist. Der
Absperrkörper 2 ragt mit einer Welle 4 aus dem Deckelteil 3 heraus. Im Deckelteil 3
ist eine Anpreßeinrichtung 5 angeordnet. Sie besteht aus einem bei Verdrehung
eine achsverschiebliche Bewegung ausführenden Drehdeckel 6. Damit kann unter
Zwischenschaltung eines Lagers 7 und einer Scheibe 8 eine Anpreßkraft auf den
Absperrkörper 2 ausgeübt oder aufgehoben werden.
Der Absperrkörper 2 liegt mit einer kugelförmigen Fläche 9 an Gehäusesitzflächen
10 an, die mit Hilfe einer Einstelleinrichtung 11 achsverschieblich im Gehäuse 1
gehalten sind. Die Gehäusesitzflächen 10 korrespondieren mit einem
Durchströmkanal 12, der gegenüber den Anschlußöffnungen 13, 14 des Gehäuses 1
in einer Offenstellung gezeigt ist. An einem Tiefpunkt des Gehäuses 1 befindet sich
eine Kontrollöffnung 15, mit der das Gehäuseinnere entleert und/oder auch eine
mögliche Leckage detektiert werden kann.
Die Gehäusesitzflächen 10 sind in Ebenen 16, 17 angeordnet, die auf einer
Kegelmantelfläche liegen, die unter einem Winkel α gegenüber der Drehachse 18
des Absperrkörpers 2 geneigt verläuft. Dieser Winkel α weist eine Größe auf, die
verhindert, daß zwischen den aneinanderliegenden Teilen, Absperrkörper 2 und
Gehäusesitzfläche 10, eine Selbsthemmung auftreten kann.
In diesem Beispiel ist eine metallische Abdichtung zwischen Absperrkörper 2 und
den Gehäusesitzflächen 10 gezeigt. Entsprechend dem jeweiligen Einsatzfall der
Armatur können auch andere Abdichtungsarten Verwendung finden. Bei
nichtmetallischen Dichtungen ergibt sich durch die Aufhebung der Anpreßkräfte eine
Entspannung der Materialien, wodurch die Lebensdauer von elastischen
Dichtungsmaterialien entscheidend verbessert werden kann. Zwischen den hier als
Ringelementen ausgebildeten Gehäusesitzflächen 10 und dem Gehäuse 1 sind
gekammerte Dichtungen 19 angeordnet, die einen Austritt der abzusperrenden
Stoffe verhindern.
Eine Handhabe 20, die gemäß Fig. 2 bei einer Endlage des Absperrkörpers 2 an
einem Anschlag 21 wegbegrenzend anliegt, dient hier zur Betätigung der
Anpreßeinrichtung 5. Vor der Einleitung einer Drehbewegung des Absperrkörpers 2
muß die Anpreßeinrichtung 5 durch Bewegung der Handhabe 20 in Richtung eines
weiteren Anschlages 22 bewegt werden. Dies hebt die auf den Absperrkörper 2
einwirkenden Kräfte auf. Danach kann durch eine in die Welle 6 eingeleitete
Drehbewegung der Absperrkörper 2 in eine andere Position geschwenkt werden.
Nach deren Erreichen wird durch Betätigung der Handhabe 20 in Richtung des
Anschlages 21 eine dichtende Anpreßung des Absperrkörpers 2 gewährleistet.
Durch entsprechende Hilfsmittel kann die Handhabe 20 gegen unzulässige
Betätigungen gesichert werden und damit eine zusätzliche Sicherungseinrichtung
geschaffen werden. Auch kann die Anpreßeinrichtung 5 so ausgebildet sein, daß bei
Betätigung eine kombinierte Hub-Drehbewegung vom Absperrkörper 2 ausgeführt
wird.
Ebenso kann durch Ausgestaltung der Scheibe 8 als Federelement, durch den Weg
des Drehdeckels 5 und die Wegbegrenzung durch den Anschlag 21, eine definierte
Anpreßkraft des Absperrkörpers 2 auf die Gehäusesitzflächen 10 ausgeübt werden.
Der in Fig. 1 gezeigte Verlauf der Durchflußkanäle 12 weist bei der dargestellten
Einbaulage einen Hochpunkt 24 auf, mit dessen Hilfe ein sicherer Abfluß eines in
der Armatur befindlichen Stoffes erreicht wird.
Die Fig. 3, die einem Schnitt gemäß der Linie A-A von Fig. 1 entspricht, zeigt die
Ausbildung der Armatur als Drei-Wege-Armatur. Der Absperrkörper 2 ruht damit
innerhalb des Gehäuses genau positioniert auf drei Gehäusesitzringen 10 und hat
damit eine stabile Lage. Bei anderen Formen der Verwendung findenden
Durchflußkanäle können für eine sichere Lage des Absperrkörpers entsprechende
Auflageflächen im Gehäuse 1 vorgesehen sein. Diese Auflageflächen können
ebenfalls nachstellbar ausgebildet sein. Auch sind andere als die hier gezeigte
Ausführungsform der Kugellagerung anwendbar. Die gegenüber dem Absperrkörper
einstellbaren Gehäusesitzringe 10 ermöglichen eine genaue Definition einer Nullage
des Absperrkörpers. Dadurch wird für die Abdichtwirkung ein Höchstmaß an
Präzision erreicht.
Claims (10)
1. Armatur, bestehend aus einem Gehäuse mit Anschlußöffnungen, einem
innerhalb des Gehäuses drehbar angeordneten Absperrkörper, der
Absperrkörper mit einem oder mehreren Durchströmkanälen versehen ist und
je nach Stellung des Absperrkörpers die Anschlußöffnungen abgesperrt
und/oder mit dem Durchströmkanal verbunden sind, und die Ein- und
Austrittsöffnungen eines oder mehrerer Durchströmkanäle auf kugelförmigen
Flächen des Absperrkörpers angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Anpreßeinrichtung (5) den Absperrkörper (2) dichtend gegen im Gehäuse
(1) angeordnete Gehäusesitzflächen (10) preßt, daß eine Schaltbewegung des
Absperrkörpers (2) nach Aufhebung der von der Anpreßeinrichtung (5)
erzeugten Anpreßkraft erfolgt und daß die Gehäusesitzflächen (10) in Ebenen
(16, 17) angeordnet sind, die gegenüber dem Absperrkörper (2) unter einem
eine Selbsthemmung ausschließenden Winkel (α) auf einer Kegelmantelzone
angeordnet sind.
2. Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gehäusesitzflächen (10) gegenüber dem Absperrkörper (2) radial verstellbar
angeordnet sind.
3. Armatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Absperrkörper (2) unter einer durch die Anpreßeinrichtung (5) erzeugten
Anpreßkraft an den Gehäusesitzflächen (10) anliegt.
4. Armatur nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem
Tiefpunkt des Gehäuses (1) eine Kontrollöffnung (15) angeordnet ist.
5. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Durchströmkanäle (12) im Absperrkörper (2) in Mehrwegeanordnung
gestaltet sind.
6. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im
Gehäuse (1) eine oder mehrere, gegenüber dem Absperrkörper (2) einstellbare
Auflageflächen in der Ebene (16, 17) der Gehäusesitzflächen (10) angeordnet
ist bzw. sind.
7. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im
Absperrkörper (2) angeordnete Durchflußkanäle (12) in ihrem Verlauf einen
Hochpunkt (23) aufweisen.
8. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kontrollanschlüße auch an anderen Stellen des Gehäuses (1) oder Deckels (3)
angeordnet sein können.
9. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Scheibe (8) als Druckfeder ausgebildet ist, die in Verbindung mit einer
Drehbewegung des Drehdeckels (5) eine definierte Spann- bzw. Abdichtkraft
des Absperrkörpers auf die Gehäusesitzflächen (10) ausübt.
10. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Armatur mit einer Einrichtung versehen ist die eine Hub-Drehbewegung
ausführt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998119795 DE19819795B4 (de) | 1998-05-04 | 1998-05-04 | Armatur |
Applications Claiming Priority (1)
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Family
ID=7866586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1998119795 Expired - Fee Related DE19819795B4 (de) | 1998-05-04 | 1998-05-04 | Armatur |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19819795B4 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2209785A1 (de) * | 1972-03-01 | 1973-09-20 | Jentsch Hans G | Mehrwegehahn fuer abfuellmaschinen |
DE4210659A1 (de) * | 1992-03-31 | 1993-10-07 | Abk Armaturenbau Gmbh | Mehrwegearmatur mit molchbarem Durchgang |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4415284A1 (de) * | 1994-04-30 | 1995-11-02 | Pfannenschmidt Erhard | Kugelhahn |
-
1998
- 1998-05-04 DE DE1998119795 patent/DE19819795B4/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19819795B4 (de) | 2012-11-22 |
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Legal Events
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Effective date: 20121201 |