DE2347825B2 - Kugelhahn mit gehaeuse in schweissausfuehrung - Google Patents

Description

Bei Kugelhähnen für verschiedene Einsatzzwecke besteht die Forderung nach hermetisch verschlossenen Gehäusen, weil auftretende Undichtigkeiten und Leckagen zu unübersehbaren Folgen führen können. Erfüllt wird diese Forderung in der Praxis dadurch, daß anstelle der bei Kugelhähnen im allgemeinen gebräuchlichen Verbindung der häufig als Schalenteile ausgebildeten Gehäuseteile mittels Schrauben diese Teile bei der Montage fest miteinander verschweißt werden.

Bei einem in der Praxis bekanntgewordenen Kugel hahn mit voll verschweißtem Gehäuse ist letzteres aus etwa halbkugeligen Gehäusehälften aufgebaut, die in einer parallel zur Durchflußrichtung durch den Hahn verlaufenden Schweißnaht untrennbar miteinander verbunden sind. Das Zusammenfügen und Feste Verbinden der Gehäuseteile erfolgt bei derartigen Kugelhähnen nach vorherigem Einbau des kugelförmigen Absperrorgans und der letzterem zugeordneten Betätigungs- und Dichtungsmittel in das Gehäuse.

Diese vorbekannte Gehäusekonstruktion mit einer parallel zur Durchflußrichtung durch den Hahn verlaufenden Schweißnaht begegnet Bedenken insofern, als zwischen den die halbkugeligen Gehäusehälften miteinander verbindenden Längsnähten einerseits und den die rohrförmigen Anschlußstutzen an den Gehäusekörper anschließenden Rundnähten andererseits sogenannte T-Stöße auftreten. Da, die die einzelnen Gehäuseteile miteinander bzw. die rohrförmigen Anschlußstutzen mit dem Gehäuse verbindenden Schweißnähte nicht spannungsfrei geglüht werden können, weil dabei notwendig die im Gehäuse aufgenommenen Dichtungs- und Lagerelemente für das kugelige Absperrorgan beschädigt werden müßten, treten im Bereich der T-Stöße unübersehbare Spannungsverhältnisse auf, deren Beherrschung, wenn überhaupt, nur durch erhebliche Wandverstärkungen und Verstärkungen der Schweißnähte selbst gelingt.

Unabhängig von der in der Praxis bekanntgewordenen Kugelhahnausführung ist auch in der Patentlitcratur (DT-OS 18 07 833 und US-PS 35 45 721) schon ein Kugelhahn mit einem Gehäuse beschrieben worden, welches aus kugelförmigen Halbteilen aufgebaut ist. Diese Halbteile sind ebenfalls in einer parallel zur Durchflußrichtung durch den Hahn verlaufenden Ebene zusammengeschweißt. Die Verbindungsnähte bilden dabei, wie bei dem in der Praxis vorbekannte.n Kugelhahn. T-Stöße mit anderen Schweißnähten, mittels deren die Lagermuffen für die Schaltwelle des, Absperrorgans einerseits und die den Einbau solcher Hähne in Rohrleitungen vermittelnden Strömungsrohre andererseits an das Gehäuse angeschweißt sind.

Es sind auch schon Gehäusekonstruktionen in geschweißter Gußstahlausführung bekanntgeworden. die aus einem die Lagerzapfen des Absperrorgans in Drehlagerungen aufnehmenden Mittelteil und auf beiden Seiten an dieses angeschweißten Gehäuseteilen mit rohrförmigen Anschlußstutzen bestehen. Die den Mittelteil mit den Schalenteilen einerseits und letztere mit den rohrförmigen Anschlußstutzen andererseits verbindenden Schweißnähte sind dabei als umlaufende. nicht unterbrochene Rundnähte ausgebildet, die auch keine anderen Schweißnähte kreuzen. Diese Gehäusekonstruktionen sind jedoch durch schwergewichtige und kostspielige Bauweise aus Gußstahlformteilen gekennzeichnet. Mit zunehmenden Baugrößen muf3 eine derartige Bauweise fortschreitend als unzulänglich bezeichnet werden.

Demgegenüber liegt der im Patentanspruch beschriebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stande der Technik vereinfachte und insbesondere billiger herstellbare Gehäusekonstruktion in geschw eili ter Ausführung für Kugelhähne zu schaffen, bei der einerseits die unübersehbaren und nur schwer beherrschbaren Spannungsverhältnisse im Bereich von T-Stößen vermieden sind und auch bei großen und größten Ausführungen ein einheitlich leichter, gleich wohl jedoch den Festigkeits- und Dichtigkeitscrfordcrnissen voll genügender, kostengünstiger Aufbau gelingt

Nach der Lehre der Erfindung sind mithin beim Aufbau voll verschweißter Kugelhahngehäuse solche Nahtverläufe peinlichst zu vermeiden, die andere Schweißnähte kreuzen oder berühren. Auf diese Weist werden unkontrollierbare und nur schwer beherrschte re Spannupgsverhältnisse im Bereich derartiger Schweißnaht-Kreuzungen oder im Bereich sogenannte T-Stöße vermieden.

Bei Kugelhähncn mit verschraubten Gehäusen ist e*. bereits bekannt, einander zu einer angenäherten Kugelform ergänzende Schalenteile, die das Gehäuse bilden, in einer die Hahnlängsachse bzw. die Durchflußrichtung durch den Hahn schneidenden Querebene zusammenzufügen. Derartige Kugelhähne sind in der DT-PS 54 564 und den französischen Patentschriften 13 69 501, 16 00 725 und 20 44 492 beschrieben. Kennzeichnendes Merkmal dieser vorbekannten Kugeihähne ist, daß sich in der Verbindungsebene von den das Gehäuse bildenden Schalenteilen Radialflanschen forterstrecken, die entweder von in Schraubenlöchern aufgenommenen Verbindungsschrauben oder durch Ringelemente, welche die Gehäuseteilflanschen beidseitig übergreifen, zusammengehalten werden.

Obgleich durch die vorgenannten Literaturstellen bei nicht verschweißten Kugelhahngehäusen die Lage der Verbindungsebene zwischen den ein Hahngehäuse bildenden Schalenteilen in einer Äquatorialebene und auch die Problematik von Kreuzungspunkten und T-Stößen in Schweißnähten bekannt waren, wurde seitens der Fachwelt offenbar keine Möglichkeit gesehen, bei voll verschweißten Hahngehäusen die Verbindungsebene der Gehäuseteile in eine Äquatorialebene zu legen. Ursächlich hierfür dürfte die Tatsache sein, daß beim Schweißen unvermeidbar Schrumpfungen auftreten, die zu einer Beeinträchtigung der Betriebsfähigkeit eines derartigen Kugelhahns führen

können, da vor der Herstellung der Schweißverbindung alle Bauelemente des Kugelhahns in das Gehäuse eingefügt sein müssen. Bei Kugelhäinen mit Gehäusen in Schweißausführung wurde es, ausweislich des Standes der Technik, bisher für erforderlich gehalten, die Schweißnähte in parallel und rechtwinklig zur Durchflußrichtung verlaufende Ebenen zu legen, wobei Kreuzungsstellen und sogenannte T-Stöße unvermeidbar waren. Insoweit vermochte auch die in der CSSR-PS 77 790 und der US-PS 3186 431 vorbeschriebene Verbindung zweier halbkugeliger Schalenteile in einer in einer Äquatovialebene umlaufenden Schweißnaht bei kugelförmigen Rohrleitungsverzweigungen keine Anregung dahingehend zu geben, diese Art der Zusammenfügung bei Kugelhahngehäusen zur Anwendung zu bringen. Schließlich besteht ein Funktionserfordernis bei Kugelhahngehäusen darin, die Schalenteile ohne Winkelfehfer und Versatz zusammen7.ufügen, während derartige Fehler bei kugelförmigen Rohrverzweigungen unbeachtlich sind.

Im folgenden soll eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert werden. Die Zeichnung veranschaulicht in einer schematischen Ansichi einen Längsschnitt durch einen kompletten Kugelhahn, dessen Gehäuse aus zwei untereinander gleichen, halbkugeligen Schalenteilen aufgebaut ist. die in einer im spitzen Winkel zur Schallwellenachse verlaufenden Äquatorialebene mittels einer umlaufenden, nicht unterbrochenen Schweißnaht zu einer Kugelform miteinander verbunden sind.

Bei dem in der Zeichnung teils im Längsschnitt durch die Schaltwelienlagerung und teils in einer Ansicht gezeigten Kugelhahn ist das Gehäuse 10 aus zwei untereinander völlig gleichen Schalenteilen 11, 12 in Halbkugeliomi aufgebaut. Diese halbkugeligen .Scha ionteile sind mittels einer umlaufenden Schweißnaht 13 zu einer kugeltorm zusammengefügt. Diese Schweiß naht liegt in einer Äquatorialebene der kugeligen Gehauseform, die durch eine strichpunktierte Linie angedeutet und mit 14 bezeichnet ist und mit der bei 15 angedeuteten Schaltwellenachse einen spitzen Winkel 16 einschließt. Die Größe dieses Winkels bestimmt sich einerseits aus dem Durchmessermaß der auf einander gegenüberliegenden Seiten in die Kugelhalbschalen 11, 12 eingeschweißten Lagerstutzen 17, 18 und andererseits aus dor Forderung, daß die die Kugelschaien-Halbteile miteinander verbindende Schweißnaht 13 in hinreichendem Abstand von den die Lagerstutzen mit den Kugelschalen-Halbtiilen verbindenden Schweißnähten 19,20 liegen soll. Im übrigen sind symmetrisch zu der mit 15 bezeichneten Schaltwellendrehachse an den von letzterer entfernten Stirnseiten der halbkugelförmigen Gehäuseschalen Anschlubstutzen 21, 22 mittels umlaufender Radialschweißnähte 23,24 angeschlossen. Das kennzeichnende Merkmal dieser Gehäuseausbil

ίο dung besteht darin, daß sämtliche Schweißnähte als an keiner Stelle unterbrochene Umlaufnähte ausgebildet sind, die einander weder kreuzen noch berühren.

Das kugelige Absperrorgan 25, daß in der Zeichnung in Offenstellung dargestellt ist, in der seine Mittelboh rung 26 mit den rohrförmigen Anschlußstutzen 21. 22 beziehungsweise mit der Hahnlängsachse 27 (Durch flußrichtung) fluchtet, ist im Gehäuse mittels der ScbaltweJIe 28, 29 und der letztere drehbar aufnehmenden Lagerstutzen 17, 18 gelagert. Der Abdichtung u'es

Absperrorgans dienen Dichtelemente, die im Bereich der Schweißnähte 23, 24 zwischen den rohrförmigen Anschlußstutzen 21, 22 und den beiden kugeligen Gehäuse-Halbteilen 11, 12 angeordnet sind. In der rechten Hälfte der Zeichnung ist ein derartiges Abdichtelement 30 angedeutet. Im übrigen interessiert die Ausbildung der Dichtungselemente sowie die .Schaltwellenverbindung mit dem kugeligen Absperren gan und die Schaltwellenabdichtung im Bereich der vom Lagerstutzen 18 gebildeten Schaltwellenlagerung nicht.

Der Aufbau eines mit einem derartigen Hahngehäuse ausgerüsteten Kugelhahns erfolgt nun in der Weise, daii zunächst die eine Gehäusehälfte, die beispielsweise aus der Kugelhalbschale 12 mit eingeschweißtem Lagerstutzen 18 und ebenfalls angeschweißtem Anschlußstutzen

i-, 22 besteht, mit Dichtungselementen zur Abdichtung ues kugelförmigen Absperrorgans 25 bestückt und dann das Absperrorgan mit dem Schaltwellenteil 29 montiert wird. Danach wird die andere Gehäusehälfte angefügt, die aus der Gehausehalbschale 11 mit eingeschweißter Schaltwellenlagerung 17 und angeschweißtem Anschlußstutzen 21 sowie montiertem Dichtungselement 30 besteht. Anschließend wird der Schaltwellenah schnitt 28 montiert und die Verbindung der beider) Gehäusehalften durch Herstellung der in der Äquatorialebene 14 liegenden, umlaufenden Schweißnaht Π geschaffen. Damit ist die Montage beendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch: v_/

   Kugelhahn mit einem Gehäuse in Schweißausführung, das einen aus zwei einander zu einer angenäherten Kugelform ergänzenden, durch Schweißnähte miteinander verbundenen Schalenteilen bestehenden Mittelteil und an diesen angeschweißte Strömungsrohre besitzt, die den Einbau des Kugelhahns in eine Leitung vermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenteile (1!, 12) in einer gleichermaßen die Hahnlängsachse (27), die sich in Durchflußrichtung durch den Hahn erstreckt, und die Drehachse (15) des Absperrorgans (25) schneidenden Ebene (14) aneinandergefügt und mittels einer umlaufenden, nicht unterbrochenen und andere Schweißnähte weder kreuzenden noch berührenden Schweißnaht (13) miteinander verbunden sind.