DE2526863C3

DE2526863C3 - Kugelhahn mit Dichtungsbuchse

Info

Publication number: DE2526863C3
Application number: DE19752526863
Authority: DE
Inventors: Monroe J. Warwick R.I. Feiring
Original assignee: Gulf & Western Manufacturing Co Southfield Mich Us; Gulf & Western Manufacturing Co Southfield Mich
Current assignee: Crosby Valve and Gage Co
Priority date: 1975-06-16
Filing date: 1975-06-16
Publication date: 1981-04-09
Also published as: DE2526863A1; DE2526863B2

Description

Auf der druckseitigen Anschlußseite des Kugelhahns 10, die hier durch den Leitungsabschnitt 14 gebildet ist, ist in der Durchflußöffnung des Gehäuses 12 eine mit der Oberfläche 28 des Kugelkükens 26 zusammenwirkende Dichtungsanordnung 36 vorgesehen, die im nachstehenden im einzelnen zu beschreiben sein wird. Eine entsprechende Dichtungsanordnung kann gegebenenfalls auch in der gegenüberliegenden Durchflußöffnung des Gehäuses vorgesehen werden.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, weist die Dichtungsanordnung 36 eine axial verschiebliche Dichtungsbuchse 38 auf, die an ihrem dem Kugelküken zugewandten Dichtungsende einen Außenflansch 40 aufweist An diesem Ende der Dichtungsbuchse 38 ist weiter eine Dichtungslippe 42 ausgebildet, die an ihrem freien Ende mit einer Dichtungsfläche 44 versehen ist, die tangential zur kugeligen Oberfläche 28 des Kugelkükens 26 liegt

Die Dichtungslippe 42 kann mit der Dichtungsbuchse 38 aus einem Stück bestehen, aber ?uch an die Dichtungsbuchse 38 angeschweißt, in die Dichtungsbuchse eingesetzt oder in sonst einer Weise mit der Dichtungsbuchse verbunden sind. Sie kann aus Metall oder einem Kunststoff bestehen.

Um der Dichtungslippe 42 eine hinreichende Flexibilität zu geben, ist es zweckmäßig, die Dichtungslippe 42 so auszubilden, daß ihre frei vorstehende Länge größer ist als die Breite der mit dem Kugelküken in Eingriff tretenden Sitzfläche 44. Das Verhältnis dieser beiden Abmessungen kann variieren in Abhängigkeit vom Druck des Mediums in der Leitung. Bei relativ niedrigem Druck sollte eine lange und dünne Dichtungslippe verwendet werden, während bei hohem Druck eine breitere Dichtungsfläche vorzusehen ist.

Wie noch zu beschreiben sein wird, wird die Dichtungslippe in dichtendem Eingriff durch die ihr innewohnende Festigkeit gehalten und weiter durch die Kräfte des Druckmediums im Inneren 22 der Leitung 14. Das Druckmedium übt einen Druck gegen die Unterseite und das Ende der Dichtungsbuchse 38 aus und wirkt so, daß die Dichtungslippe 42 in dichtenden Eingriff gezwungen und in Eingriff gehalten wird. Es ist ersichtlich, daß das Druckmedium dazu neigt, die Dichtungsbuchse 38 und die Dichtungslippe 42 radial zu dehnen. Der Druck, der auf die Dichtungslippe 42 ausgeübt wird, um diese in dichtenden Eingriff mit dem Kugelventil 26 zu bringen, ist eine Funktion der Differenz zwischen dem Außendurchmesser der Dichtungsbuchse 38 und dem mittleren Durchmesser der Dichtungsfläche 44 der Dichtungslippe 42. Ein Spalt 47 zwischen dem vorderen Ende der Dichtungsbuchse 38 und der Oberfläche 28 des Kugelhahns beeinflußt den Gesamtdruck, der auf die Dichtungslippe 42 wirkt und verhindert daneben eine Erosion der Dichtungslippe durch das durch den Kugelhahn strömende Medium

Die Dichtungsanordnung 36 nach F i g. 2 und 3 weist weiter einen Druckring 48 und einen Stützring 50 auf. Die Dichtungsbuchse 38 wdst im Bereich ihres hinteren Endes einen Absatz 52 mit kleinerem Durchmesser und einer Schulter 54 auf. Adf den Absatz 52 ist eine Mehrzahl von Dichtungsring.^ 56 bis 61 aufgezogen. Der Endring 61, der an der cienuiter 54 anliegt, hat einen etwas größeren äußeren durchmesser als die anderen Ringe. Dadurch steht dieser Ring 61 normalerweise etwas über die andereil Ringe vor. Bei axialer Druckbeaufschlagung wird der Dichtungsring 61 radial nach außen gegen eine Führungsfläche für die Dichtungsbuchse 38 gepreßt, wodurch die Dichte dieses Ringes vergrößert wird, so daß er etwas härter wird als die anderen Dichtungsringe. Durch die unter der axialen Pressung erfolgende radiale Ausdehnung wird eine positive Dichtwirkung hervorgerufen. Die Dichtungsringe 56 bis 61 bestehen vorzugsweise aus einem nichtmetallischen Material. Dichtringe aus einem geeigneten metallischen Material können jedoch auch verwendet werden, wenn dies zweckmäßig ist In der Zeichnung sind die Dichtringe mit einem rechteckigen

ίο Querschnitt dargestellt Es können aber auch bekannte Dichtringe mit winkelförmigem Querschnitt verwendet werden.

Die Dichtringe 56 bis 61 werden in Achsrichtung durch den Druckring 48 belastet, der mit einem ringförmigen Vorsprung 62 in den durch den Absatz 52 gebildeten Ringraum eingreift und an dem letzten Dichtring 56 an'iegt. Am gegenüberliegenden Ende des Druckringes 48 ist über den Umfang der Endfläche verteilt eine Reihe von Sackbohrungen 63 vorgesehen, in die Druckfedern 64 eingesetzt sind.

Wie in Fig.2 veranschaulicht ist die Durchlaßöffnung des Hahngehäuses 12 mit einer zum Gehäuseinneren hin offenen zylindrischen Ausdrehung 66 versehen, die an ihrem Ende eine Schulter 68 aufweist.

Die Ausdrehung 66 bildet die Führung für die Dichtungsbuchse 38 und den Druckring 48 sowie eine der Dichtungsflächen, an die die Dichtungsringe 56 bis 61 angepreßt werden.

An der Schulter 68 liegt ein Stützring 50 an, der mit einem Absatz mit einer Schulter 70 versehen ist, an der sich die Druckfedern 64 abstützen. Der Außendurchmesser des Absatzes des Stülzringes 50 und seine Länge sind so gewählt, daß auf ihm der Druckring 48 radial und axial geführt ist. In gleicher Weise ist am hinteren Ende der Dichtungsbuchse 38 ein Absatz mit entsprechendem Außendurchmesser vorgesehen. Der innere Durchmesser der Dichtungsbuchse 38 und des Stützringes 50 entspricht dem lichten Durchmesser der Durchflußöffnung des Gehäuseanschlusses bzw. des Kugelkükcns.

■to Durch die Druckfedern 64 wird der Druckring 48 gegen die Dichtungsringe 56 bis 61 gepreßt, so daß diese dichtend in Eingriff mit der Ausdrehung 66 des Gehäuseanschlusses und der Oberfläche des Absatzes 52 sowie der Schulter 54 der Dichtungsbuchse 38 stehen.

■45 Über die Dicntringe wird die Dichtungsbuchse 38 weiter axial in Richtung auf das Kugelküken 26 gedrückt, so daß ein ausreichender Dichtdruck zwischen der Dichtfläche 44 der Dichtlippe 42 und der kugeligen Oberfläche 28 des Kugelkükens erreicht wird. Durch

so den Druck des Mediums in der Anschlußleitung 14 wird ein zusätzlicher Dichtdruck auf die Dichtungslippe aufgebracht, und zwar über die vom Druck wirksam beaufschlagten Stirnflächen der Dichtungsbuchse.

Falls der Kugelhahn nur für den Durchfluß in einer Richtung bestimmt ist, genügt es, eine Dichtungsanordnung der beschriebenen Art auf der bei geschlossenem Kugelhahn durch Druck beaufschlagten Seite vorzusehen. Wenn der Kugelhahn in beiden Richtungen durchströmt wird mit wechselnder Druckbeaufschlagung, sind Dichtungsanordnungen der beschriebenen Art an beiden Anschlußenden vorzusehen.

Wenn im Betrieb das Kugelküken 26 über die Betätigungsvorrichtung 34 in die Schließstellung gedreht wird, umschließt die Dichtungsbuchse mit ihrer Dichtungslippe eine geschlossene Kugelfläche des Kugelkükens. Über den Druckring 48, der gegen die Dichtungsringe 56 bis 61 drückt, wird eine Abdichtung zwischen der Dichtungsbuchse und dem Hahngehäuse

erzielt. Damit ist einmal eine Abdichtung zwischen der Dichtungsbuchse 38 und dem Hahngehäuse und zum andern eine Abdichtung zwischen der Dichtungslippe und der Oberfläche des Kugelkükens erreicht. Damit ist der Einlaß des Kugelhahns dichtend vom Innenraum 24 des Hahngehäuses und damit der Anschlußleitung 16 getrennt. Die Du htungslippe 42 kann in Eingriff mit der Oberfläche 28 des Kugelkükens 26 elastisch verformt werden, ohne daß es zu einer die Form der Dichtungslippe ändernden plastischen Verformung kommt.

Durch die teleskopartig ineinandergreifende Anordnung der Dichtungsbuchse 38, des Druckringes 62 und des Stützringes 15 kann die gesamte Dichtungsanordnung einschließlich der Druckfedern und der Dichtungsringe vormontiert und vom Gehäuseinneren her in die Ausdrehung 66 eingeschoben werden. Dadurch, daß der Druckring 48 innen durch den Absatz des Stützringes 50 übergriffen wird, liegen die Druckfedern in eingebautem ι Zustand in einer abgeschlossenen Ringkammer. Bei einem eventuellen Federbruch können damit keine abgebrochenen Federteile in die Leitung gelangen. In gleicher Weise ist sichergestellt, daß keine Festteile, die in dem durchströmenden Medium enthalten sind, in die κι Federn gelangen. Die Dichtungsanordnung erlaubt ein leichtes Herausnehmen und Einführen des Kugelkükens und sie arbeitet darüber hinaus unbeeinflußt von Spannungen, die im Hahngehäuse oder den Anschlußleitungen auftreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Kugelhahn mit einer Dichtungsbuchse, die auf der Druckseite des Kugelhahns in einer Ausdrehung in der Durchflußbohrung des Gehäuses axial verschiebiich und zum Kugelküken hin federbelastet angeordnet ist und die an ihrem mit dem Kugelküken in Verbindung stehenden Ende mit einer Dichtungslippe versehen ist, wobei der Innendurchmesser der Dichtungsbuchse gleich dem lichten Durchmesser der Durchflußöffnung des Gehäuses ist, die Dichtungsbuchse an ihrem hinteren Ende auf ihrem Umfang einen Absatz aufweist, auf dem eine Mehrzahl von Dichtungsringen angeordnet ist, ein Druckring vorgesehen ist, der mit einer ringförmigen Schulter am hintersten Dichtungsring anliegt, auf der Dichtungsbuchse axial geführt ist und durch achsparallel angeordnete Druckfedern belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Schulter (68) am Ende der Ausdrehung (66) in der Durchflußöffnung des Gehäuses (12) anliegender Stützring (50) vorgesehen ist, der mit einer Schulter (70) versehen ist, an der die Druckfedern (64) abgestützt sind, die mit ihrem anderen Ende in Sackbohrungen (63) im angrenzenden Ende des Druckringes (48) geführt und gehaltert sind, und daß der Stützring und die Dichtungsbuchse an ihren einander zugewandten Enden mit Absätzen gleichen Durchmessers versehen sind, der kleiner ist als der Durchmesser des die Dichtungsringe aufnehmenden Absatzes (52) der Dichtungsbuchse.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelhahn mit einer Dichtungsbuchse, die auf der Druckseite des Kugelhahns in einer Ausdrehung in der Durchflußbohrung des Gehäuses axial verschieblich und zum Kugelküken hin federbelastet angeordnet ist und die an ihrem mit dem Kugelküken in Verbindung stehenden Ende mit einer Dichtungslippe versehen ist, wobei der Innendurchmesser der Dichtungsbuchse gleich dem lichten Durchmesser der Durchflußöffnung des Gehäuses ist, die Dichtungsbuchse an ihrem hinteren Ende auf ihrem Umfang einen Absatz aufweist, auf dem eine Mehrzahl von Dichtungsringen angeordnet ist, ein Druckring vorgesehen ist, der mit einer ringförmigen Schulter am hintersten Dichtungsring anliegt, auf der Dichtungsbuchse axial geführt ist und durch achsparallel angeordnete Druckfedern belastet ist.

Bei einem bekannten Kugelhahn der gattungsgemäßen Art (DE-AS 11 22 789) ist eine Dichtungsanordnung mit keilförmigen Dichtungselementen aus Polytetrafluoräthylen vorgesenen. Die Dichtungselemente werden hierbei mit ihren Keilflächen durch beidseitig angeordnete und einander entgegenwirkende Federn belastet. Die an dem vom Kugelküken abgewandten Ende der Dichtungsanordnung angeordneten Druckfedern liegen dabei in Führungen, die in in der Schulter am Ende der Ausdrehung angeordneten Sacklöchern vorgesehen sind bzw. in Sacklöchern eines an diesem Ende angeordneten Druckringes, wobei sie sich gegen die Schulter anlegen. In beiden Fällen überbrücken die Druckfedern einen offenen Spalt zwischen der Dichtungsanordnung und der Schulter. Bei der Montage sind sie nur einseitig gehaltert.

Es ist weiter ein Kugelhahn bekannt (US-PS

31 14 386), bei dem die Dichtungsbuchse auf einer Führungsbuchse geführt ist, deren innerer Durchmesser dem lichten Durchmesser des Kükendurchgangs entspricht und die mit ihrem Ende über eine Weichdichtung an einer Schulter am Ende der die Dichtungsanordnung aufnehmenden Ausdrehung im Gehäuse anliegt. Zwischen der Dichtungsbuchse und der Führungsbuchse ist eine Kammer angeordnet, in der einander gegenüberliegende Lippendichtungsringe angeordnet sind, von denen einer durch einen Druckring belastet ist, der Bohrungen zur Aufnahme von Druckfedern aufweist, die mit ihrem anderen Ende an der gegenüberliegenden Lippendichtung anliegen. Bei diesem bekannten Kugelhahn müssen drei verschiedene Dichtungen vorgesehen werden, um die Dichtungsbuchse an ihrem hinteren Ende und ihrem Umfang abzudichten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kugelhahn der gattungsgemäßen Ari so auszugestalten, daß er mit einer Radialdichtung nach Art einer Stopfbuchsdichtung mit Stopfbuchsringen arbeitet, weitgehend verschmutzungsunanfällig ist und in einfacher Weise montierbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein an der Schulter am Ende der Ausdrehung in der Durchflußöffnung des Gehäuses anliegender Stützring vorgesehen ist, der mit einer Schulter versehen ist, an der die Druckfedern abgestützt sind, die mit ihrem anderen Ende in Sackbohrungen im angrenzenden Ende des Druckringes geführt und gehaltert sind, und daß der Stützring und die Dichtungsbuchse an ihren einander zugewandten Enden mit Absätzen gleichen Durchmessers versehen sind, der kleiner ist als der Durchmesser des die Dichtungsringe aufnehmenden Absatzes der Dichtungsbuchse.

Ein Kugelhahn gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kugelhahns mit den zugehörigen Leitungsanschlüssen, wobei die linke Seite im Schnitt dargestellt ist,

F i g. 2 in größerem Maßstab einen Längsschnitt durch die Dichtungsanordnung des Kugelhahns,

F i g. 3 wiederum in größerem Maßstab einen Ausschnitt aus dem Schnitt nach F i g. 2,

F i g. 4 in gleichem Maßstab wie F i g. 3 das vordere Ende der Dichtungsbuchse mit der daran ausgebildeten Dichtungslippe.

In F i g. 1 ist ein in einem Leitungsabschnitt eingebauter Kugelhahn 10 dargestellt, mit einem Gehäuse 12, an das am druckseitigen Einlaß ein Leitungsabschnitt 14 und am gegenüberliegenden Auslaß ein Leitungsabschnitt 16 angeschlossen ist, die Strömungswege 22 bzw. 23 bilden. Über Schrauben 18, 20 ist an der Ober- und Unterseite des Gehäuses jeweils ein Deckel 32 befestigt.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Leitungsabschnitte 14 und 16 an den Einlaß und Auslaß des Gehäuses 12 angeschweißt. Es können selbstverständlich auch andere Verbindungen vorgesehen werden.

In der Gehäusekammer 24 ist ein Kugelküken 26 mit einer Durchlaßbohrung angeordnet. Das Kugelküken ist mit gegenüberliegenden Drehzapfen 30 versehen, mit denen es in den Gehäusedeckeln 32 drehbar gelagert ist. Am oberen Drehzapfen 30 greift ein bekannter Drehantrieb 34 für das Kugelküken an, mit dem es zwischen der öffnungs- und der Schließstellung drehbar