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Kugelhahn mit Abdichtung Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn mit
wenigstens einer, den Durchtritt für das Medium ringförmig umschließenden, zwischen
dem Kugelflächen und dem Gehäuse angeordneten Dichtung, welche einen gegen die Kugel
abgeschrägten, im übrigen etwa rechteckigen Querschnitt aufweist.
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Es ist bekannt, das als IXubel ausgebildete Kühen von Kugelhähnen
"schwimmend" zwischen Dichtringen zu lagern. In geschlossenem Zustand wirkt dann
kauf den einen Dichtring zusätzliche zu der vorgegebenen Lagerkraft und Vorspannung
noch der Betriebsdruck. Dies hat den Nachteil, daß die Dichtung dabei einer hohen
Belastung ausgesetzt ist und auch die Reibung beim Betätigen des Hahnes relativ
groß sein kann. Andererseits gibt es auch gelagerte Kugelküken, bei denen die Dichtkraft
nur der Vorspannung entspricht oder durch entsprechende Federn erzeugt werden muß.
In diesem Falle steht also nur eine begrenzte, nicht von abzudichtenden Druck abhängige
Dichtkraft zur Verfügung und dennoch besteht auch hier eine erhöhte Widerstandskraft
beim Verdrehen des Kugelkükens aufgrund der Lagerung und der Reibung an den Dichtungen.
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es besteht deshalb die Aufgabe, eine Abdichtung eines Kugelkükens
in einem Kugelhahn zu schaffen, bei welchem einerseits eine gute und sichere Abdichtung
und andererseits dennoch eine nur geringe Belastung dieser Dichtungen erreicht wird.
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Außerdem soll die Widerstandskraft beim Verdrehen der Kugel möglichst
klein sein.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht insbesondere darin, daß der bzw.
die Dichtunsring(e) einen genen die Lugelfläche £erichteten Ringwulst aufweist und
daß im Bereich des Dichtungsringes mit Abstand zu der Kugel mindestens eine Stützfläche
odX dgl. vorgesehen ist, wobei deren Abstand von dem Kugelküken geringer ist als
der mögliche Fedeneg des Dichtungsringes in druckloser Funktionsstellung. Damit
können auch hohe Drücke gut aufgenommen werden, ohne daß die Dichtung dabei überlastet
wird. Dennoch wird dabei der Betriebsdruck mit dasu herangezogen, die Abdichtung
entsprechend zu vergrößern. Der Ringwulst übernimmt dabei die eigentliche Dichtfunktion.
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Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn der Ringwulst einen gerundeten
Querschnitt aufweist und vorzugsweise etwa dem halbseitigen Querschnitt eines O-Ringes
entspricht. Man erreicht dadurch eine gute,etwa vergleichbar mit einem O-Ring erzielbare
Abdichtung, wobei aber dennoch ein sicher und dicht zu lagernder Dichtring verwendbar
ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ?ann zumindest einer der Dichtringe
an seiner der Kugel abgewandten Rückseite wenigstens eine Dichtlippe od. dgl. aufweisen,
welche gegen das feststehende Gehäuse in Funktionsstellung anliegt. Auch bei einer
entlasteten oder zumindest Oem Betriebsdruck in Schließstellung weniger ausgesetzten
Dichtung wird dadurch eine rückseitige Undichtigkeit vermieden.
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Vorteilhafterweise weist das Hahngehäuse benachbart zu den Dichtringen
auf der zum Gehäuse inneren gerichteten Seite die vorzugsweise ringförmigen Stützflächen
auf. Dadurch kann der im Bereich der Dichtungen auftretende Druck von einer bestimmten
Belastung an gut aufgenommen werden.
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Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die ringförmigen Stützflächen
koaxial zu den Dichtringen angeordnet sind, wobei ihre als Stützfläche dienende
Innenfläche in Anpassung an den Verlauf der Kugeloberfläche schräg verläuft. Zweckmäßigerweise
sind dabei die schrägen Stützflächen konkav gewölbt, wobei
der
Krümmungsradius dieser Wölbung mindestens dem Radius des Kugelkükens entspricht.
Auch bei vergleichsweise hohem Betriebsdruck kann durch diese Ausgestaltungen eine
den Verdrehen der Kugel, insbesondere in die Öffnungsstellung sonst entgegengesetzte
hohe Widerstandskraft vermieden werden.
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Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen
aufgeführt. Nachstehend ist die Brfind-uns mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand
der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Teillängsschnitt eines
Kugelhahnes und Fig. 2 einen geschnitten dargestellten Ausschnitt im Bereich einer
Dichtung.
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In Fig. 1 ist ein kugelhahn 1 dargestellt, der z. B. als IIauptabsperreinrichtung
in einer Gaszuleitung vorgesehen sein kann.
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Er besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 2, das auch den u- bzw.
Ableitungsstutzten 3 und 4 aufweist und einem etwa l;ugelförmigen Küken 5, welches
in dem Gehäuse 2 drehbar gelagert und mittels eines Schalthebels 6 über eine Schaltwelle
8 drehbar ist.
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ZTTischen den Kugelküken 5 und dem Gehäuse 2 ist auf der Zuleitungs-
und auf der Ableitungsseite ein Dichtring 9 vorgesehen.
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Diese Dichtringe 9 sind jeweils in einer Gehäusenute 10 gelagert und
weisen in deren Bereich einen entsprechenden, hier rechteckigen Querschnitt auf.
Die dem Kugelküken 5 zugewandte Seite der Dichtringe 9 ist entsprechend abgeschrägt,
wobei diese Schräge 10 einen Ringwulst 11 aufweist, der in der in Fig. 1 gezeigten
Funktionsstellung nicht sichtbar ist, da das Kuglküken 5 bei entsprechendem Druck
diese elastische Ring wulst 11 verformt. Die Dichtfunktion wird hauptsächlich von
dieser Rinwulst 11 übernommen.
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Die bevorzugte Ausführungsform eines mit zur Erfindung gehörenden
Dichtringes
9 ist gut in Fig. 2 zu erkennen. Dabei ist zur Verdeutlichung der eigentliche Ringwulst
11 des Dichtringes 9 gestrichelt, der entspannten Lage entsprechend eingezeichnet.
In den gezeigten Funktionsstellungen (Fig. 1 und 2) ist der Dichtring9 und insbesondere
dabei der Ringwulst 11 um einen Teil seines möglichen Federweges verformt. Das Kugelküken
5 und innerhalb des Gehäuses 2 angeordnete Stützflächen 12 ist weisen dabei noch
einen Abstand a auf, der kleiner als der restliche noch zur Verfugung stehende Federweg
des Dichtungsringes 9. Bei einer Erhdhung des Betriebsdruckes, der hier beispielsweise
in Richtung des Pfeiles Pf 1 wirkt, kann in Schließstellung des Kugelhahnes 1, diese
erhöhte Druckbeaufschlagung zu einer Anlage des Kugelkükens 5 an den druckfernen
Stützflächen 12 fUhren, so daß damit die Verschiebebewegung des Kugelkükens 5 begrenzt
ist. Dadurch wird verhindert, daß die Dichtung 9 mit einem schkdlichen Druck beaufschlagt
wird. wird, den vorgewählten Abstand a des Kugelkükens 5 von den Stützflächen 12,
tritt nämlich nur eine innerhalb des elastisch verformbaren Bereiches des Dichtringes
9 liegende Belastung auf die eine Beschädigtrngdes Dichtringes 9 verhindert. Somit
dadurch auch eine verlängerte Lebensdauer der Dichtringe 9 erreicht werden. Gegebenenfalls
kann eine den Dichtring 9 insgesamt stabilisierende Armierung, z. B. ein Metallring,vorzugsweise
im rückwärtigen, in dem in der Nut 7 gelagerten Bereich vorgesehen sein.
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Um zu verhindern, daß die bei einer Druckbeaufschlagung des Kugelkükens
5 zumindest etwas entlastete Dichtung 9, also die dem Zuleitungsstutzen 3 zugewandte
Dichtung, an ilrrer dem Kugelküken 5 abgewandten Rückseite 13 undicht wird, kann
diese Rückseite 13 eine Dichtlippe aufweisen oder beispielsweise auch als Klebefläche
ausgebildet sein und dazu gegebenenfalls Klebstofftaschen od. dgl. aufeisen.
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Die in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 gezeigte Stützfläche 12,
die direkt neben dem Dichtring 9 vorseJi-en ist, kann ringförmig umlaufend oder
aber auch nur bereichsweise ausgebildet
sein. Sie ist dabei in
Anpassung an den Verlauf der benachbarten Kugeloberfläche des Kükens 5 entsprechend
abgeschrägt. Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, wenn die schrägen Stützflächen
12 konkav gewölbt sind (Fig. 2), wobei der Krümmungsradius dieser Wölbung mindestens
den Radius des Kugelkükens 5 entspricht. Auch bei einer vergleichweise hohen Druckbeaufschlagung,
wobei das Kugelküken 5 an den Stützflächen 12 anliegt, kann die Reibung und damit
auch die beim Öffnen des Kugelhahnes 1 notwenidge Betätigungskraft vergleichsweise
klein gehalten werden.
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Der vorbeschriebene erfindungsgemäße Kugelhahn 1 weist gegenüber bekannten
derartigen Hähnen u. a. den wesentlichen Vorteil auf, daß auch bei hohen, bzw. überhöhten
Betriebsdrücken keine Beschädigung der Dichtung 9 auftritt, gleichzeitig aber trotzdem,
insbesondere durch die O-ringförmige Wulst 11 eine gute Abdichtung gewährleitstet
ist. Außerdem ergibt sich bei normalen Druckverhältnissen durch das mit bestimmten
Abstand a von den Stützflächen 12 angeordnete Kugelküken 5 in vorteilhafter Weise
eine betriebsdruckabhängige Abdichtung.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung
dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination
miteinander wesentlichen Bedeutung haben.
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-Patentansprüche-