DE3136867A1 - "absperrorgan fuer gasleitungen" - Google Patents

Description

ArdrejewskS, Ihäonke & Pearfner, PoteintanwäSte in Essers

Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan für Gasleitungen, mit einem Gehäuse mit Gaseintrittsstutzen und GasaustrittssUutzcn sowie mit einem zxtfischen beiden Stutzen drehbar gelagerten Hahnküken, insbesondere Hahnkegel, und mit einer in einem Gehäusedeckel drehbar gelagerten Betätigungswelle für das Hahnkükenj, wobei zwischen der Betätigungswelle und dem Hahnküken eine Druckfeder angeordnet ist_p welche das Hahnküken in seinen oberen und unteren Dichtsitz niederdrückt»

E's sind derartige Absperrorgane bekannt, die jedoch dann für den Einsatz in Gasleitungen zur Versorgung von Haushalten ungeeignet sind, wenn die Gaszufuhr mit hohen Gasdrücken erfolgt. Hohe Gasdrücke meint Drücke in der Größenordnung von 4 bis 6 bar, mit denen in zunehmendem Maße gearbeitet wird, um zur Reduzierung der Installationskosten Gasleitungen mit engeren Querschnitten einsetzen und dennoch gleiche oder größere Gasmengen fördern zu können. Bei derart hohen Gasdrücken neigt das regelmäßig konische Hahnküken bzw. Hahnkegel in Schließstellung zum Abheben aus seinem oberen und unteren Dichtsitz, und zwar gegen die Wirkung der ihn beaufschlagenden Druckfeder. Denn diese Druckfeder ist regelmäßig dimensioniert, daß sie lediglich^ zum leichten Niederdrücken des Hahnkükens in seine Dichtsitze geeignet ist, um auf diese Weise an den Dichtflächen auftretende Verschleißerscheinungen ausgleichen zu können und permanenten Dichtsitz zu gewährleisten. Aufgrund der Konizität der Hahnküken und der daraus resultierenden wirksamen Angriffsfläche entsteht infolge des auf diese projizierte Angriffsfläche auflastenden Gasdrucks eine der Druckfeder entgegengerichtete Kraft, welche im allgemeinen größer als die Federkraft ist und folglich das Hahnküken gegen die Wirkung der Druckfeder von seinen Dichtsitzen abhebt, so daß das Gasin den Gasaustrittstutzen einströmen kann und selbst bei in

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Schließstellung befindlichem Hahnküken nicht langer abgesperrt wird. Nun könnte man daran denken, die das Hahnküken belastende Druckfeder stärker zu demensionieren, jedoch verbietet sich eine solche Dimensionierung aus verschiedenen Gründen. Einerseits müßte die Druckfeder mit erheblicher Vorspannung zwischen Betätigungswelle und Hahnküken eingesetzt werden, was aus montagetechnischen Gründen problematisch ist, andererseits würde eine solche Druckfeder das Hahnküken permanent, d. h. sowohl im Zuge der Öffnungsbewegung als auch der Schließbewegung unter Erzeugung einer erhöhten Flächenpressung in seine Dichtsitze niederdrücken. Dadurch würde die Betätigung des Hahnkükens einerseits erheblich erschwert, würde andererseits erhöhter Verschleiß auftreten, so daß nur noch beschränkte Funktionsdauer gegeben ist. - Hier will die Erfindungs Abhilfe schaffen.

Außerdem kennt man Kugelhähne, die zwar für den Einsatz bei höheren Drücken geeignet sind, nicht jedoch in Gasleitungen. Denn bei derartigen Kugelhähnen ist der Kugelkörper von biegeelastischen Dichtungsmitteln aus Kunststoff oder Gummi umgeben, welche bei Brand ausbrennen, verschmoren oder jedenfalls derart stark beschädigt würden, daß die erforderliche Dichtigkeit nicht mehr gewährleistet wäre und das in der Gasleitung befindliche Gas unkontrolliert austreten könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrorgan für Gasleitungen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welches für den Einsatz bei hohen Gasdrücken geeignet ist und sich dennoch durch einfache und funktionstüchtige Bauweise auszeichnet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Absperrorgan dadurch, daß der Gehäusedeckel· mit einem Gehäusekragen oberhalb des Hahnkükens eine gasdichte Gasdruck-Aus-

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gleichskammer bildet und die Gas-Ausgleichskammer über zumindest einen Bypaß mit dem Gaseintrittsstutzen in Einströmrichtung vor dem Hahnküken in Verbindung steht= - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß das in Schließstellung befindliche Hahnküken im Bereich der Gasdruck-Ausgleichskammer und folglich seine Obenfläche von dem gleichen Gasdruck beaufschlagt wird, wie er in. dem Gaseintrittsstutzen herrscht und dort das Hahnküken beaufschlagt. Da die Obenfläche des Hahnkükens jedoch sehr viel größer im Bereich des Gaseintrittsstutzens befindliche wirksame Angriffsfläche ist, wird das Hahnküken in geschlossenem Zustand einwandfrei in seinen oberen und unteren Dichtsitz niedergedrückt, wird insoweit also die Wirkung der Druckfeder unterstützt. Dadurch ist selbst bei höheren Drücken einwandfreie Gasabsperrung gewährleistet. Sobald das Hahnküken geöffnet wird, erfolgt völliger Druckausgleich, und zwar bereits zu Beginn der Öffnungsphase, so daß für den eigentlichen verbleibenden Öffnungsvorgang die ursprüngliche Leichtgängigkeit ohne einseitige Gasdruckbelastung gewährleistet ist. Das gleiche gilt für den Schließvorgang. Lediglich kurz vor Erreichen der entdgültigen Schließstellung wird das Hahnküken von dem Gasdruck im Bereich der Gasdruck-Ausgleichskammer und folglich seine Obenfläche derart belastet, daß das Hahnküken wiederum mit einer zusätzlichen Kraft in seinen oberen und unteren Dichtsitz niedergedrückt wird. Im Gegensatz zu einer stark dimensionierten Druckfeder mit erhöhter Federkraft wird also der die Obenfläche des Hahnkükens belastende Gasdruck nur unmittelbar bei Beginn der Öffnungsphase, bei Beendigung der Schließphase sowie in Schließstellung wirksam. Dadurch bleibt Leichtgängigkeit erhalten und sind andere als die üblichen Verschleißerscheinungen im Bereich der Dichtsitze nicht zu befürchten. Außerdem ist eine einwandfreie Absperrung in Schließstellung gewährleistet.

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Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß der Gehäusedeckel und der Gehäusekragen korrespondierende Dichtflächen aufweisen und die Betätigungswelle mit einer Dichtschulter unter Zwischenschaltung eines Gleitringes gegen den Gehäusedeckel abgedichtet ist. Auf diese Weise wird gleichsam eine metallische Abdichtung der Gasdruck-Ausgleichskammer sowie der Betätigungswelle erreicht, die folglich nicht brandgefährdet ist. Zwar kann man zusätzlich übliche Dichtungsringe zwischen beispielsweise Gehäusedeckel und Gehäusekragen sowie Betätigungswelle und Gehäusedeckel·, jedoch genügen die metallischen Dichtflächen, um selbst beim Ausbrennen dieser zusätzlichen Dichtungsmittel einen unkontrollierten Gasaustritt zu vermeiden.

Nach einem Vorschlag der Erfindung mit selbständiger Bedeutung ist vorgesehen, daß zwischen dem Boden des Hahnkükens und dem Gehäuseboden unterhalb des unteren Dichtsitzes eine weitere Gasdruck-Ausgleichskammer gebildet ist, die über zumindest einen Bypaß mit dem Gaseintrittsstutzen in Verbindung steht. Dadurch wird erreicht, daß Leichtgängigkeit selbst zu Beginn der Öffnungsphase und bei Beendigung der Schließphase gewährleistet ist. Denn in diesem Fall wirkt auf ein beispielsweise als Hahnkegel ausgebildetes Hahnküken zu der Druckfeder lediglich jene Kraft, die unter Berücksichtigung des gegebenen Gasdruckes aus der Flächendifferenz von der Obenfläche und der Untenfläche des Hahnkükens resultiert. - Die Bypässe können als Bohrung oder Nut in der Gehäusefläche des oberen und unteren Dichtsitzes ausgebildet sein. Insoweit sind auch in fertigungstechnischer Hinsicht keine konstruktionsaufwendige Maßnahmen erforderlich.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Absperrorgan bzw. -hahn für Gas-

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leitungen geschaffen xtfird, welches für den Einsatz selbst bei hohen Gasdrücken geeignet ist und dennoch stets einwandfreie Äbsperrwirkung gewährleistet, weil das in Schließstellung befindliche Hahnküken stets einwandfrei in seinen oberen und unteren Dichtsitz niedergedrückt wird. Denn stets wird die das Hahnküken niederdrückende Federkraft von jener Kraft unterstützt, die aus dem auf die Obenfläche des Hahnkükens einwirkenden Gasdruck resultiert« Dennoch bleibt Leichtgängigkeit im Zuge der Öffnungs- und Schließbewegung erhalten, sind darüber hinaus einfache und funktionstüchtige Bauweise mit langer Lebensdauer selbst im Brandfall gewährleistet»

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen ι

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Absperrorgan im Vertikalschnitt und Offenstellung,

Fig= 2 einen Horxzontalschnxtt gemäß Linie A-A durch den Gegenstand nach Fig„ 1 und

Fig„ 3 einen Horizontalschnitt gemäß Linie B-B durch den Gegenstand nach Fig„ 1„

In den Figuren ist ein Absperrorgan für Gasleitungen dargestellt, welches in seinem grundsätzlichen Aufbau ein Gehäuse 1 mit Gaseintrittsstutzen 2 und Gasaustrittsstutzen 3 sowie ein zwischen beiden Stutzen drehbar gelagertes Hahnküken 4, insbesondere einen Hahnkegel, aufweist» Ferner besitzt das Absperrorgan eine in einem Gehäusedeckel 5 drehbar gelagerte Betätigungswelle 6 für das Hahnküken 4, wobei zwischen der Betätigungswelle 6 und dem Hahnküken 4 eine Druckfeder 7 angeordnet ist, welche das

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Hahnküken 4 in seinen oberen und unteren Dichtsitz 8a, 8b niederdrückt. Der Gehäusedeckel 5 bildet mit einem Gehäusekragen 9 oberhalb des Hahnkükens 4 eine gasdichte Gasdruck-Ausgleichskammer 10. Die Gasdruck-Ausgleichskammer 10 steht über zumindest einem Bypaß 11 mit dem Gaseintrittsstutzen 2 in Verbindung und mündet in Einströmrichtung vor dem Hahnküken in den Gaseintrittsstutzen 2. Der Gehäusedeckel 5 undder Gehäusekragen 9 weisen korrespondierende metallische Dichtflächen 12, auf. Die Betätigungswelle 6 ist mit einer Dichtschulter 14 unter Zwischenschaltung eines Gleitringes 15 gegen den Gehäusedeckel· 5 abgedichtet. Gehäuse 1, Gehäusedeckel 5, Hahnküken 4, Betätigungswelle 6 und Gleitring 15 können aus einer Kupfer/ Zinklegierung bestehen. Zwischen dem Boden des Hahnkükens 4 und dem Gehäuseboden ist unterhalb des unteren Dichtsitzes 8b eine weitere Gasdruc-Ausgleichskammer 16 gebildet, die ebenfalls über zumindest einen Bypaß 17 mit dem Gaseintrittsstutzen 2 in Verbindung steht. Die Untenfläche 18 des Hahnkükens 4 ist auf jeden Fall kleiner als dessen Obenfläche 19 gewählt, so daß bei geschlossenem Hahnküken 4 außer der Federkraft eine sich zusätzlich auf der Obenfläche 19 des Hahnkükens 4 aufbauende Niederhaltekraft wirksam wird. Die Bypässe 17, 11 können als Bohrungen neben den Dichtsitzen oder als Nut in der Gehäusefläche des oberen und unteren Dichtsitzes 8a, 8b ausgebildet sein.

Das erfindungsgemäße Absperrorgan kann bei Drücken bis zu 9 bar eingesetzt werden.

Claims (4)

1. Armaturenfabrik und Metallgießerei

   Koch und Müller GmbH

   In den Weywiesen 87 4250 Bottrop

   "Absperrorgan für Gasleitungen"

   Patentansprüche:

   Absperrorgan für Gasleitungen, mit einem Gehäuse mit Gaseintrittsstutzen und Gasaustrittsstutzen sowie mit einem zwischen beiden Stutzen drehbar gelagerten Hahnküken, insbesondere Hahnkegel„ und mit einer in dem Gehäusedeckel drehbar gelagerten Betätigungswelle für das Hahnküken, wobei zwischen der Betätigungswelle und dem Hahnküken eine Druckfeder angeordnet ist, welche das Hahnküken in seinen oberen und unteren Dichtsitz niederdrückt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (5) mit einem Gehäusekragen (9) oberhalb des Hahnkükens (4) eine Gasdruck-Ausgleichskammer (10) bildet

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   und die Gasdruck-Ausgleichskammer (10) über zumindest einen Bypaß (11) mit dem Gaseintrittsstutzen (2) in Verbindung steht.
2. 2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (5) und der Gehäusekragen (9) korrespondierende Dichtflächen (12, 13) aufweisen und die Betätigungswelle (6) mit der Dichtschulter (14) unter Zwischenschaltung eines Gleitringes (15) gegen den Gehäusedeckel (5) abgedichtet ist.
3. 3. Absperrorgan nach Anspruch T oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Boden des Hahnkükens (4) und dem Gehäuseboden unterhalb des unteren Dichtsitzes (8b) eines Gasdruck-Ausgleichskammer (16) gebildet ist, die über zumindest einen Bypaß (17) mit dem Gehäuseeintrittsstutzen (2) in Verbindung steht.
4. 4. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypässe (11, 17) als Bohrung oder Nut in der Gehäusefläche des oberen und unteren Dichtsitzes (8a, 8b) ausgebildet sind.