DE2834370A1 - Absperrorgan - Google Patents

Description

4. August 1978

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION

600 Grant Street

Pittsburgh, Pennsylvania 15219 /V.St.A.

Unser Zeichen: R 963

Absperrorgan

Die Erfindung betrifft Absperrorgane, insbesondere Absperrorgane mit drehenden Schäften.

Es sind viele verschiedene Ausführungen von AbsperrOrganen bekannt, wobei eine Anzahl auf die Lösung des Problems der Wartung und Erhaltung der Schaftdichtungen gerichtet ist, die eine Drehdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Absperrorganschaft bilden.

Zusätzlich zu diesem Problembereich, jedoch ebenfalls hiermit verbunden, ergibt sich das Problem der Herstellung eines Absperrorgans, das sich auch am Einsatzort leicht warten läßt, insbesondere die Herstellung eines Hahnschiebers, der ohne jede Strömungsunterbrechung in der zugehörigen Leitung gewartet werden kann. Eine der typischen Wartungsarbeiten am Einsatzort ist der Austausch der Schaftdichtungen, wobei es wichtig ist, daß das Absperrorgan während des Austausches dieser Dichtungen wenigstens zeitweilig betriebsbereit bleibt.

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Diese Probleme sind durch die vorbekannten Absperrorgane in vielen Fällen nur teilweise gelöst, während das erfindungsgemäß vorgesehene Absperrorgan eine Anzahl einmaliger, fortschrittlicher Merkmale aufweist, die bei den bekannten Absperrorgangestaltungen bisher nicht vorhanden waren.

Beispiele für charakteristische Ausführungen der bekannten Absperrorgane dieser und anderer Art sind beispielsweise in den US-Patentschriften 1 584 699, 1 671 6O3, 1 680 812,

2 945 668, 3 096 070, 3 115 151, 2 231 235, 3 406 707,

3 5/7 682 und 3 586 289 beschrieben.

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Absperrorgans, das äußerst effektiv und leistungsfähig arbeitet sowie eine einmalige, fortschrittliche Schaft-Drehdichtung aufweist.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Absperrorgangs mit drehendem Schaft, das sich tatsächlich am Einsatzort warten läßt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Absperrorgans, das preiswert hergestellt werden kann, zuverlässig arbeitet und leicht zu warten ist.

Darüberhinaus ist Ziel der Erfindung die Schaffung eines Absperrorgans mit einem Gehäuse, welches einen Durchgang für das Strömungsmedium und eine diesen Durchgang schneidende Bohrung aufweist. In der Bohrung ist ein Absperrglied vorgesehen, das in der Schließstellung des Absperrorgans den Durchgang sperrt. Das Absperrglied selbst weist eine durchgehende Öffnung auf, die in der Öffnungsstellung des Absperrorgans den Gehäusedurchgang frei gibt. Das Absperrglied und das Gehäuse bilden an dem einen Absperrgliedende eine erste Kammer. In dem Gehäuse ist ein Schaft drehbar angeordnet und mechanisch mit dem Absperrglied gekuppelt, so daß dieses in-

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nerhalb des Gehäuses durch den Schaft gedreht werden kann. Der Schaft weist einen ringförmigen Rand auf, der der ersten Kammer zugewandt ausgebildet und innerhalb dieser Kammer angeordnet ist. Der Schaft wird zur Abdichtung gegenüber dem Gehäuse von wenigstens einer ringförmigen Dichtung umschlossen. Es ist ferner eine Einrichtung zur Einleitung eines Druckes in die erste Kammer vorgesehen, der gleich oder größer dem Leitungsdruck ist und derart auf den ringförmigen Rand einwirkt, daß er den Schaft in Axialrichtung im Sinne einer Zusammendrückung der ringförmigen Dichtungen bewegt.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Absperrorgans, bei dem das Absperrglied als Hahnkegel ausgebildet ist, welches drehbar in der Gehäusebohrung sitzt, die ihrerseits der Kegelform des Hahnkegels angepaßt ist, wobei der Hahnkegel und das Gehäuse am schmaleren Kegelende die erste Kammer bilden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Kegelhahnschiebers, bei dem der Außendurchmesser des an dem Schaft ausgebildeten ringförmigen Randes kleiner ist als der Innendurchmesser der ersten Kammer.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Kegelhahnschiebers, bei dem eine drucksichere Abdichtung durch die ringförmige Dichtung herbeigeführt wird, wobei ein beweglicher Kontakt zwischen der Außenfläche des Schaftes und der einwärtsgerichteten Fläche der Ringdichtung sowie zwischen der radial verlaufenden Fläche des Ringes und der benachbarten radial verlaufenden Fläche der Ringdichtung besteht.

Darüberhinaus ist Ziel der Erfindung die Schaffung eines Kegelhahnschiebers, bei dem der Schaft von einem mitdrehenden Ring umgeben ist. Der Ring weist dabei eine radial verlaufende Fläche auf, die der Ringdichtung dichtend anliegt.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Kegelhahnschiebers, bei dem die Einrichtung zur Einleitung eines Druckes in die erste Kammer einen Absperrteil für die Einführung eines unter Druck stehenden Dichtungsschmiermittels in die erste Kammer und in auf der Außenfläche des Absperrgliedes ausgebildete Nuten umfaßt.

Ein Ziel der Erfindung ist weiterhin die Schaffung eines Kegelhahnschiebers mit einer druckabhängig arbeitenden Absperreinrichtung in dem Hahnkegel, der den Eintritt des Leitungsdrucks in die erste Kammer erlaubt, wenn der Druck darin unter den Leitungsdruck abfällt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist außerdem die Schaffung eines Kegelhahnschiebers, bei dem am breiteren Ende des Hahnkegels eine zweite Kammer ausgebildet ist und eine Einrichtung zur Einleitung eines dem Leitungsdruck entsprechenden Druckes in die zweite Kammer vorgesehen ist, um den Hahnkegel in dem Gehäuse dynamisch auszubalancieren.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Kegelhahnschiebers mit mehreren ringförmigen Dichtungen, die aus einem Material mit starken Selbstschmiereigenschaften bestehen, durch die die Reibung zwischen ihnen und der Außenfläche des Schaftes sowie der radial verlaufenden Fläche des Ringes verringert wird:

Weiterhin ist Ziel der Erfindung die Schaffung eines Kegelhahnschiebers, bei dem das Gehäuse eine den Schaft im Bereich der ersten Kammer umgebende ringförmige Lippe aufweist. Die Lippe hat dabei eine radial verlaufende einwärtsgerichtete Fläche, die als Rücksitz für eine radial verlaufende Fläche des ringförmigen Randes des Schaftes dient.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Kegelhahnschiebers, bei dem der Ring auf der äußeren zylindrischen

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Fläche des Schaftes sitzt und auf dem Schaft eine radial verlaufende Fläche ausgebildet ist.

Weiterhin ist Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines Kegelhahnschiebers, bei dem die durckabhängig arbeitende Absperreinrichtung ein Kugelrückschlagventil in einer Bohrung des Hahnkegels zwischen dem Gehäusedurchgang und der ersten Kammer umfaßt, wobei die Kugel bei Abfall des Drucks in der ersten Kammer unter dem Leitungsdruck von ihrem Sitz abgehoben wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist schließlich die Schaffung eines Kegelhahnschiebers, bei dem zwischen dem Schaft und dem Hahnkegel eine Belastungseinrichtung vorgesehen ist, die den Hahnkegel zu seinem weiteren Ende hin belastet. Die Belastungseinrichtung weist dabei eine Feder auf, die in einer Schaftaufnahme sitzt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäß gestalteten Kegelhahnschiebers,

Fig. 2 eine gegenüber der Schnittdarstellung in Fig.1 um etwa 90 gedrehte Schnittdarstellung des Kegelhahnschiebers und

Fig. 3 eine Draufsicht des Kegelhahnschiebers gemäß Fig. 1.

In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäß verbesserten Kegelhahnschiebers 10 dargestellt. Der Kegelhahnschieber 10 ist in .hohem Maße an viele Anwendungsbereiche und Betriebserfordernisse anpaßbar, wie dies den Fachleuten bekannt ist. So kann der erfindungsgemäß ge-

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staltete Kegelhahnschieber beispielsweise bei der Öl- und Gasproduktion, bei Raffinerie- und Leitungseinrichtungen, bei Strömungssystemen aller Art und dergleichen verwendet werden.

Der Kegelhahnschieber 10 ist mit einem Gehäuse 12 versehen. Das Gehäuse 12 ist in typischer Ausführung als Gußteil gestaltet, das für die betriebsfähige Einführung der verschiedenen Bauteile maschinell nachbearbeitet oder anderweitig geeignet vorbereitet ist. Das Gehäuse 12 ist dabei so gestaltet, daß es eine Endkappe 14 aufnehmen kann. Die Endkappe kann mit dem Gehäuse durch geeignete Befestigungsmittel wie eine Reihe von Schraubenbolzen 16 verbunden sein. Bei entfernter Endkappe lassen sich die verschiedenen betriebsnotwendigen Teile des Absperrorgans, die nachfolgend noch beschrieben werden sollen, in das Gehäuse 12 einführen, so beispielsweise der Schaft 18, das Kupplungsglied oder der A.usgleichsring 20 und das Absperrglied 22, die alle vom Boden her in das Gehäuse eingesetzt bzw. in dem Gehäuse zusammengesetzt werden.

Der Schaft 18 ist in dem Gehäuse 12 drehbar angeordnet und mechanisch mit dem Ausgleichsring 20 gekuppelt. Der Ausgleichsring 20 wiederum ist mechanisch mit dem Hahnkegel 22 gekuppelt, der an einer konischen Grenzfläche 24 drehbar in dem Gehäuse 12 sitzt. Dabei ist ohne weiteres erkennbar, daß die Drehung des Schaftes 18-eine Drehung des Hahnkegels 22 herbeiführt, wobei der Ausgleichsring 20 den Schaft 18 mechanisch mit dem Hahnkegel 22 kuppelt. Die Endkappe 14 ihrerseits ist mit einer Gewindeausnehmung 28 versehen, in die eine Einstellschraube 30 für den Hahnkegel und eine Schutzkappe 32 einschraubbar sind. Die Kegeleinstellschraube 30 ist, wie der Name sagt, zur Einstellung der Axiallage des Kegels 22 in dem Gehäuse 12 vorgesehen. Diese Einstellung erfolgt unter Einschaltung einer runden Axialdruckkugel 34, die in dem Raum 36 im unteren Ende des Hahnkegels 22 untergebracht ist und an einem Kugelsitz 38 abgestützt ist. Der Kugelsitz 38 wird abhängig von

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der Axialbewegung der Einstellschraube 30 verlagert, so wird beispielsweise bei einem Einschrauben der Einstellschraube 30 in die Endkappe 14 der Hahnkegel 22 zusammen mit der Axialdruckkugel 34 in Richtung auf das schmale Ende des Hahnkegels hin gedrückt.

Um die Übergangsstelle des Gehäuses 12 zu der Endkappe 14 kann eine bandförmige Dichtung 40 vorgesehen sein, um den Zwischenraum 42 zwischen diesen beiden Bauteilen gegenüber der Umgebung abzudichten. Die Abdichtung des Zwischenraums wird zusätzlich verstärkt durch eine Schmiervorrichtung 44, die in einer Bohrung 46 der Endkappe 14 angeordnet ist und durch die Schmierfett unter Druck in den zuvor genannten Zwischenraum 42 eindrückbar ist. Es ist dabei hinzuzufügen, daß das Fett den Zwischenraum 42 ganz ausfüllt und auch die Gewindebolzen 16 umgibt, so daß deren Gewinde gegen jegliche ungünstige Substanzen bzw. Umgebungseinflüsse abgeschirmt werden.

Der Schaft 18 ist, wie zuvor bereits erwähnt wurde, drehbar in dem Gehäuse 12 gehalten. Er ist dabei mit einem ringförmigen Rand 48 versehen, der im Bereich der oberen Kammer 76 liegt. Die obere Kammer 76 wird nachfolgend noch im einzelnen erläutert. Der ringförmige Rand 48 kann einstückig mit dem Schaft 18 ausgebildet sein und hat generell einen geringeren Durchmesser als- der Innenraum der oberen Kammer 76. Speziell ist der Außendurchmesser 19 des ringförmigen Randes 48 kleiner als der Innendurchmesser der oberen Kammer 76, so daß der Rand in der Kammer frei drehen kann. Der Schaft 18 ist weiterhin mit einem zusätzlichen ringförmigen Rand 21 versehen, der eine radial verlaufende Fläche 23 hat, die von der oberen Kammer 76 nach außen hin weist. Der ringförmige Rand 21 kann ebenfalls einstückig mit dem Schaft 18 ausgebildet sein, so daß er mit diesem mitdreht. Wie bei dem ringförmigen Rand hat auch die Außenfläche 25 des ringförmigen Randes 21 einen kleineren Durchmesser als die Innenfläche der oberen Kammer 76,

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so daß dieser Ring ebenfalls frei in der Kammer drehbar ist.

Der Hahnschieber 10 ist weiterhin mit einem Ring 27 versehen, der den Schaft 18 umgibt und mit diesem mitdreht. Der Ring 27 ist an dem Schaft 18 durch eine enge Passung im wesentlichen festgelegt und berührt die Innenfläche des Gehäuses nicht, so daß er frei von dem Gehäuse mit dem Schaft mitdreht.

In dem Gehäuse über dem Ring 2 7 und unter der Schaftkappe 62 sind mehrere ringförmige Dichtungen 56 unter Bildung einer Dichtungspackung angeordnet. Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, ist die Schaftkappe 62 durch eine geeignete Befestigungseinrichtung, wie einer Reihe von Gewindebolzen 64, fest mit dem Gehäuse 12 verbunden. Die Schaftkappe 62 sorgt neben einer zwangsweisen Positionierung der Dichtungen 56 auch für eine Abdichtung des Schaftes gegen die Umgebung durch die Anordnung einer Wetterdichtung 66, wie sie beispielsweise durch die Firma John Manville unter der Bezeichnung "Wiper construction II, Type P" hergestellt wird. Die Schaftkappe 62 erfüllt weiterhin die Funktion eines Anschlaggliedes, da der Anschlaggliedteil 68 der Schaftkappe 62 angeformt sein kann, um mit einem an dem Schaft drehfest angebrachten Anschlagkragen 70 zusammenzuwirken. Der Anschlagkragen 70 ist mit einem Ausschnitt 72 versehen, dessen Endschultern 74 die Drehbewegung des Schaftes 18 auf einen bestimmten Drehwinkel begrenzen. Die Bewegungsbegrenzung des Schaftes 18 durch den Anschlagkragen 70 erfolgt beim Anstoßen jeder der Kragenschulgern 74 an dem Anschlagglied 68.

Wie jede der Schnittdarstellung des Absperrorgans 10 erkennen läßt, bilden das Gehäuse 12 und der Hahnkegel 22 eine obere Kammer 76 und eine untere Kammer 78. Zur Einführung eines Dichtungsschmiermittels in die obere Kammer 76 ist eine Rückschlagventil-Anordnung 80 vorgesehen, durch die das Dichtungsschmiermittel unter Druck einführbar ist. Das Dichtungsschmiermittel fließt, nachdem es die obere Kammer 76 gefüllt hat,

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auch in axial verlaufende Nuten 82 und eine Umfangsnut 84. Wie der Name Dichtungsschmierraittel andeutet, dient das Material dem doppelten Zweck der Schmierung der verschiedenen Betriebsteile des Absperrorgans 10 und zugleich der Abdichtung des Hahnkegels gegenüber dem Gehäuse.

Das Gehäuse 12 seinerseits ist mit einer radial verlaufenden Öffnung versehen, die in Verbindung mit einer Druckentlastungsschrauben-Anordnung 86 steht. Diese Druckentlastungsschrauben-Anordnung 86 umfaßt eine teilweise mit Gewinde versehene Ausnehmung 90 des Gehäuses 12. Die Druckentlastungsschrauben-Anordnung 86 läßt den Leitungsdruck in der ersten Kammer 76 ab, wenn die Kappe 62 in noch zu beschreibender Weise entfernt wird. Von der mit Gewinde versehenen Ausnehmung 90 wird ein geeignetes Arretierglied wie eine kompakte, runde Kugel 88 aufgenommen, die in der Ausnehmung 90 auf einem (nicht dargestellten) Kugelsitz sitzt. Die Kugel 88 wird dichtend auf dem Kugelsitz durch eine Kopfschraube 92 gehalten, die in die Gewindeausnehmung 90 eingeschraubt ist.

Der Hahnschieber ist unempfindlich gegen die Festsetzerscheinung, da der Hahnkegel 22 bei teilweise oder geöffneter Stellung, d.h. bei Verbindung der Öffnung 94 des Hahnkegels mit dem Gehäusedurchgang 96 in dem Gehäuse 12, dynamisch ausbalanciert wird. Die dynamische Ausbalancierung des Absperrorgans wird erreicht durch die Ausbildung einer ersten axial verlaufenden öffnung 98 in dem Hahnkegel, der die öffnung 94 mit der unteren Kammer 78 verbindet, sowie durch die Ausbildung einer zweiten axial verlaufenden Öffnung 100 in dem Hahnkegel, der die Öffnung 94 mit der oberen Kammer 76 verbindet. Die Öffnung 98 kann gegenüber der Längsachse des Hahnkegels 22 versetzt sein und ebenso kann auch die öffnung 100 außerhalb dieser Längsachse liegen.

An dieser Stelle ist erkennbar, daß der Druck in der öffnung 94 bei teilweise oder ganz in der Öffnungsstellung befindli-

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chem Hahnkegel 22 zugleich auch in der oberen Kammer 76 und in der unteren Kammer 78 vorhanden ist. Der in der Kammer 76 und 78 vorhandene Druck wirkt sich dabei auch auf das schmalere Ende 102 des Hahnkegels 22 und auf das breitere Ende 104 des Hahnkegels 22 aus. Der auf das schmalere Ende 102 und das breitere Ende 104 des Hahnkegels 22 wirkende hydraulische Druck sucht die Axiallage des Hahnkegels 22 gegenüber der konischen Grenzfläche 24 in dem Gehäuse 12 jederzeit zu erhalten, selbst beim Auftreten von Druck- und Temperaturspitzen. Dabei stellt sich allerdings ein geringfügiges Druckungleichgewicht in Richtung auf den Verjüngungsbereich des Kegels durch Sekundärkräfte ein, wie sie durch die verhältnismäßig großen Querschnittsbereiche des breiteren Kegelendes 104 gegenüber dem verhältnismäßig kleineren Ende des Kegels und auch durch die ungleiche Gewichtsverteilung des Kegels 22, der an seinem breiteren Ende naturgemäß scherer ist als an seinem schmaleren Ende, hervorgerufen werden. In Abhängigkeit von der Lage des Absperrorgans in der zugehörigen Leitung kann auch die Schwerkraft im Hinblick auf eine axiale Verlagerung des Hahnkegels 22 in Richtung der Längsachse eine Rolle spielen. Zum Ausgleich dieser Sekundärkräfte kann eine Schraubenfeder 106 in der Längsachse des Hahnkegels 22 angeordnet sein und diesen in Richtung der Längsachse von dem Scheitelbereich des Kegels bzw. Kegelstumpfes weg belasten. Die Feder 106 belastet außerdem den Schaft 18 derart, daß dieser einen anfänglichen Axialkontakt mit der Dichtung 56 erhält. Die Feder kann in einer Aufnahme 108 des Schaftes untergebracht sein und, wie zuvor schon erläutert wurde, sich dabei dem Hahnkegel 22 anlegen und diesen belasten. Der Hahnkegel 22 erfährt daher tatsächlich keine Belastungen, die ihn axial zu verlagern suchen, wenn Druck- und Temperaturspitzen bzw. -schwingungen auftreten. Das Fehlen einer solchen axialen Verlagerung des Hahnkegels führt auch zu einer Beseitigung des Festset zphänomens, da der Hahnkegel 22 seine axiale Lager innerhalb des Gehäuses 12 stets beibehält und nicht in den Gehäu-

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sekegel gedrück sowie dadurch festgeklemmt wird, sobald eine Druck- oder Temperaturspitze bzw. -schwingung stabilisiert worden ist.

In der zweiten axial verlaufenden Öffnung 100 sitzt ebenfalls eine runde Kugel 110. Die Kugel, die nicht durch die Feder 106 belastet wird, schwebt frei in dieser Axialöffnung und dient als Rückschlagventil, das den Fluß des Dichtungsschmiermittels in die Öffnung 94 des Hahnkegels 22 sperrt, wenn dieses unter Druck in die obere Kammer 76 eingeführt wird.

Zu der Dichtungspackung 56 ist auszuführen, daß deren Einzeldichtungen sehr gute Schmierungseigenschaften aufweisen und aus Materialien wie einer Kombination aus GRAFOIL (Handelsname der Firma Union Carbide) bestehen kann, das in Bandform erhältlich ist. Dieses GRAFOIL-Band kann in geeigneter Weise mit einem TEFLON-Material (Handelsname der Firma E.I. Dupont De Nemours & Co.) kombiniert werden. Wie zuvor schon erwähnt worden ist, ist der Ring 27 im wesentlichen fest mit dem Schaft 18 verbunden, so daß er mit diesem mitdreht und dadurch an seiner radial verlaufenden Fläche 29 in Bewegungskontakt mit der radial verlaufenden Fläche 31 steht, die von der nach unten weisenden Fläche der untersten Dichtung der Dichtungspackung 56 gebildet wird. Darüberhinaus hat die Dichtungspackung einen Bewegungskontakt mit der Außenfläche des Schaftes 18. Wie erwähnt, erfährt die obere Kammer 76 den höheren Leitungsdruck oder Dichtungsschmiermitteldruck. Dieser Druck wirkt auf die verschiedenen Flächen der ringförmigen Ränder 21 und 48, die generell in der oberen Kammer 76 angeordnet sind. Die Fig. 1 und 2 lassen erkennen, daß dieser Druck den Schaft 18 im wesentlichen in Richtung der Längsachse und im wesentlichen von dem Hahnkegel weg belastet. Insbesondere lassen die Fig. 1 und 2 erkennen, daß der Druck auf die untere radial verlaufende Fläche 33 des ringförmigen Randes 48 einwirkt, so daß die auf diese Weise insgesamt erzeugte Differenzkraft den Schaft 18 von dem Hahn-

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kegel 22 weg nach außen zu bewegen sucht. Wenn der Schaft 18 sich in dieser Richtung bewegt, wirkt der ringförmige Rand 21 auf den Ring 27, der dadurch in der gleichen Richtung wie der Schaft 18 belastet wird. Der mit dem Schaft 18 mitdrehende Ring 27 sucht dadurch die Dichtungen 56 gegen das stationäre Anschlagglied 48, das mit dem Gehäuse 12 verbolzt ist, zusammenzudrücken. Wenn der Ring 27 die Dichtung 56 zusammendrückt, werden diese in einen noch innigeren Kontakt mit dem Schaft 18 gedrückt, so daß die Abdichtung diesem gegenüber zusätzlich verstärkt wird. Darüberhinaus kommt der Ring 27 auch mit seiner radial verlaufenden Fläche 29 in einen innigeren Kontakt mit der Dichtungspackung 56. Wie schon dargelegt worden ist, ergibt sich zwischen der Außenfläche des Schaftes 18 und der Dichtungspackung 56 wie auch zwischen der Dichtungspackung 56 und der radial verlaufenden Flächen 29 des Ringes 27 ein Bewegungskontakt. Es kann daher erwünscht sein, an diesen speziellen Punkten ein höheres Maß an Schmierwirkung durch den Einsatz einer größeren TEFLON-Menge zu erreichen. Dieser Einsatz stellt sicher, daß bei der Drehung des Schaftes über den vorgegebenen Drehwinkel eine wirksame Drehdichtung erhalten bleibt.

Die vorangehenden Ausführungen lassen erkennen, daß der Leitungsdruck und/oder der Druck des Dichtungsschmiermittels als antreibende Kraft betrachtet werden kann, die im Ergebnis dazu führt, daß die Dichtungspackung 56 in innige Dichtberührung mit dem Schaft 18 und dem Ring 27 wie auch mit der Innenfläche des Gehäuses 12 und der abwärts gerichteten, radial verlaufenden Fläche des Anschlaggliedes 68 kommt.

Es ist außerdem festzustellen, daß der ringförmige Rand 48 zusätzlich zu den zuvor genannten Funktionen auch als Rücksitz bzw. Anschlagsitz dient. Wenn es beispielsweise notwendig ist, die Dichtungspackung 56 zu ersetzen, können, wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, nach einer Entfernung der Gewindebolzen 64, die die Abnahme des Anschlaggliedes 68 nach

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der Abnahme des Anschlagkragens 70 erlaubt, die Dichtungen freigelegt werden. Wenn die Schaftkappe 62 in dieser Weise entfernt ist, neigt der Schaft 18 selbst dazu, sich in Axialrichtung nach außen zu bewegen, wobei dann der ringförmige Rand 48 sich mit seiner auswärtsgerichteten, radial verlaufenden Fläche 35 auf eine radial verlaufende Fläche 37 aufsetzt, die in dem Gehäuse 12 ausgebildet ist.

Wie ebenfalls schon erwähnt wurde, können die verschiedenen Betriebsteile des Absperrorgans 10, d.h. der Schaft 18, das Axialdrucklager und die Dichtung 56, der Ausgleichsring 20, die Feder 106, die runde Kugel 110, das Absperrglied 22, die runde Absperrglied-Druckkugel 34 usw. durch die öffnung des Gehäuseendes hindurch eingebaut werden, die durch die Endkappe 14 verschlossen ist. Wenn der Schaft 18 durch den Boden des Gehäuses 12 hindurch entfernt worden ist, stößt der Ring 27 gegen den winkligen Vorsprung 39 des Gehäuses 12 und gleitet dabei von dem Schaft ab, wenn dieser aus dem Gehäuse herausgezogen wird.

Auf diese Weise wird ein einzigartig gestalteter Hahnschieber 10 mit druckbetätigten Rotationsdichtungen geschaffen, die eine leistungsfähige, wirksame Dichtung zwischen dem drehbaren Schaft 18 und dem Gehäuse 12 bewirken. Es kommt hinzu, daß der Hahnschieber 10 am Einsatzort gewartet werden kann, ohne daß dabei die Strömung in der Leitung unterbrochen werden muß. Darüberhinaus können die Dichtungen 56 entfernt und ersetzt werden, während das Absperrorgan betriebsfähig installiert bleibt.

Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungen nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung, in deren Rahmen noch mancherlei Änderungen möglich sind.

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Claims (1)

1. - 283437Q

   Patentanwälte

   Dipl.-Ing Dipl.-Chem. Dipl -Ing.

   E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

   Ernsbergerstrasse 19

   8 München 60

   4. August 1978

   ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION

   Grant Street

   Pittsburgh, Pennsylvania 15219 /V.St.A.

   Unser Zeichen: R 963

   Ansprüche :

   1.) Absperrorgan mit einem Gehäuse, das einen Durchgang für das Strömungsmedium und eine diesen Durchgang schneidende Bohrung aufweist, in der ein Absperrglied drehbar angeordnet ist, das den Strömungsdurchgang des Gehäuses in der Schließstellung des Absperrorgans sperrt und in der Öffnungsstellung des Absperrorgans frei gibt, wobei das Absperrglied durch einen drehbar in dem Gehäuse angeordneten Schaft, mit dem es mechanisch gekuppelt ist, zwischen der Absperrstellung und der Freigabestellung gedreht werden kann, dadurch gekennzeichnet , daß das Absperrglied und das Gehäuse an einem Absperrgliedende eine erste Kammer bilden, in der ein ringförmiger Rand des Schaftes positioniert ist, daß ferner wenigstens eine ringförmige Dichtung den Schaft umgibt und diesen gegenüber dem Gehäuse abdichtet und daß eine Einrichtung zur Einleitung eines dem Leitungsdruck entsprechenden oder den Leitungsdruck übersteigenden Druckes in die erste Kam^ mer vorgesehen ist, der auf den ringförmigen Rand einwirkt

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   und den Schaft zu einer Zusammendrückung der Dichtungen in Axialrichtung bewegt.

   2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Absperrglied als Hahnkegel ausgebildet ist, der drehbar in der Gehäusebohrung sitzt, welche der Form des Hahnkegels angepaßt konisch ausgebildet ist, und daß der Hahnkegel und das Gehäuse an dem schmaleren Kegelende die erste Kammer bilden.

   3. Absperrorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Außendurchmesser des an dem Schaft ausgebildeten ringförmigen Randes kleiner ist als der Innendurchmesser der ersten Kammer.

   4. Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

   3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft von einem Ring umschlossen 'ist, der mit diesem dreht und eine radial verlaufende Fläche aufweist, die der Ringdichtung dichtend anliegt.

   5. Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

   4, gekennzeichnet durch eine durch die ringförmige Dichtung bewirkte druckdichte Abdichtung bei einem Bewegungskontakt zwischen der Außenfläche des Schaftes und-der einwärtsweisenden Fläche der Ringdichtung sowie zwischen der radial verlaufenden Fläche des Ringes und der radial verlaufenden Fläche der Ringdichtung.

   6. Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

   5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einleitung eines Druckes in die erste Kammer eine Absperreinrichtung zur Einführung eines unter Druck stehenden Dichtungsschmiermittels in die erste Kammer und in an der Außenfläche des Hahnkegels ausgebildete Nuten umfaßt.

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   7. Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

   6, gekennzeichnet durch die Anordnung einer druckabhängig arbeitenden Absperreinrichtung in dem Hahnkegel, die den Eintritt des Leitungsdrucks in die erste Kammer erlaubt, falls der Druck in der Kammer unter den Leitungsdruck abfällt.

   8. Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

   7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem breiteren Ende des Hahnkegels eine zweite Kammer sowie eine Einrichtung zur Einführung eines den Leitungsdruck entsprechenden Druckes in diese Kammer zum dynamischen Ausbalancieren des Hahnkegels ausgebildet sind.

   9. Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

   8, gekennzeichnet durch die Verwendung mehrerer ringförmiger Dichtungen aus einem Material mit guten Schmiereigenschaften,zur Verringerung der Reibung zwischen ihnen und der Außenfläche des Schaftes sowie der radial verlaufenden Fläche des Ringes.

   10. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse mit einer den Schaft im Bereich der ersten Kammer umgebenden ringförmigen Lippe versehen ist, die eine radial verlaufende, einwärtsgerichtete Fläche aufweist, welche als Rücksitz für eine radial verlaufende Fläche des ringförmigen Randes dient.

   11. Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

   10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring auf der äußeren Zylinderfläche des Schaftes sitzt und an dem Schaft eine radial verlaufende Fläche ausgebildet ist.

   12. Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

   11, dadurch gekennzeichnet , daß die druckabhängig arbeitende Absperreinrichtung ein Kugelrück-

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   schlagventil umfaßt, das in einer Bohrung des Hahnkegels zwischen dem Gehäusedurchgang und der ersten Kammer sitzt und bei einem Druckabfall in der ersten Kammer unter den Leitungsdruck von seinem Sitz abhebt.

   13. Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schaft und dem Hahnkegel eine Belastungseinrichtung vorgesehen ist, die den Hahnkegel zu seinem breiteren Ende hin belastet.

   14. Absperrorgan nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungseinrichtung eine in einer Aufnahme des Schaftes angeordnete Feder ist.

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