DE2517787A1 - Absperrhahn mit zweiseitigem druckausgleich - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dip!. Ing. K. Haue*

Dipl. f^hys. ·Λ'. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graaifs 9 R 1 7 7 P

Dipl. Ing. W. Wehnert £. ^ I / f Ό f

Dipl. Phys. W. Carstens

8 München '2 Ettore Viraercati Mozartstr. 23

Via Gorridoni,42

24100 Bergamo,Italien München, 21.April 1975

Anwaltsakte M-3489

Absperrhahn mit zweiseitigem Druckausgleich

Die Erfindung betrifft einen Absperrhahn mit zweiseitigem Druckausgleich zum Absperren und zur Regelung des Durchflusses einer Flüssigkeit. Der Absperrhahn verbessert bekannte Hähne und Ventile und ist mit besonderem Vorteil am Ende einer Leitung anzuordnen und im Installationswesen anwendbar.

Gegenstand der Erfindung ist ein Hahn, der in verschiederen Varianten verwirklichbar ist; er bietet mehrere Vorteile im Vergleich zu bekannten Hähnen. Genauer genommen wird nach der Erfindung das Absperren und die Durchflußregelung durch die Kombination zweier Bauteile erlangt, wovon der eine f st und der andere gegenüber diesem verschiebbar ist, und zwar der eine innerhalb des andern, wobei der eine gewöhnlich zylindrisch und der andere hohl und geschlossen mit wenigstens zwei gleichachsigen in den Wänden einander gegenüberliegenden Löchern versehen ist, worin elastische Dichtungen liegen und durch die sich der zylindrische Körper erstreckt. Die Regelung der Wasserführung ist abhängig von der Stellung, die ein Organ, der Länge nach, in Bezug auf das andere annimmt, da das mobile Organ im statischen Gleichgewicht ist, in Bezug auf den Druck und der Reibung, die in jeder seiner Stellungen, vor allem in der geschlossenen, anzutreffen sind und das man vom Ruhestand aus in Funktion des Antriebes des Operateurs, der ihn bedient, verschieben kann. Die Absperranlage dieses Hahns ist zweiseitig und im Gleichgewicht, da die Schließung gleichzeitig an beiden Löchern erfolgt; da diese die gleiche Oberfläche haben ist der Druck auf das mobile Organ vollkommen im Gleichgewicht. Das Material wird vorzugsweise aus Metall oder dazu passende Legierung sein, besonders nichtrostender Stahl und eventuell auch synthetische plastische Materiale. Die elasti-

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sehen Dichtlingen werden aus natürlichem oder synthetischem elastischen Material sein können. Andere Varianten kann man in der Form der Organe haben, die den Hahn bilden, besonders die Richtlinie des zylindrischen Organs kann anders sein als der Kreis und das zylindrische Organ kann anstatt eines kostanten Querschnittes aus verschiedene Teile aus verschiedenen Sektionen gebildet sein, in diesem Pail wird bei geschlossenem Hahn das mobile Organ nicht mehr im statischen Gleichgewicht sein, und dies wenn man besondere Resultate erlangen muss· Es ist bekannt wie alle Torrichtungen für den Auffang und die Regelung des Abflusses einer Flüssigkeit aus einer leitung oder ähnliches, aus einem mobilen Element in seinem Sitz bestehen, der gewöhnlich eine Verlängerung des Zuflussrohres bildet. Dieses Auffangorgan besteht gewöhnlich aus einem Zapfen, der mit einer elastischen Dichtung versehen ist, die sich anlehnt, drückt und sich gegen die öffnung entstellt, die die Zuflussröhre mit der Ausflussröhre in Verbindung stellt, sodass sie geschlossen wird, da der Betrieb des obengenannten Schlussorgans durch ein mit Gewinde versehener, dieses Organ tragende Stielteil gesteuert wird, und der in einem Schraubenmutterteil liegt, der sich in einer festen Wand des Sitzes befindet, der die zwei Zu- und Ausflussröhren verbindet. In diesem traditionellen Hahn, muss das Antriebsystem des Schlussorgans den Druck der Flüssigkeit, der in der geschlossenen Stellung des Hahnes am Stärksten ist, sowie die Reaktion gegen die elastische Verstellung der Dichtung ertragen.

Die Torteile, die diese Erfindung bietet sind zahlreich und beachtenswert. Wir werden hier nur die wichtigsten erwähnen? der Verschleiss der Organe in relativer Bewegung ist praktisch null oder sehr beschränkt, und was eine fast unbeschränkte Dauer des Hahnes erlaubt, ist die ausserordentliehe Einfachheit des Baues, dadiese Organe ganz einfach an der automatischen Drehbank aus rohrförmigen oder massiven Platten hergestellt werden können. Ausserdem ist der Zufluss der Flttssigkeitan regelmässig,

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ohne Hilfe von andern Zubehörstucken und so bis nahe an der Maximalmenge .
In den Abbildungen:

Die Figuren 1 und 2 illustrieren schematisch, bzw. offen und geschlossen einen der Erfindung entsprechenden Hahn, in einer Version, die wir primär nennen werden.

Die Figuren 3 und 4 illustrieren, in den obengenannten zwei verschiedenen Versionen die praktische Anwendung eines Hahnes nach dem Schema der Figuren 1 und 2.

Die Figuren 5 und 6 zeigen schematisch, bzw. offen und geschlossen, einen Hahn nach der Erfindung, aber in einer verschiedenen Version, die wir dual nennen werden.

Die Figuren 7 und 8 zeigen, in den obengenannten zwei verschiedenen Stellungen die praktische Anwendung eines Hahnes nach dem Schema der Figuren 5 und 6.

Die Figur 1 illustriert schematisch, nach einer ersten Version der Erfindung, einen Hahn in offener Stellung, der ein zylindrisches Organ umfasst, das aus einem zylindrischen rohrförmigen Körper 1 und einem hohlen Organ besteht, das in dieser Fassung festes Organ ist, das aus einem hohlen geschlossenen Körper 2 besteht. Das hohle Organ 2 besteht aus zwei entgegengestellten Diaphragmas 3 und 4» einer ausflussrohrförmigen, unter eines der zwei Diaphragmas liegende Höhlung 5» und einem Loch 6, das in die Wand des Organs 2 zwischen den zwei Diaphragmas gebohrt und worin ein Rohr 7 eingeführt ist, das am Ende mit einem Gewinde versehen ist, damit man es an die Leitung anschrauben kann. Die zwei gleichachsigen, in den zwei Diaphragmas gebohrten Löcher 9 und 10, enthalten jedes in der eigenen Wand eine elastische Dichtung, bzw. 11 und 12. Durch diese Löcher läuft in freier Verbindung und durch die Dichtung berührt, das zylindrische Organ, das mit dem Bedienungsgriff 13 versehen ist. Ein fettgedruckter Pfeil zeigt die Richtung des Flttssigkeitflusses.
Die Figur 2 illustriert den gleichen Hahn der Figur 1, aber in

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geschlossener Stellung. Es taucht hier die typische Charakteristik der zweiseitigen ausgeglichenen Schliessung der neuen Passung des Hahnes diener Erfindung auf, und zwar, dass die Resultante der vom Flüssigkeit druck verursa.ch.te, in der Figur mit einigen kleinen Pfeile angegebene Kraft, die bei geschlossenem Hahn auf das mobile zylindrische Organ 1 wirkt, das daher im ständigen stabilen gleichgewicht ist, gleich null ist. Das ist ein weiterer bedeutender Vorteil dieses Hahnes in dieser neuen Fassung, de dieser standige statische G-leichgewiehtzustand des mobilen Organs die hauptsächlichen und unumgänglichen Bestandteile des traditionellen Hahnes zu beseitigen erlaubt, die von der komplizierten im festen Organ sich befindende Aufeinanderfolge, sowie von der schraubenförmigen Verbindung der Aufeinanderfolge mit dem mobilen Regelungsorgan dargestellt sind, die von der Notwendigkeit der vom Flussigkeitdruck und von der elastischen Entstellung der Dichtung verursachte Kraft Widerstand zu leisten, aufgezwungen sind, Kraft, die am unteren Ende .des mobilen Regelungsorgan wirkt und die während dem Betrieb zwischen den Oberflächen in Berührung und in Bewegung zum bekannten Verschleiss führt; sowie vom unabschaffbaren Anspruch über das öffnungs- und Schliessungsinstrument verfügen zu können.

Die Figur 3 illustriert die praktische Anwendung eines HaJanes der ersten Fassung in offener Stellung, der die selben Organe des Hahnes der Figur 1 umfasst. Man erkennt in der Tat: das zylindrische Organ, das aus dem zjKLindrisehen rohrförmigen Körper 1' und aus dem hohlen Organ besteht, welches als festes aus dem hohlen geschlossenen Körper 2' bestehendes Organ dient; die eingefügten Diaphragmas 3¹ und 4¹; die mit der eingeführten Ausflussröhre der Flüssigkeit vervollständigte Höhlung 5¹J das in der Zone zwischen den beiden Diaphragmas gebohrte Loch 6', worin die wegen baugründe entzweigeteilte Röhre 7' eingeführt ist, die am Ende 8* gewunden ist, damit man sie an die Flüssigkeitleitung anschrauben kann; die zwei gleichachsigen in die

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zv/ei Diaphragmas gebohrten Löcher 9' und 10*. Jedes diener Löcher hat in der eigenen Wand die elastischen Dichtungen 11* und 12'; innerhalb dieser Löcher läuft, in freier Verbindung und durch die Dichtung berührt, das zylindrische mit dem Bedienungsgriff 13' versehene Organ. Ein fettgedruckter Pfeil zeigt die Richtung des Flüssigkeitflusses.

Die Figur 4 illustriert den selben Hahn der Figur 3 aber in geschlossener Stellung. Es taucht hier die typische Charakteristik der zweiseitigen ausgeglichenen Schliessung der neuen Fassung des Hahnes dieser Erfindung auf, worüber schon bei der Beschreibung der Figur 2 berichtet wurde, und zwar, dass die Resultante der vom Flussigkeitdruck verursachte, in der Figur mit einigen kleinen Pfeile angegebene Kraft, die bei geschlossenem Hahn auf das mobile zylindrische Organ wirkt, das daher im ständigen stabilen Gleichgewicht ist, gleich null ist. Man bemerke die absolute Abwesenheit jeder Aufeinanderfolge als Bestandteil des festen hohlen Organs sowie der Verbindung zwischen diesem festen hohlen Organ und dem mobilen zylindrischen Organ 1·, das in seinem Sitz frei laufen kenn, im Bereich des erlaubten Hubes und verschiebbar von der Ruhestellung nur in Funktion des Antriebes in direkter Verbindung mit dem Operateur, der ihn bedient.

Die Figur 5 illustriert sehematisch eine Realisierung des Hahnes nach dieser Erfindung in Dualfassung, d.h. indem das zylindrische Organ fest und das hohle mobil ist. In der Figur 5 ist der Hahn in offener Stellung dargestellt und umfasst: das zylindrische Organ, das aus einem rohrförmigen zylindrischen Körper 14 und dem hohlen Organ, das in dieser Fassung mobiles, aus einem geschlossenen hohlen Körper 15 bestehendes Organ ist, besteht. Das hohle Organ bewahrt identisch einige Einzelheiten des hohlen Organs 2 der Figur 1; es besteht in der Tat aus zwei entgegengestellten Diaphragmas 3" und 4", einer sich in der Ausflussröhre der Flüssigkeit verlängernde Höhlung 5", zwei gleichachsigen in den beiden obengenannten Diaphragmas gebohr-

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ten Löcher 9" und 10", jedes Loch hat in der eigenen Wand eine elastische Dichtung, bzw. 11" und 12". Durch diese Löcher, mit der Einschiebung der elastischen Dichtung, läuft das hohle Organ in freier Verbindung, längs dem Mantel des zylindrischen Organs, das am Ende, welches innerhalb des hohlen Organs liegt, mit einem Schliessungsdiaphragma 16 versehen ist, während das andere Ende, ausserhalb des hohlen Organs, mit dem Gewinde 17 versehen ist, damit man es an die Pltissigkeitleitung anschrauben kann; einige Löcher 18 sind im Mantel des zylindrischen Organs gebohrt, sodass, im Bereich des dem hohlen Organ erlaubten Hubes, diese Löcher auf keinem Pail die Schlussrichtlinie der elastischen Dichtung tiberschreiten können. Ein fettgedruckter Pfeil zeigt die Richtung des Plttssigkeitflusses. Die Figur 6 illustriert den selben Hahn der Figur 5 aber in geschlossener Stellung und für ihn gilt die gleiche Betrachtung des Hahnes der Figur 2 mit besonderer Bemerkung an die typische Charakteristik der zweiseitigen ausgeglichenen Schliessung der neuen Fassung des Hahnes dieser Erfindung, woftir die Resultante der vom Pittssigkeitdruck verursachte, in der Figur mit einigen kleinen Pfeile angegebene Kraft, die bei geschlossenem Hahn auf das mobile zylindrische Organ wirkt, das daher im ständigen stabilen Gleichgewicht ist, gleich null ist. Die Figur 7 illustriert die praktische Anwendung eines Hahnes in der dualen Version, in geöffneter Stellung und der die gleichen Organe des Hahnes der Figur 5 umfasst. Man erkennt nämlich: das zylindrische Organ, das aus dem rohrförmigen zylindrischen Körper 14* und aus dem hohlen Organ besteht, das als mobiles aus dem hohlen geschlossenen Körper 15' bestehendes Organ funktioniert; die eingefügten Diaphragmas 3"' und 4"'» die mit der Ausflussleitung der Flüssigkeit vervollständigte Höhlung 5"'; die zwei gleichachsigen in den obengenannten Diaphragmas gebohrten Löcher 9"' und 10"', worin in der eigenen Wand eine elastische Dichtung, bzw. 11"' und 12"', liegt. Durch diese Löcher läuft das hohle Organ in freier Verbindung, mit der

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Einsehiebung der elastischen Dichtung, längs dem Mantel des zylindrischen Organs, das am Ende, welches innerhalb des hohlen Organs liegt, mit einem Schliessungsdiaphragma 16* versehen ist, während das andere Ende ausserhalb des hohlen Organs, mit einem Gewinde 17* versehen ist, damit man es an die Flüssigkeitleitung anschrauben kann. Die zwei Löcher 18' sind im Mantel des zylindrischen Organs gebohrt, sodass, im Bereich des dem hohlen Organ erlaubten Hubes, diese Löcher auf keinem Pail die Schlussrichtlinie der elastischen Dichtung übersehreiten können. Ein fettgedruckter Pfeil zeigt die Richtung des Pittssigkeitflusses. Die Figur 8 illustriert den selben Hahn der Figur 7, aber in geschlossener Stellung. Es taucht hier die typische Charakteristik der zweiseitigen ausgeglichenen Schliessung der neuen Fassung des Hahnes dieser Erfindung auf, worüber man schon bei der Beschreibung der Figur 6 berichtet hat, und zwar, dass die Resultante der vom Flüssigkeitdruck verursachte, in der Figur mit einigen kleinen Pfeile angegebene Kraft, die bei geschlossenem Hahn auf das mobile Organ wirkt, das daher im ständigen stabilen Gleichgewicht ist, gleich null isti Man bemerke die absolute Abwesenheit jeder Aufeinanderfolge als Bestandteil des festen zylindrischen Organs, sowie der Verbindungen zwischen diesem festen zylindrischen Organ und dem mobilen hohlen Organ, das in seinem Sitz frei laufen kann, im Bereich des erlaubten Hubes und das man von der Ruhestellung verschieben kann einzig und allein in Funktion des Antriebes in direkter Verbindung des Operateurs, der ihn bedient.

Die weiter oben illustrierten und beschriebenen Hähne dieser Erfindung sind nur Beispiele in zwei verschiedenen Fassungen der Erfindung; man versteht aber leicht, dass viele andere Baulösungon möglich sind, aber alle diese für die Techniker des Faches leicht vorstellbaren Varianten werden zum Bereich dieser Erfindung gehören.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   Absperrhahn mit zweiseitigem Druckausgleich mit Regelung des Durchflusses einer Flüssigkeit aus einer Leitung, bestehend aus einem Gehäuse und einem Betätigungsorgan, dadurch gekennzeichnet daß beide Bauteile gegeneinander verschiebbar angeordnet sind, wobei ein Bauteil (1;14) mit einer glatten Außenwand und das andere Bauteil (2;15) mit wenigstens zwei Schultern versehen ist, mit denen elastische Dichtungen (11,12) zusammenwirken und zwischen denen das erste Bauteil sich erstreckt, daß die Regelung des Durchflusses abhängig von der Stellung erfolgt, die das erste Bauteil in Bezug auf die durchbohrten Schultern des anderen Bauteils der Länge nach einnimmt und daß das verschiebbare Bauteil im statischen Gleichgewicht, bezüglich des Druckes und der Reibungen in jeder seiner Stellungen ist, und von der Ruhestellung aus willkürlich verschiebbar ist.
2. 2. Absperrhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Bauteil (1) verschiebbar und das Gehäuse (2) fest ist, an das die Zuflußleitung angeschlossen ist und welches mit den Schultern (3,4) und Dichtungen (11,12) zum Führen und Abdichten des Betätigungsorgans (1) versehen ist.

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3. 3. Absperrhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Bauteil fest und mit der Zuflußleitung (14) der Flüssigkeit verbunden ist und das Gehäuse (15) verschiebbar ist, wobei zylindrische Bauteile mit Löchern (18) versehen ist, die in den Innenraum des Gehäuses münden in welchem die Ausflußöffnung (5) angeordnet ist.
4. 4. Absperrhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Dichtungen an den Wänden des Gehäuses angebracht sind.
5. 5. Absperrhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Dichtungen auf dem zylindrischen Betätigungsorgan befestigt sind.
6. 6. Absperrhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußleitung in einem Raum des Gehäuses zwischen den beiden Dichtungen mündet und der Raum durch das Betätigungsorgan in dessen Ruhestellung gegen die stromab der einen Dichtung (12) angeordneten Ausströmöffnung (5) absperrbar ist.
7. 7. Absperrhahn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnung in einem Rohrstück (5¹) ausgebildet ist, das sich innerhalb des Betätxgungsorgans durch die zweite Dichtung in den Raum des Gehäuses erstreckt, wobei der Ringraum zwischen dem Rohrstück (5¹) und dem Betätigungsorgan (I¹) oder der Zuflußleitung (14') als regelbare Drosselstelle wirkt.
8. 8. Absperrhahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (18) in der Zuflußleitung innerhalb der Kammer des verschiebbaren Gehäuses seitlich ausmünden und das Stirnende (16) verschlossen ist.