DE2753141A1

DE2753141A1 - Kugelhahn

Info

Publication number: DE2753141A1
Application number: DE19772753141
Authority: DE
Inventors: Juha Antti Elia Dip Nelimarkka
Original assignee: Nelimarkka juha Antti Elia dipl-Ing
Current assignee: Neles Jamesbury Oy
Priority date: 1976-12-03
Filing date: 1977-11-29
Publication date: 1978-06-08
Also published as: FR2373005A1; GB1570449A; CA1070287A; SE432814B; JPS6149538B2; FI55567B; JPS5373621A; FI763488A; US4231545A; SE7713349L; FI55567C; FR2373005B1

Description

Graffs Patentanwalt Am Bürgerpark B D 3300 Braunschwelg Germany

Juha Antti Elia Nelimarkka
Marjalahdentie 8
00930 Helsinki 93
Finnland

Patentanwalt Dipl.-Ing. Harro Gralfs

Am Bürgerpark 8

D 3300 Braunschweig, Germany

Telefon 0531-74798

Cable patmarks braunschweig

27. Nov. 1977 N 525 - G/Lie

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Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn» bei dem das Kugelküken zwei diametral gegenüberliegende Drehzapfen aufweist, von denen der eine über eine in einem Gehäuse angeordnete Dichtung, insbesondere Stopfbuchsdichtung, aus dem einen Gehäuse herausgeführt und der andere mit einer ballig- oder kugelförmig ausgebildeten Oberfläche versehene Drehzapfen im Hahngehäuse so gelagert ist, daß das Kugelküken durch Kippen mit wenigstens einer im Hahngehäuse angeordneten Dichtung in und außer Eingriff bringbar ist.

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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kugelhahn der genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, daß er für hohe Innendrücke, beispielsweise von 25 MPa oder auch erheblich darüber anwendbar ist und zwar auch für hohe Temperaturen, wobei gefordert wird, daß der Hahn auch gute Sichtungseigenschaften hat, aber trotzdem für die Verstellung nur ein geringes Drehmoment und damit nur einen klein ausgelegten Betätigungsmechanismus benötigt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Dichtungsgehäuse relativ zum Hahngehäuse querbeweglich auf dem nach außen geführten Drehzapfen angeordnet ist und daß zwischen dem Dichtungsgehäuse und dem Hahngehäuse ein druckfester Balgen angeordnet ist, der der Querbewegung des Dichtungsgehäuses beim Kippen des Hahnkükens folgt.

Der Balgen, der vorzugsweise nach Art eines Faltenbalgens ausgebildet ist, kann zwischen dem Hahngehäuse und der Unterseite des Dichtungsgehäuses angeordnet sein. Er kann aber auch um das Dichtungsgehäuse herum vorgesehen werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im Nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Kugelhahn gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform.

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Fig. 2 zeigt den Kugelhahn nach Fig. 1 zusammen mit der zugehörigen Betätigungsvorrichtung.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den oberen Teil eines Kugelhahns gemäß der Erfindung in einer abgewandelten Ausführungsform.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Kugelhahn weist ein Kugelküken 2 auf, das in einem Hahngehäuse 3 angeordnet ist, das mit einem Durchflußkanal 4 ausgestattet ist. Im Kugelküken 2 ist eine Durchgangsöffnung 15 vom selben Durchmesser wie der Durchmesser des Durchgangs 4 angeordnet. In der Darstellung nach Fig. 1 und 2 befindet sich das Kugelküken 2 in seiner Schließstellung.

Das Kugelküken 2 ist mit zwei einander gegenüberliegenden Drehzapfen 9 und 10 versehen. Der Drehzapfen 9 ist in einer Sackbohrung im Gehäuse versehen. Seine Oberfläche ist kugelförmig bzw. ballig mit einem Mittelpunkt 16. Der gegenüberliegende Drehzapfen 10 , über den das Kugelküken 2 betätigt wird, ist über eine Bohrung im oberen Teil des Hahngehäuses nach außen geführt. Die Durchführung ist über eine Dichtungsanordnung 6 abgeschlossen.

In dem Hahngehäuse 3 sind zu beiden Seiten des Kugelkükens 2 ringförmige Nuten 13 und 14 quer zur Durchflußrichtung angeordnet, in denen Dichtungsringe 13 und 14,vorzugsweise Metalldichtungsringe, angeordnet sind, die mit der Kugeloberfläche des Kugelkükens zusammenwirken.

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In der Schließstellung wird das Kugelküken 2 durch den Druck in der abzusperrenden Leitung gegen den jeweils wirksamen Dichtungsring 13 oder 14- gedrückt. Das Kugelküken kann dabei um den Schwenkpunkt 16 gegen den betreffenden Dichtungsring gekippt werden, so daß der volle, auf das Kugelküken wirkende Druck zur Erzeugung des Dichtdruckes zur Verfügung steht. Oberhalb des Kugelkükens 2 ist der Drehzapfen 10 mit Spiel durch das Gehäuse geführt, um die Kippbewegung zu ermöglichen.

Die Dichtungsanordnung 6 weist einerseits eine Stopfbuchsdichtung mit einem Stοpfbuchsgehäuse 18,der Stopfbuchspackung 7 und der Stopfbuchsbrille 8 auf. Die Stopfbuchsdichtung ist auf der Spindel angeordnet und mit der Spindel bei der Kippbewegung relativ zum H-ihngehäuse 3 querbeweglich. Zwischen dem Stopfbuchsgehäuse 6 und dem Hahngehäuse 3 ist eine Balgendichtung 5 angeordnet, die bei dieser Ausführungsform einerseits dichtend mit der Unterseite des Stopfbuchsgehäuses 18 und zum anderen dichtend mit einem auf der Oberseite des Hahngehäuses angeordnetem Flansch verbunden ist. Die Balgendichtung 5» die vorzugsweise als Faltenbalgen mit runden, eckigen oder ziehharmonikaförmigen Falten ausgebildet ist und vorzugsweise aus Metall besteht, ist so dimensioniert, daß sie die Leitungsdrücke aufnehmen kann, aber trotzdem eine Seitenbewegung der Spindel mit der darauf angeordneten Stopfbuchsdichtung ermöglicht. In Achsrichtung sollte der Balgen so steif ausgebildet sein, daß keine wesentliche axiale Längung erfolgt. Der Balgen sollte ferner daa Reaktionsdrehmoment beim Drehen des Kugelkükens aufnehmen können. Bei sehr hohen Drücken

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kann es zweckmäßig sein, den Balgen 5 durch Zuganker zwischen dem Hahngehäuse und Stopfbuchsgehäuse, zu entlasten, die so kippbar zu lagern wären, daß sie der Querbewegung des Drehzapfens 10 beim Kippen des Kugelhahns folgen können.

Zum öffnen und Schließen des Hahnes wird das Kugelküken 2 um 90° um die vertikale Achse gedreht. Bevor über den in Fig. 2 dargestellten Drehantrieb 23 ein Drehmoment auf den Drehzapfen 10 abgegeben wird, sollte bei hohen Drücken das Kugelküken 2 zunächst in eine Mittelstellung gebracht werden, in der das Kugelküken außer Eingriff mit den beiden Dichtungen 13 und 14-ist. Zu diesem Zweck kann ein gesonderter Kippantrieb vorgesehen werden, der in Fig. 2 veranschaulicht ist. Um ein Gelenk 20 an einer festen Struktur schwenkbar gelagert ist ein Antriebszylinder 19 vorgesehen, dessen Kolbenstange 22 mit einem Ring 21 verbunden ist, der den Drehzapfen 10 umgreift. Über dem Antriebszylinder 19 und den Ring 21 kann die Kippbewegung in die Mittelstellung vorgenommen werden. Über den Antriebsmotor 23 braucht dann nur noch das Drehmoment aufgebracht werden, das zum Drehen des Kugelkükens 2 erforderlich ist und das sich im wesentlichen aus der Reibung in der Lagerung des Drehzapfens 9 und der Dichtungsreibung zusammensetzt. Die Gehäusedurchführung 17 ist so groß, daß der Drehzapfen 10 auch in den extremen Kipplagen nicht mit dem Gehäuse in Berührung kommt.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Teile, die mit Teilen der Ausfuhrungsform nach Fig.

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1 und 2 identisch bzw. vergleichbar sind, mit gleichen Bezugszeichen mit dem zugesetzten Index a bezeichnet. Abweichend von der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 3 der Faltenbalgen 5 um das Stopfbuchsgehäuse 18 a herum«geordnet und erstreckt sich zwischen dem Flansch auf der Oberseite des Hahngehäuses 3 a und der Unterseite des Flansches des Stopfbuchsgehäuses 18 a. Bei dieser Ausführungsform wird eine kürzere Baulänge als bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 erzielt. Der Balgen 5 a hat hier jedoch einen größeren Durchmesser.

Der Drehantrieb 23« der am oberen Ende des Drehzapfens 10 angreift, ist mit dem Hahngehäuse 3 über Träger 24 verbunden, die in Durchflußriohtung des Kugelhahns und flexibel sind, so daß der Drehantrieb 23 beim Kippen des Kugelkükens 2 der dabei auftretenden Querbewegung des Drehzapfens 10 an dessen oberem Ende folgen kann. Über die Stützen 2 *- wird andererseits ein Drehen des Antriebes 23 relativ zum Hahngehäuse verhindert. Andere Verbindungen, die eine entsprechende Beweglichkeit des Drehantriebes 23 ermöglichen, können verwendet werden.

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Claims

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Patentansprüche

.^v Kugelhahn,bei dem das Kugelküken zwei diametral gegenüberliegende Drehzapfen aufweist, von denen der eine über eine in einem Gehäuse angeordnete Dichtung, insbesondere Stopfbuchsdichtung, aus dem einen Gehäuse herausgeführt und der andere mit einer ballig- oder kugelförmig ausgebildeten Oberfläche versehene Drehzapfen im Hahngehäuse so gelagert ist, daß das Kugelküken durch Kippen mit wenigstens einer im Hahngehäuse angeordneten Dichtung in und außer Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsgehäuse (18, 18a) relativ zum Hahngehäuse (3) querbeweglich auf dem nach außen geführten Drehzapfen (10) angeordnet ist und daß zwischen dem Dichtungsgehäuse und dem Hahngehäuse ein druckfester Balgen (5« 5&) angeordnet ist, der der Querbewegung des Dichtungsgehäuses beim Kippen des Hahnkükens folgt.
2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Balgen (5) zwischen der Unterseite des Dichtungsgehäuses (18) und dem Hahngehäuse angeordnet ist.
3. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Balgen (5a) außen um das Dichtungsgehäuse (18a) herum angeordnet ist.

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ORIGINAL INSPECTED