DE2852439C2

DE2852439C2 - Kugelhahn

Info

Publication number: DE2852439C2
Application number: DE2852439A
Authority: DE
Inventors: Sadayuki Kobe Nakanishi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1977-12-02
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1984-01-19
Also published as: JPS5825186B2; CA1104549A; FR2410772A1; IT1100450B; JPS5478528A; FR2410772B1; DE2852439A1; US4226258A; IT7830484A0

Description

I diese über einen weiteren Kanal zur Umgebung

|entlüftet wird, so daß während des öffnens und

\ Schließens des Kugelhahns ständig aus dem Durchfluß-

s kanal Strömungsmittel austreten kann. Das zur

t. Entlüftung vorgesehene Ventil hat eine andere Ausbil- i dung als das Schaltventil des erfindungsgemäßen - Kugelhahns. Der Schaltstellantrieb wiederum ist mit : mehreren getrennt voneinander bewegbaren Kolben versehen, so daß auüi dessen Ausbildung eine andere als j bei der Erfindung ist. Schließlich ist bei diesem ϊ bekannten Kugelhahn vorgesehen, daß der Kükenstell- ! antrieb in Reihe mit dem Schaltstellantrieb geschaltet ist, so daß bei einem Versagen oder einer Störung des Schaltstellantriebes die Gefahr besteht d?ß die S·. Ί-^g des Kükens nicht mehr geändert wciJer. ka> . und beispielsweise im Bedarfsfall der Kugeihahn niciu mehr geschlossen werden kann.

Ein Ausfühnin'jEbeispiel der Erfip·.-.«ng ist in den Zeichnungen dargestellt und wi-\: im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 und 4 geschnittene Teilansichten eines Kugelhahns,

F i g. 2 ein Schaltbild mit einem Steuerventil 41 ^nd einem Kükenstellantrieb 52 des Kugelhahns gemäß den F i g. 1 und 4; und

Fig.3 eine vergrößerte Schnittansicht des Steuerventils 41.

Der in F i g. 1 zum Teil im Schnitt dargestellte Kugelhahn zeigt ein in einem Hahngehäuse 10 drehbar gelagertes, kugelförmiges Küken 11. In das Hahngehäuse 10 ist eine ringförmige Aufnahmehülse 13 für den Ventilsitz rings um einen stromaufwärtigen Durchflußkanai 12 des Kahns eingepaßt. Die Aufnahsnehülse 13 für den Ventilsitz ist über einen bestimmten Bereich H\ in Längsrichtung X des Hahns frei verschiebbar und weist einen an ihrem vorderen Ende befestigten Ventilsitz 14 auf, der mit der Umfangsfläche des Kükens 11 in Berührung kommt wenn die Aufnahmehülse 13 wie in F i g. 1 nach links verschoben ist Die Aufnahmehülse 13 für den Ventilsitz umfaßt einen inneren Ring 13a, einen an die Außenfläche des inneren Rings 13a angepaßten äußeren Ring 136 und den in eine am vorderen Ende der in der beschriebenen Weise angeordneten Ringe 13a u nd 13b befindlichen Rille 15 eingepaßten Ventilsitz 14. Für Berührung mit der Umfangsfläche des Kükens 11 und zur Ausbildung einer Dichtung für das Fluid erstreckt sich der Ventilsitz 14 über die Rille 15 hinaus. Die vorderen Enuen des inneren Rings 13a und des äußeren Rings 136 sind ebenfalls zur Anpassung an die Umfangsfläche des Kükens 11 zu einer gleichflächigen Berührung gekrümmt.

Der äußere Ring 136 ist mit dem inneren Ring 13a mittels Schrauben verbunden. Am Umfang des inneren Rings 13a sind dazu entsprechende Sacklöcher 17 und im äußeren Ring 136 entsprechende Bohrungen 18 vorgesehen, in die die Schrauben 16 zur Befestigung der zwei Ringelemente miteinander eingeschraubt werden. Der Teil des Hahngehäuses 10, in dem die Aufnahmehülse 13 für den Ventilsitz eingepaßt ist, ist in der dargestellten Weise abgestuft und die Aufnahmehülse 13 für den Ventilsitz ist in entsprechender Weise abgestuft, so daß die äußeren Flächen der Aufnahmehülse mit entsprechenden abgestuften Flächen des Gehäuses in gleichflächiger Beziehung zueinander stehen. In den Umfaiigsflächen 13a-I und 13a-II des inneren Rings 13a sind Q-Rmge 19a und 196 vorgesehen. Die Q-Rir.ge 19a und 196 stehen mit den Umfangsflächen 106 und löe des Hahngehäuses 10 in Berührung, die den äußeren Umfangsflächen 13a-I und 13a-11 entsprechen, wodurch "eine Fluiddichtung ausgebildet wird, während eine hintere Stirnfläche 13a-ill des inneren Rings 13a und eine innere Umfangsfläche 1Od des Hahngehäuses 10 einen Ringraum begrenzen, der als abgedicntete Kammer 20 ausgebildet ist. Die Abmessung H\ in Längsrichtung X der Kammer 20 entspricht dem Verschiebebetrag der Aumahmehülse 13 für. den Ventilsitz. Die Abmessung H2 des Spiels zwischen einer hinteren Stirnfläche i3a-IV des inneren Rings 13a und einer inneren Umfangsfläche 10c des Hahngehäuses 10, die der ersten Fläche entspricht weist die Beziehung H2 > Wi auf, während die Abmessung Hz des Spiels zwischen einer hinteren Stirnfläche 136-1 des äußeren Rings 136 und einer inneren Umfangsfläche 10a des Hahngehäuses, die der ersten Fläche entspricht die Beziehung H-% > H2 aufweist Der äußere Ring 136 ist in bezug auf den inneren Ring 13a um einen Betrag W₄ in Strömungsrichtung des Fluids X verschiebbar, wobei

An entsprechenden Stellen am äußeren Umfang des inneren Rings 13a sind Aussparungen 21 ν,. 'gesehen, in denen eine Schraubenfeder 22 vorgespannt Lt, wobei ein Ende der Federn an der inneren Umfangsfläche 10a des Hahngehäuses 10 anliegt Der innere Ring 13a und der äußere Ring 136 werden auf diese Weise mittels der Schraubenfeoiern konstant gegen das Küken 11 vorgespannt Die Abmessung D\ der Berührungsfläche des Ventilsitzes 14 mit der Umfangsfläche des Kükens Ii, die Abmessung Di der äußeren Umfangsfläche 13a-I des Innenrings 13a und die Abmessung Eh der äußeren Umfangsfläche 13a-H erfüllen die Beziehung Di> D\ > Eh- Der Innendurchmesser des Innenrings 13a weist die Abmessung D» auf.

Das Hahngehäuse 10 ist mit einem Schaltstellantrieb 24 sowie einem Schaltventil versehen, das den Zufluß oder die Absperrung des Druckfluids von dem stromaufwärtigen Durchflußkanal 12 in die abgedichtete Kammer 20 steuert.

Von einer Umschaltkammer 26, in der ein Ventilelt·· ment 15 verstellbar ist erstreckt sich ein Kanal 236 in F i g. 1 nach unten, und verbindet die Steuerkammer mit dem sfomaufwärtigen Durchflußkanal IZ Von der Umschaltkammer 26 erstreckt sich in F i g. 1 nach links ein weiterer Kanal 23a. der wiederum mit einem mit der Kammer 20 in Verbindung stehenden Kanal 27 in Verbindung steht. Das obenerwähnte Ventilelement 25 wird mittels eines Kolbenelements 30 betätigt Ein Gehäuse 28 des Schaltstellantriebs 24 umfaßt einen Hohlraum 29. in dem das Kolbenelement 30, bestehend aus einem ersten Kolbei 30c und einem zweiten Kolben 30a für eine gleitende bewegung aufgenommen wird. Das Knlbendement 30 umfaßt eine Kolbenstange 31, die an ihrem vorderen Ende das Ventilelement aufweist, so daß das Ventilelement 25 längs eines Kanals 32 in dem Gehäuse 23 giciier. kann. Das Ycr.tüeiemen! 25 »«<· die Umschaltkammer 26 bilden das erwähnte Schaltventil.

Der Kanal 32 jteht an einem Ende mit der UmscbaJlkarr.mer 26 und mit dem gegenüberliegenden Ende mit einem Kanal 33 in Verbindung, der mit einem Ende mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht Das Gehäuse 28 ist weiter mit einem Paar Druckaustrittsöffnungen 34a, 346, einem Paar Druckeintriusöffnungen 35a, S56, einer Schraubenfeder 36 und einer Trennwand 306 versehen. Die Schraubenfeder 36 ist in einer unterhalb des ersten Koibens 30c ausgebildeten vierten Kammer 29cf angeordnet und

'drückt das Kolbenelement 30 nach oben. Die Druckaustrittsöffnung 346 ist mit der Kammer 29c/ verbunden, und die andere Druckaustrittsöffnung 34/} steht mit einer mittels des Kolbens 30a und der in der Mitte des Hohlraums 29 angeordneten Trennwand 306 gebildeten dritten Kammer 296 in Verbindung. Die eine Druckeintrittsöffnung 35a ist mit einer oberhalb des zweiten Kolbens 30a ausgebildeten zweiten Kammer 29a verbunden, und die andere Druckeintrittsöffnung 35b sieht mit einer mittels der Trennwand 306 und des Kolbens 30c gebildeten ersten Kammer 29c in Verbindung. Durch die Aufwärts-und Abwärtsbewegung des Kolbenelements 30 wird mit dem Ventilelement 23 die Verbindung des Kanals 27 zum Kanal 32 oder zum Kanal 236 geschaltet. Wenn das Ventilelement 25 angehoben ist. schließt es. wie f- i g. 1 erkennbar ist das offene Ende des Kanals 32 und öffnet es das offene Ende des Kanals 236, so daß das Druckfluid im Fluiddurchflußkanal 12 durch den Kanal 236, die (Jmschaltkammer 26. den Kanal 23a und den Kanal 27 in der vorher beschriebenen Reihenfolge in die abgedichtete Kammer 20 eintreten kann. Wenn das Ventilelement 23 sich dagegen nach unten bewegt, öffnet es das untere Ende des Kanals 32 und schließt das offene Ende des Kanals 236. wodurch die abgedichtete Kammer 20 über den Kanal 27. den Kanal 23a. die Umschaltkammer 26. den Kanal 32 und den Kanal 33 mit der umgebenen Atmosphäre verbunden wird. Wie bereits oben ausgeführt wird die Schaltbewegung des Ventilelementes 25 mittels der Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Kolbenelements 30 des Schaltstellantriebs 24 bewirkt Die Aufwärtsbewegung des Kolbenelements 30 wird durch die Federkraft der Schraubenfeder 36 und die Abwärtsbewegung des Kolbenelements 30 durch die im folgenden beschriebene Schaltung bewirkt

In der in F ι g. 2 und 3 gezeigten Anordnung verbindet eine Leitung 40 ein Steuerventil 4i mit dem stromaufwärtigen Durchflußkanal 12 wobei ein Ende mit einer in der Umfangswand des stromaufwärtigen Durchflußkanais 12 ausgebildeten Öffnung 42 im Hahngehäuse 10. und das andere Ende mit einer Umschaltkammer 43 des Steuerventils 41 verbunden ist Das Steuerventil 41 umfaßt, wie es in F i g. 3 gezeigt ist ein Paar Venti'korper 44a 446. die sich innerhalb der Umschaltkammer 43 befinden und in eine bestimmte Richtung mittels Schraubenfedern 45a 456 vorgespannt sind An den den Schraubenfedem 45a 456. gegenüberliegenden Enden sind Stangen 46a 466 vorgesehen, mit denen die Ventilkörper 441.446 gegen die Kraft der Schraubenfedern 45a 456 gedruckt werdea Dabei wird entweder die Stange 46a oder die Stange 46b mittels eines drehbar um einen Stift 47 gelagerten Hebels 48 nach innen gedruckt Die Umschaltkammer 43 ist über die zwei Veritilkörper 44a 446 in vier Zonen unterteilt Die vier Zonen 43a 436. 43c und 43d sind mit entsprechenden Leitungen 40, 49a 496 und einer Entspannungsleitung 49c verbunden. Das andere Ende der Leitung 496 führt zu einem Gasölbehälter 50a der den in der Leitung 496 herrschenden Gasdruck in einen Öldruck umwandelt Der sich ergebende Öldruck wird durch eine Leitung 51 einem Kükenstellantrieb 52 zugeführt, der das Küken 11 öffnet und schließt Die Leitung 51 teilt sich in Zweigleitungen 51a 516. 5Iq. Hn Ende der Zweigleitung 51a führt zur Druckeintrittsöffnung 356 des Schaltstellantriebs 24 in Fig. \. Die übrigen Zweigleitungen 516 und 51c führen zu entsprechenden Druckkammern 52a 526 des Kükenstellantriebs 52
Die zu der Zone 43b des Steuerventils 41 führende Leitung 49a ist mit einem zweiten Gasölbehäiter 506 verbunden, der wiederum Ober die Leitung 53 und Zweigleitungen 53a, 536 mit Druckkammern 52c, 52c/ des Kükenstellantriebs 52 verbunden ist Die Leitung 53 S teilt sich ferner in eine Zweigleitung 53c, die zu der Druckeintrittsöffnung 35a des in Fig. 1 gezeigten Schaltstellantriebs 24 führt Die Leitungen 51 und 53 laufen durch eine Handpumpe 54. Der Kükenstellantrieb 52 urtlfaßt zwischen den Druckkammern 52a, 52c

(0 und 526, 52c/ angeordnete Kolben 55a und 556, die mit einer Kolbenstange 56 verbunden sind. In einer sich zwischen den Druckkammern 52c, 526 erstreckenden Kammer bewegt die Kolbenstange 56 eine auf der Drehachse des Kükens 11 befestigte Gabelstange 57.

Die mit der Zone 43ddes Steuerventils 41 verbundene Leitung 49c kann zur Atmosphäre führen.

Mit einer solchen Schaltung arbeitet der Kugelhahn in der folge nden Weise.
Es wirci angenommen, daß das Druckfluid (im vorliependen Beispiel Gas) in den stromaufwärtigen Duru kanal 12 einfließt und das Küken 11 geschlossen ist (dies ist in F i g. 1 gezeigt). Hierbei wird der Hebel 48 des Steuerventils 41 in einer mittleren Stellung gehalten (siehe Fig.2 und 3). D? die Ventilkörper 44a und 446 in dem Steuerventil 41 durch die Schraubenfedern 45a. 456 in der in der Zeichnung gezeig; ■ ι Weise nach rechts gedrückt werden, befindet sich das über den stwwsyifcvartigen Durchflußkanal 12 in die Zone 43a eingetretene Druckfluid in dieser Zone und kann nicht zu der Leitung 51 oder 53 gelangen. Es wird daher kein Öldruck über die Zweigleitungen 51a oder 53c auf die Kammern 29a oder 29c des Schaltstellantriebs 24 aufgebracht Dies hat zum Ergebnis, daß das Kolbenelement 30 mittels der Schraubenfeder 36 so nach oben gedrückt wird, daß es das offene Ende des Kanals 23t/ öffnet und das gegenüberliegende Ende des Kanals 32 schließt Das in dem stromaufwärtigen Durchflußkanal 12 befindliche Druckfluid fließt auf diese Weise über den Kanal 27 in die ringförmige Kammer 20, wodurch es nicht nur auf die hintere Stirnwand 13a-IV, sondern ebenfalls auf die die Kammer 20 begrenzende hintere Stirnwand 13a-III wirkt und dadurch den inneren Ring 13a vorwärts in Richtung des Fluids drückt Das Druckfluid wirkt ebenfalls auf den inneren Ring 13a in der der Durchflußrichtung des Fluids entgegengesetzten Richtung, weil zwischen der Räche 13a-V am Ende des inneren Rings 13a und dem kugelförmigen Küken 11 ein kleiner Zwschenraum besteht Das mit dierm Zwischenraum in Verbindung stehende Druckfluid wii kt auf die Wand 13a-V und auf einen Teil des Ventilsitzes 14. Betrachtet man die Druckwirkung auf Grund des Drucks Pa in dem stromaufwäriigen Durchflußkanal 12 auf die Aufnahmehülse 13 für den Ventilsitz in Durchflußrichtung des Fluids X, so ist die
Durchflußrichtung gerichtete Druckkraft

P₁ =~ itä -

- Di)}P_A

und die in entgegengesetzter Richtungwirkende Druckkraft

P₂ =~ fö-

Da P₁ > F₂ ist, wird die Aufhahmehülse 13 für den Ven-

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tilsitz infoige der resultierenden Druckkraft

P- -j- (Pi-

P.)

gegen die Umfangsfläche des Kükens 11 gedrückt, wobei Pb Η*"· Druck in dem Hahngehäusehohlraum 58 ist Die Schraubenfeder 22 drückt die Aufnahmehülse 30 für den Ventilsitz in Durchflußrichtung, des Fluids. Der von der Aufnahmehülse 13 gehaltene Ve.itiWtz 14 berührt somit die Umfangsfläche des Kükens !1, wodurch eine Fluiddichtung ausgebildet wird. Die Endwand 13a-Vdes irneren Rings 13a berührt ebenfalls die Umfangsfläche des Kükens 11, wodurch eine weitere Dichtung für das Fluid ausgebildet wird.

Der so geschlossene Kugelhahn wird auf folgende Weise geöffnet Der Hebel 48 des Steuerventils 41 wird in die in F i g. 3 gezeigte Richtung V, geschwenkt Dabei verschiebt der Hebel 48 die Stange 466 in solcher Weise, daß der Ventilkörper 446 sich nach links gegen die Kraft der Schraubenfeder 456 bewegt Hierdurch kann Druckfluid von der Zone 43a in die Zone 43c und dann über die Leitung 496 in den Gasölbehälter 50a fließen. Im Gasölbehälter 50a wird der Druck des Druckfluids in einen Öldruck umgewandelt und Drucköl über die Leitung 51 und die Zweigleitung 516 in die Druckkammer 52a, 526 des Kükenstellantriebs 52 geführt wodurch die Kolben 55a, 556 sich zusammen mit der Kolbenstange 56 in Fig.2 nach rechts bewegen. Hierdurch wird die Gabelstange 57 gedreht wodurch das Küken 11 geöffnet wird. Durch die Wirkung der Kolben 55a, 556 erreicht das Drucköl in den Kammern 52c, 52c/ über die Zwe^;gleitungen 53a, 536 und die Leitung 53 den Gasölbehälter 506, wo der Öldruck in einen Gasdruck umgewandelt wird. Nachdem das Gas über die Leitung 49a die Zone 436 des Steuerventils 41 erreicht, wird das Gas über die Zone 43c/ über die Leitung 49c zur Atmosphäre geführt

Das Drucköl gelangt über die Leitung 51 und die Zweigleitung 51a zur ersten Kammer 29c des Schaltstellantriebs 24 und betätigt dort den Kolben 30c, wodurch das Kolbenelement 30 und die Kolbenstange 31 in der in F i g. 4 gezeigten Weise verschoben werden (das Kolbenelement 30 wird mit einem geringeren Öldruck als dem notwendigen Druck zur Drehung des Kükens 11 betätigt). Auf diese Weise löst sich das Ventilelement 25 vom offenen Ende des Kanals 32 und bewegt es sich in der Umschaltkammer 26 zum Schließen des offenen Endes des Kanals 236 nach unten. Da das Druckfluid in dem stromaufwärtigen Durchflußkanal 12 nun von der Kammer 20 getrennt ist wird das sich in der Kammer 20 befindliche Druckfluid über den Kanal 27, den Kanal 23a, die Umschaltkammer 26, den Kanal 32 und den Kanal 33 zur freien Atmosphäre abgelassen. Somit wirkt auf die hintere Stirnwand 13a-III der Kammer 20 nicht mehr das Druckfluid, sondern der atmosphärische Druck. Der innere Ring 13a bewegt sich entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Fluids um den Betrag H\. Bei der Zurückbewegung des inneren Rings 13a wird ebenfalls der äußere Ring 136 zu einem Zeitpunkt mit dem inneren Ring zurückbewegt, wenn der Betrag Ha zwischen der Schraube 16 und dem Sackloch 17 Null wird. Der Ventilsitz 14 und die Aufnahmehülse 13 für den Ventilsitz, die in der geschlossenen Stellung die Umfangsfläche des Kükens 11 berühren, sind von der Umfangsfläche des Kükens 11 entfernt (siehe F i g. 4).

Das öffnen des Kükens 11 beginnt, nachdem der Ventilsitz 14 und die Aufnahmehülse 13 für den Ventilsitz völlig vom Küken 11 entfernt worden sind, d. ti, daß die Öffnungsbewegung des Kükens! 11 in dem Zustand durchgeführt wird, in dem der Ventilsitz und die s Aufriahmehülse für den Ventilsitz die Umfangsfläche des-;Kükenkorpers nicht mehr berühren. Wenn das öffnen des Kükens 111 duchgeführtiwordeniiist, durchgeführt worden ist, wird das Steuerventil 41, d;h. der Hebel 48; wieder in seine mittlere Stellung zurückbewegt.

ίο- Dadurch bewegen sich die Ventilkörper 44a,446 in dem Steuerventil 41 in ihre Ausgangsstellungen (siehe Fig.3) und schließen die Verbindung zwischen den Zonen 43a, 43c, wodurch kein Druckfluid in die Leitung 496 gelangen kann. Wenn der Öffnungsvorgang des Kükens 11 beendet i;;t kehrt das Kolbenelement 30 des Schaltstellantriebs 24 infoige der Federkraft der Schraubenfeder 36 in seine Ausgangsstellung (Fig. 1) zurück, wodurch das Ventilelement 25 angehoben wird. Hierdurch kann Druckfluid aus dem stromaufwärtigen Durchflußkanal 12 in die Kammer 20 fließen und auf die hintere Stirnwand 13a-III des inneren Rings 13a einwirken, wodurch die Aufnahmehülse 13 für den Ventilsitz wieder in Durchflußrichtung des Fluids mittels der Vorspannkraft der Schraubenfeder 22 bewegt wird.

In der obigen Beschreibung wurde das Küken ί 1 vom geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand bewegt Wenn nun das Küken 11 vom geöffneten in den geschlossenen Zustand bewegt werden soll, können das Ventilelement 25 des Schaltstellantriebs 24 und die Aüfnahmehülse 13 für den Ventilsitz in der im wesentlichen gleichen Weise betätigt werden. Es ist in diesem Fall nur notwendig, daß der Hebel 48 des Steuerventils 41 in der in F i g. 3 gezeigten Richtung Yi bewegt wird. In diesem Fall, wenn der Hebel 48 in der für den Öffnungsvorgang notwendigen Richtung Y\ entgegengesetzten Richtung geschwenkt wird, bewegt sich der Ventilkörper 44a so, daß sich das Druckfluid und das Drucköl in der zum Öffnungsvorgang entgegengesetzten Richtung bewegen. Die Kolben 55a, 55s und die Kolbenstange 56 im Kükenstellantrieb 52 bewegen sich nach links, wodurch die Gabelstange 57 zürn Schließen des Kükens 11 verschwenkt wird. Das

. Drucköl fließt über die Leitung 53 und die Zweigleitung 53c zur Druckkammer 29a in dem Schaltstellantrieb 24, wodurch das Kolbenelement 30 nach unten bewegt wird. Entsprechend arbeiten die Umschaltkammer 26 und die Aufnahmehülse 13 für den Ventilsitz in der gleichen Weise wie beim Öffnungsvorgang, & h., daß auch beim Schließvorgang die Aufnahmehülse 13 und der Ventilsitz 14 völlig von der Umgangsfläche des Kükens 11 entfernt sind. Unmittelbar nach dem Schließen des Kükens 11 wird der Hebel 48 des Steuerventils sorgfältig in die mittlere Stellung zurückbewegt wodurch die Aufnahmehülse Ϊ3 für den Ventilsitz wieder ihre ursprüngliche Stellung in Bewegungsrichtung des Fluids wie bei dem Öffnungsvorgang einnimmt

Die in F i g. 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform wurde hinsichtlich ihrer Konstruktion und Arbeitsweise beschrieben. Eine derartige Ausführungsform ist einfach zu handhaben, da lediglich durch die manuelle Betätigung des Hebels 48 des Steuerventils 41 die Aufnahmehülse 13 für den Ventilsitz zuerst vom Küken Ii entfernt wird; woraufhin dann der Öffnungs- oder Schließvorgang des Kükens 11 infolge des Drucks des durch den Hahn fließenden Fluids durchgeführt wird. Dabei wird das Küken 11 geöffnet oder geschlossen, ohne daß es mit dem Ventilsitz 14 oder der

Aufnahmehülse 13 für den Ventilsitz in Berührung steht I Dies vermindert das für die Drehung des Kükens 11

ä erforderliche Drehmoment, erleichtert in großem Maße

| die Drehung des Kükens 11 und vermindert den

Verschleiß und die Beschädigung des Ventilsitzes.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

28 52 43L,

Patentanspruch:

Kugelhahn mit einem Durchflußkanal in einem Hahngehäuse, einem Kükensteltentrieb, zumindest einem Ventilsitz, der in und außer Berührung mit dem Küken treten kann, einer den Ventilsitz tragenden Aufnahmehülse, die in einer Ausnehmung des Hahngehäuses sitzt, innerhalb eines begrenzten Bereichs relativ zum Küken verschiebbar ist und im Hahngehäuse eine abgedichtete Kammer begrenzt einem Kanal, der zwischen der Kammer und einem stromauf des Kükens gelegenen Abschnitt des Durchflußkanals verläuft einem zur Steuerung des Kanals dienenden und mit einem Ventilelement versehenen Schaltventil, das zwischen zwei Schaltstellungen bewegbar ist und in seiner ersten Schaltstellung, in die das Schaltventil vorbelastet ist, den Kanal offenhält, der bei der zweiten Schaltstellung zum Durchflußkanal gesperrt und mit einer Quelle niedrig ^ren Drucks verbindbar ist einem zum Bewegen des Schaltventils zwischen seinen beiden Schaltstellungen dienenden Schaltstellantrieb, der einen Zylinder, eine darin ausgebildete Kammer sowie einen Kolben aufweist der mit dem Ventilelement verbunden ist, und einem Steuerventil, mittels dessen eine Druckquelle wahlweise mit dem Kükenstellantrieb verbindbar ist wobei bei Speisung des Kükenstellartriebs im Öffnungssinn vom Steuerventil aus zugleich die Kammer des zum Kükenstelbntrieb parallel geschalteten Schaltstellantriebs derart druckbeaufschlagt wird, daß das Schaltventil in seine zweite Schaitstellung gebracht wird, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß das St uerventil (41) in eine Neutralstellung vorbelastet ist, in der es die Druckquelle vom Kükenstellantrieb (52) trennt, daß das Schaltventil (25,26) zwei Ventilsitze aufweist, auf denen das Ventilelement (25) des Schaltventil in der einen bzw. der anderen Sehaltstellung dicht sitzt, wobei der eine Ventilsitz zum Durchflußkanal (12) offen ist, während der andere Ventilsitz zur Quelle niedrigeren Drucks offen ist, und daß der Schaltstellantrieb (24) eine zweite Kammer(29a_y/aufweist die bei Speisung des Kükenstellantriebs (52) im Schließsinn vom Steuerventil (41) aus zugleich druckbeaufschlagt wird, wobei der Druck in der zweiten Kammer auf einen zweiten Kolben(30aj,dermitdemersten Kolben (30c^starr verbunden ist, gleichsinnig wie der Druck in der ersten KaTimer(29c^auf den ersten Kolben wirkt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelhahn geriiäß derr* Oberbegriff «i·*« Patentanspruchs.

Ein solcher KugeThahn ist bekannt (AT-PS 1 15 122). Bei diesem bekannten Kugelhahn nimmt das Steuerventil entweder die Stellung für Öffnen oder die Stellung für Schließen des Kükens ein. Der Kükenstellantrieb ist somit ständig mit der Druckquet'e verbunden. Das Schaltventil und der zugeordnete Schaltstellantrieb sind baulich zu einer Kolbenschieberventileinheit zusammengefaßt, wobei auf der Stirnseite des Kolbenschiebers die Kammer des Schaltstellantriebes ausgebildet ist. Damit während der Speisung des Kükenstellantriebs im Öffnungssinn die Kammer mit der Quelle niedrigeren Drucks (Umgebungsdruck) verbunden ist, ist der vorstehend genannten Kolbenschieberventileinheit noch eine weitere Kolbenschieberventileinheit nachgeschaltet die vom Druck betätigt wird, der dem Kükenstellantrieb zum Schließen zugeführt wird.
Bei dem bekannten Kugelhahn wird die Kammer hinter der Aufnahmehülse während der Verstellung des Kükens aus ihrer Schließstellung in ihre Offenstellur.g dru-kentlastet so daß die entsprechende Kükenbewegung nicht gegen den hohen Reibungswiderstand des Ventilsitzes ausgeführt zu werden braucht und der

to Ventilsitz vor entsprechend hohem Verschleiß bewahrt ist Druckentlastet ist die Kammer auch während der Bewegung des Kükens aus seiner Offenstellung in seine Schließstellung. Druckbelastet ist die Kammer lediglich bei Schließstellung des Kükens. In zahlreichen Anwendungsfällen ist es jedoch wünschenswert, wenn der Ventilsitz auch bei geöffnetem Kugelhahn dichtend an das Küken angedrückt ist Daß dies bei dem bekannten Kugelhahn nicht der Fall ist ist ein Nachteil desselben. Ferner ist die Ausbildung der Kolbenschieberventileinhe.it die das Schaltventil sowie den Schaltstellantrieb bildet verhältnismäßig kompliziert und derart, daß sie einen Verlauf des Kanals ausschließlich im Hahngehäuse kaum ermöglicht. Nachteilig ist auch die bei dem bekannten Kugelhahn benötigte zweite Kolbenschieberventileinheit, die der vorstehend genannten ersten Kolbenschieberventileinheit nachgeschaltet ist

Der Erfindung lie^t die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Kugelhahn derart auszubilden, daß auch bei geöffnetem Kugelhahn für dichtende Anlage des Ventilsitzes am Küken gesorgt ist Zudem soll der zu schaffende Kugelhahn konstruktiv möglichst einfacher und damit störunanfälliger sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgcntäS durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist dafür gesorgt, daß die Kammer lediglich während der Bewegung des Kükens aus seiner Offenstellung in seine Schließstellung und umgekehrt drucücpntlastet ist, so daß

to für dichtende Anlage des Ventilsitzes am Küken sowohl in dessen Schließstellung als auch ir dessen Offenstellung gesorgt ist Das Schaltventil und der Schaltstellantrieb sind derart ausgebildet, daß der Kanal zur Kammer hinter der Aufnahmehüise ausschließlich im Hahngehäuse verlaufen kann. Der Schaltstellantrieb ist nur dann druckbelastet, während das Küken bewegt wird. Sowohl bei geöffnetem als auch bei geschlossenem Kugelhahn liegt kein Druck am Schaltstellantrieb an, so daß Sickerverlusten, die bei dem bekannten Kugelhahn

5C auftreten können, vorgebeugt ist.

Durch die FR-OS 22 96 802 ist ein Kugelhahn bekannt der ein Schaltventil mit zwei Ventilsitzen aufweist, auf denen das Ventilelement wechselweise aufsitzen kann, so daß dieses Teilmerkmal der Erfindung an «irh hekannt ist.

Durch die FR-PS 2175 253 ist ein Kugelhahn bekannt, bei dem die Kammer hinter der Aufnahmehülse druckentlastet wird, während das Küken in seine Schließstellung oder in seine Offenstellung gebracht

6ö wird, und im übrigen unter Druck steht, insofern jst eine mit der Wirkungsweise des erfindurigsgemäßen Kugelhahns übereinstimmende Wirkungsweise vorhanden. Konstruktiv bestehen jedoch erhebliche Unterschiede. So ist bei diesem bekannten Kugelhahn kein Schaltven-

til zum Öffnen und Schließen des den Durchflußkanal mit der Kammer verbindenden Kanals vorgesehen. Vielmehr ist dieser Kanal ständig offen und die Druckentlastung der Kammer erfolgt dadurch, daß