DE29518724U1 - Ball valve - Google Patents

Ball valve

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Description

Pfeiffer Chemie-Armaturenbau GmbH Hooghe Weg 41 D-47906 KempenPfeiffer Chemie-Armaturenbau GmbH Hooghe Weg 41 D-47906 Kempen

KugelhahnBall valve

Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn mit einem Hahngehäuse, das einen Zuleitungskanal und einen Ableitungskanal aufweist, und in dem jeweils am inneren Ende des Zuleitungs- bzw. Ableitungskanals Dichtungsringe angeordnet sind, die sich an die Oberfläche der im Hahngehäuse angeordneten, einen Durchtrittskanal aufweisenden Hahnkugel anlegen, wobei die Hahnkugel um eine senkrecht zur Zulaufrichtung und Ablaufrichtung verlaufende Drehachse über eine Antriebswelle zwischen einer Offenstellung, in welcher Zuleitungs- und Ableitungskanal über den Durchtrittskanal verbunden sind, und einer Geschlossenstellung, in welcher die Verbindung zwischen Zuleitungskanal und Ableitungskanal unterbrochen ist, drehbar ist.The invention relates to a ball valve with a valve housing that has a supply channel and a discharge channel, and in which sealing rings are arranged at the inner end of the supply channel and the discharge channel, respectively, which rest against the surface of the valve ball arranged in the valve housing and having a passage channel, wherein the valve ball can be rotated about an axis of rotation running perpendicular to the inflow direction and the discharge direction via a drive shaft between an open position, in which the supply channel and the discharge channel are connected via the passage channel, and a closed position, in which the connection between the supply channel and the discharge channel is interrupted.

Kugelhähne dieser Bauart sind an sich bekannt.Ball valves of this design are well known.

Es hat sich gezeigt, daß bei derartigen Kugelhähnen bei höheren Temperaturen und bei unter höherem Druck stehenden Medien Schwierigkeiten auftreten, wenn in der Geschlossenstellung das sich im Durchtrittskanal und/oder im Ableitungskanal befindende Medium erwärmt und dadurch ausdehnt. Es können in diesem Falle aufgrund des starken Druckanstiegs innerhalb der Hahnkugel oder im Ableitungskanal Verformungen oder Beschädigungen der Hahnkugel, der Dichtungen oder auch am Ableitungskanal bzw. den mit ihm verbundenen Rohrleitungen auftreten.It has been shown that problems arise with such ball valves at higher temperatures and with media under higher pressure when the medium in the passage channel and/or in the discharge channel heats up and expands in the closed position. In this case, the strong increase in pressure within the valve ball or in the discharge channel can cause deformation or damage to the valve ball, the seals or the discharge channel or the pipes connected to it.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelhahn der eingangs und dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, bei dem in der Geschlossenstellung durch das im Durchtrittskanal verbleibende Medium auch bei zusätzlicher Erwärmung und damit Ausdehnung des Mediums keine Beschädigung auftreten kann. Weiterhin sollte die Möglichkeit geschaffen werden, auch bei einer Erwärmung des im Geschlossenzustand im Ableitungskanal anstehenden Mediums und dessen Ausdehnung Beschädigungen zu verhindern.The invention is based on the task of creating a ball valve of the type described at the beginning and in the generic term of claim 1, in which, in the closed position, no damage can occur due to the medium remaining in the passageway, even if the medium is additionally heated and thus expands. Furthermore, the possibility should be created to prevent damage even if the medium present in the discharge channel in the closed position is heated and expands.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Hahnkugel eine erste, ihre Oberfläche mit dem Durchtrittskanal verbindende, Zusatzbohrung aufweist, die so angeordnet ist, daß ihre in der Hahnkugeloberfläche liegende Öffnung in der Geschlossenstellung dem Zuleitungskanal zugewandt ist, und in der ein entgegen der Zulaufrichtung öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the valve ball has a first additional bore connecting its surface to the passage channel, which is arranged such that its opening in the valve ball surface faces the supply channel in the closed position, and in which a check valve opening against the supply direction is arranged.

Hierdurch wird erreicht, daß bei einem Druckanstieg innerhalb des Durchtrittskanals in der Geschlossenstellung über das Rückschlagventil ein Druckausgleich mit dem Zuleitungskanal erfolgt.This ensures that if the pressure within the passage channel increases in the closed position, the pressure is equalized with the supply channel via the check valve.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Hahnkugel eine zweite, ihre Oberfläche mit dem Durchtrittskanal verbindende, Zusatzbohrung aufweist, die so angeordnet ist, daß ihre in der Hahnkugeloberfläche liegende Öffnung in der Geschlossenstellung dem Ableitungskanal zugewandt ist. Auf diese Weise ist in der Geschlossenstellung der Ableitungskanal über die zweite Zusatzbohrung mit dem Durchtrittskanal und dieser über die erste Zusatzbohrung und das Rückschlagventil mit dem Zuleitungskanal verbunden, so daß jeweils ein Druckausgleich zwischen dem Ableitungskanal und dem Durchtrittskanal sowie zwischen dem Durchtrittskanal und dem Zuleitungskanal stattfinden kann.It has also proven to be advantageous if the valve ball has a second additional bore connecting its surface to the passage channel, which is arranged in such a way that its opening in the valve ball surface faces the discharge channel in the closed position. In this way, in the closed position, the discharge channel is connected to the passage channel via the second additional bore and this is connected to the supply channel via the first additional bore and the check valve, so that a pressure equalization can take place between the discharge channel and the passage channel and between the passage channel and the supply channel.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kugelhahns, bei dem Zuleitungskanal und Ableitungskanal fluchtend angeordnet sind und der einen gerade verlaufenden Durchtrittskanal besitzt, sind die erste und die zweite Zusatzbohrung in Durchströmungsrichtung im wesentlichen auf einem Kugeldurchmesser liegend fluchtend zueinander angeordnet.In a particularly advantageous embodiment of the ball valve according to the invention, in which the supply channel and the discharge channel are arranged in alignment and which has a straight passage channel, the first and the second additional bore are arranged in alignment with one another in the flow direction, lying essentially on a ball diameter.

Die Erfindung ist aber auch anwendbar auf Kugelhähne, bei denen der Durchtrittskanal einen von der Geraden abweichenden Verlauf besitzt.However, the invention is also applicable to ball valves in which the passage channel has a course that deviates from a straight line.

• · · I· · I

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel für einen Kugelhahn nach der Erfindung näher erläutert.In the following, an embodiment of a ball valve according to the invention is explained in more detail with reference to the attached drawing.

Der dargestellte Kugelhahn besitzt ein Gehäuse 1 mit einem Zuleitungskanal 2 und einem Ableitungskanal 3, die über Flanschelemente 11 bzw. 12 an ein nicht dargestelltes Rohrleitungssystem anschließbar sind. Das Gehäuse 1 wird in Pfeilrichtung P von dem abzusperrenden Medium durchströmt. Im Gehäuse 1 ist zwischen zwei Dichtungsringen 5 und 6 eine Hahnkugel 4 angeordnet, die über eine durch das Gehäuse 1 geführte Welle 13 um eine Drehachse D verdrehbar ist. Durch die Hahnkugel 4 verläuft ein im dargestellten Ausführungsbeispiel gerader Durchtrittskanal 7. In der in der Zeichnung dargestellten Geschlossenstellung des Kugelhahns verläuft der Durchtrittskanal 7 quer zum Zuleitungskanal 2 und zum Ableitungskanal 3, die fluchtend zueinander angeordnet sind. In dieser Stellung ist bei einem üblichen Kugelhahn die Verbindung zwischen Zuleitungskanal 2 und Ableitungskanal 3 über den Durchtrittskanal 7 unterbrochen.The ball valve shown has a housing 1 with a supply channel 2 and a discharge channel 3, which can be connected to a pipe system not shown via flange elements 11 and 12, respectively. The medium to be shut off flows through the housing 1 in the direction of the arrow P. In the housing 1, a valve ball 4 is arranged between two sealing rings 5 and 6, which can be rotated about an axis of rotation D via a shaft 13 guided through the housing 1. A straight passage channel 7 runs through the valve ball 4 in the illustrated embodiment. In the closed position of the ball valve shown in the drawing, the passage channel 7 runs transversely to the supply channel 2 and the discharge channel 3, which are arranged in alignment with one another. In this position, in a conventional ball valve, the connection between the supply channel 2 and the discharge channel 3 is interrupted via the passage channel 7.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Hahnkugel 4 eine erste Zusatzbohrung 8, welche die Hahnkugeloberfläche mit dem Durchtrittskanal 7 verbindet. Diese erste Zusatzbohrung 8 liegt in einer Ebene, welche die Achsen des Zuleitungskanals 2 und des Ableitungskanals 3 enthält und die senkrecht zur Drehachse D steht. Sie könnte aber auch in einer Ebene liegen, die parallel zu den Achsen des Zuleitungskanals und des Ableitungskanals verläuft. Mit dem Durchtrittskanal 7 schließt die erste Zusatzbohrung 8 einen Winkel von imIn the embodiment shown, the valve ball 4 has a first additional bore 8, which connects the valve ball surface with the passage channel 7. This first additional bore 8 lies in a plane which contains the axes of the supply channel 2 and the discharge channel 3 and which is perpendicular to the axis of rotation D. However, it could also lie in a plane which runs parallel to the axes of the supply channel and the discharge channel. The first additional bore 8 forms an angle of

wesentlichen 90° ein. In der dargestellten Geschlossenstellung ist die in der Hahnkugeloberfläche liegende öffnung der ersten Zusatzbohrung 8 dem Zuleitungskanal 2 zugewandt. In der ersten Zusatzbohrung 8 ist ein gegen die Kraft einer Druckfeder 10 entgegen der Zulaufrichtung P öffnendes Rückschlagventil 9 angeordnet. Wenn in der Geschlossenstellung der Innendruck im Durchtrittskanal 7 einen durch die Vorspannung der Feder 10 vorgegebenen Druck überschreitet, öffnet das Rückschlagventil 9 und es erfolgt ein Druckausgleich zwischen dem Durchtrittskanal 7 und dem Zuleitungskanal 2.essentially 90°. In the closed position shown, the opening of the first additional bore 8 in the valve ball surface faces the supply channel 2. In the first additional bore 8, a check valve 9 is arranged which opens against the force of a compression spring 10 against the supply direction P. If in the closed position the internal pressure in the passage channel 7 exceeds a pressure specified by the pre-tension of the spring 10, the check valve 9 opens and a pressure equalization takes place between the passage channel 7 and the supply channel 2.

Die Hahnkugel 4 weist eine zweite Zusatzbohrung 14 auf, die ebenfalls die Hahnkugeloberfläche mit dem Durchtrittskanal 7 verbindet und die so angeordnet ist, daß ihre in der Hahnkugeloberfläche liegende Öffnung in der Geschlossenstellung dem Ableitungskanal 3 zugewandt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die zweite Zusatzbohrung 14 fluchtend zur ersten Zusatzbohrung 8 auf einem beiden Zusatzbohrungen gemeinsamen Kugeldurchmesser. In der zweiten Zusatzbohrung 14 ist kein Ventil angeordnet. In der Geschlossenstellung des Kugelhahns erfolgt bei einem Druckanstieg im Ableitungskanal 3, beispielsweise infolge einer Erwärmung, ein direkter Druckausgleich mit dem Durchtrittskanal 7 über die zweite Zusatzbohrung 14 und weiter über das in der ersten Zusatzbohrung 8 angeordnete Rückschlagventil 9 mit dem Zuleitungskanal 2.The valve ball 4 has a second additional bore 14, which also connects the valve ball surface with the passage channel 7 and is arranged so that its opening in the valve ball surface faces the discharge channel 3 in the closed position. In the embodiment shown, the second additional bore 14 is aligned with the first additional bore 8 on a ball diameter common to both additional bores. No valve is arranged in the second additional bore 14. In the closed position of the ball valve, if the pressure in the discharge channel 3 increases, for example as a result of heating, a direct pressure equalization takes place with the passage channel 7 via the second additional bore 14 and further via the check valve 9 arranged in the first additional bore 8 with the supply channel 2.

Auf diese Weise kann der Druck weder im Ableitungskanal 3 noch im Durchtrittskanal 7 einen vorgegebenen Wert überschreiten.In this way, the pressure in neither the discharge channel 3 nor the passage channel 7 can exceed a specified value.

Claims (5)

SCHUTZANSPRÜCHEPROTECTION CLAIMS 1. Kugelhahn mit einem Hahngehäuse, das einen Zuleitungskanal und einen Ableitungskanal aufweist und in dem jeweils am inneren Ende des Zuleitungs- bzw. Ableitungskanals Dichtungsringe angeorndet sind, die sich an die Oberfläche der im Hahngehäuse angeordneten, einen Durchtrittskanal aufweisenden Hahnkugel anlegen, wobei die Hahnkugel um eine senkrecht zur Zulaufrichtung und Ablaufrichtung verlaufende Drehachse über eine Antriebswelle zwischen einer Offenstellung, in welcher Zuleitungs- und Ableitungskanal über den Durchtrittskanal verbunden sind, und einer Geschlossenstellung, in welcher die Verbindung zwischen Zuleitungs- und Ableitungskanal unterbrochen ist, drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hahnkugel (4) eine erste, ihre Oberfläche mit dem Durchtrittskanal (7) verbindende, Zusatzbohrung (8) aufweist, die so angeordnet ist, daß ihre in der Hahnkugeloberfläche liegende Öffnung in der Geschlossenstellung dem Zuleitungskanal (2) zugewandt ist, und in der ein entgegen der Zulaufrichtung (P) öffnendes Rückschlagventil (9) angeordnet ist.1. Ball valve with a valve housing which has a supply channel and a discharge channel and in which sealing rings are arranged at the inner end of the supply or discharge channel, which seal rings rest against the surface of the valve ball arranged in the valve housing and having a passage channel, whereby the valve ball can be rotated about an axis of rotation running perpendicular to the inflow direction and the outflow direction via a drive shaft between an open position in which the supply and discharge channels are connected via the passage channel, and a closed position in which the connection between the supply and discharge channels is interrupted, characterized in that the valve ball (4) has a first additional bore (8) connecting its surface to the passage channel (7), which is arranged in such a way that its opening in the valve ball surface faces the supply channel (2) in the closed position, and in which a (P) opening check valve (9) is arranged. 2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zusatzbohrung (8) in einer parallel zu den Achsen des Zuleitungs- und Ableitungskanals (2, 3) verlaufenden oder diese Achsen enthaltenden und senkrecht zur Drehachse (D) angeordneten Ebene liegt und mit dem Durchtrittskanal (7) einen Winkel von im wesentlichen 90° einschließt.2. Ball valve according to claim 1, characterized in that the first additional bore (8) lies in a plane running parallel to the axes of the supply and discharge channels (2, 3) or containing these axes and arranged perpendicular to the axis of rotation (D) and encloses an angle of substantially 90° with the passage channel (7). 3. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hahnkugel (4) eine zweite, ihre Oberfläche mit den Durchtrittskanal (7) verbindende, Zusatzbohrung (14) aufweist, die so angeordnet ist, daß ihre in der Hahnkugeloberfläche liegende Öffnung in der Geschlossenstellung dem Ableitungskanal (3) zugewandt ist.3. Ball valve according to claim 1 or 2, characterized in that the valve ball (4) has a second additional bore (14) connecting its surface to the passage channel (7), which is arranged so that its opening in the valve ball surface faces the discharge channel (3) in the closed position. 4. Kugelhahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zusatzbohrung (14) in einer parallel zu den Achsen des Zuleitungs- und Ableitungskanals (2, 3) verlaufenden oder diese Achsen enthaltenden und senkrecht zur Drehachse (D) angeordneten Ebene liegt und mit dem Durchtrittskanal einen Winkel von im wesentlichen 90° einschließt.4. Ball valve according to claim 3, characterized in that the second additional bore (14) lies in a plane running parallel to the axes of the supply and discharge channels (2, 3) or containing these axes and arranged perpendicular to the axis of rotation (D) and encloses an angle of substantially 90° with the passage channel. 5. Kugelhahn nach Anspruch 1 und 3 mit fluchtend angeordnetem Zuleitungs- und Ableitungskanal (2, 3) und gerade verlaufendem Durchtrittskanal (7), dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Zusatzbohrung (8, 14) in Durchströmrichtung im wesentlichen auf einem Kugeldurchmesser fluchtend zueinander angeordnet sind.5. Ball valve according to claim 1 and 3 with aligned supply and discharge channels (2, 3) and straight passage channel (7), characterized in that the first and second additional bores (8, 14) are arranged in the flow direction essentially in alignment with one another on a ball diameter.
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