DE3214918A1

DE3214918A1 - Absperrarmatur

Info

Publication number: DE3214918A1
Application number: DE19823214918
Authority: DE
Inventors: Adam 7597 Rheinau Almert; Gerhard 7640 Kehl Faulhaber; Siegfried Truttenbach
Original assignee: RHEINAUER MASCH ARMATUREN
Current assignee: RHEINAUER MASCH ARMATUREN
Priority date: 1982-04-22
Filing date: 1982-04-22
Publication date: 1983-11-03

Description

DR. INC. HANS LICHTI · DIPL.'ING. HEINER LICHTI

DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT

PATENTANWÄLTE

D-7500 KARLSRUHE 41(GROTZl NGEN) · DURLACH ER STR. 31 «HOCHHAUS)

TELEFON <0721) 48511

21. April 1982 6402/82 Lj

Rheinauer Maschinen- und Armaturen GmbH Forsthausstraße 3
D-7597 Rheinau 2

Absperrarmatur

Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur, insbesondere einen Kugel hahn, bestehend aus einem Gehäuse mit zwei Anschlußenden für Leitungen, einem im Gehäuse beweglichen Absperrorgan mit einem nach außen geführten Betätigungsglied und einem elektrisch isolierenden Einsatzstück im Bereich wenigstens eines Anschlußendes.

Beim Tranport zündfähiger Flüssigkeiten und Gase in metallischen Rohrleitungen, wie sie insbesondere im Hochdruckbetrieb benötigt werden, müssen aus sicherheitstechnischen Gründen Vorkehrungen getroffen werden, daß sich elektrische Ströme, z.B. Kriechströme, nicht über das gesamte Leitungsnetz fortpflanzen können. Dies wird dadurch erreicht, daß entweder in das Rohrleitungsnetz komplette Abschnitte aus nichtleitendem Werkstoff eingesetzt oder aber im Bereich

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von Anschlußstellen Einsatzstücke aus einem solchen Werkstoff angeordnet werden. Dadurch sind kathodische Schutzmaßnahmen an den erdverlegten Leitungen möglich. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausbildung der letztgenannten Art, die in vielen Ausführungsvarianten bekannt sind (z.B. DE-GM 1 913 148). Das elektrisch isolierende Einsatzstück besteht im allgemeinen aus einem mehr oder minder elastischen Werkstoff, z.B. Gummi, Kunststoff oder dgl., und übernimmt entweder selbst zugleich die Dichtungsfunktion an der Anschlußstelle oder aber es werden gesonderte Dichtungen eingesetzt.

In neuerer Zeit verlangen die sicherheitstechnischen Vorschriften in der Hausgasversorgung zwischen der hausinternen Anlage und dem Betriebsnetz nicht nur eine elektrische Trennung, sondern auch eine feuersichere Ausbildung bei auftretenden Bränden, d.h. ein äußerer Brand darf nicht dazu führen, daß aufgrund einer Erhitzung der Anlagenteile bis etwa 650 C diese undicht werden und das zündfähige Gas austreten kann. Diese sicherheitstechnische Vorschrift muß insbesondere an der Haupt-Absperrarmatur der hausinternen Anlage erfüllt sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absperrarmatur des eingangs geschilderten Aufbaus mit einem elektrisch isolierenden Einsatzstück so auszubilden, daß die Absperrarmatur auch bei äußerer Hitzeeinwirkung bis ca. 650 C dicht bleibt und ihre dielektrischen Eigenschaften nicht einbüßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Einsatzstück aus einer Metallhülse mit einer elektrisch isolierenden , hitzebeständigen Außenschicht besteht, die von der einen Anschlußseite in das Gehäuse eingesetzt ist und an einer dem Gehäuse

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abgewandten freien Seite einen von der Außenschichtung freien Abschnitt zum Anschluß der Leitung aufweist und daß in dem zwischen dem Einsatzstück und dem Gehäuse gebildeten Spalt eine Dichtung aus hitzebeständigem Werkstoff angeordnet ist.

Es ist zwar bereits versucht worden, Einsatzstücke, die in ihrer Gänze aus keramischem Werkstoff bestehen, zu verwenden, jedoch konnten diese wegen der ungünstigen mechanischen Eigenschaften dieser Werkstoffe den Anforderungen in der Praxis nicht genügen. Die Er findung geht deshalb einen anderen Weg, indem sie zunächst die elektrisch isolierende und die feuerhemmende Funktion einem einzigen Bauteil zuordnet, nämlich dem metallischen Einsatzstück mit seiner elektrisch isolierenden und hitzebeständigen Außenschicht, während die Dichtungsfunktion einem weiteren Bauteil, nämlich einer vom Einsatzstück getrennten Dichtung aus hitzebeständigem Werkstoff zugeordnet wird. Das Einsatzstück mit seinem metallischen Kern und der Außenschicht vereint in sich die mechanisch und festigkeitstechnisch günstigen Eigenschaften eines metallischen Werkstoffs mit den elektrisch isoliegenden und hitzebeständigen Eigenschaften der Außenschicht. Die Dichtungsfunktion an der Anschlußstelle übernimmt die im Spalt zwischen dem Einsatzstück und dem Gehäuse angeordnete Dichtung aus hitzebeständigem Werkstoff.

Die Außenschicht kann eine glaskeramische Beschichtung, z.B, aus Email, sein. Sie kann aber auch eine integrierte Schicht sein, die aus dem Werkstoff der MetalIhülse durch entsprechende Behandlung erhalten wird. So kann die Metallhülse beispielsweise aus Aluminium bestehen, das außenseitig durch das sog. Hart-Coat-Verfahren in Aluminiumoxid umgewandelt wird und dadurch eine dielektrische, gleichwohl aber hitzebeständige Schicht besitzt. Zur Bildung des Anschlußendes für die Leitung

kann in diese Metallhülse aus Aluminium ein Stahlteil eingesetzt werden.

Das Anschlußende kann bei jeder der vorgenannten Ausführungsformen als Gewinde-, Flansch- oder Schweißanschluß ausgebildet sein.

Dauerstandversuche haben gezeigt, daß die erfindungsgemäße Ausbildung den sicherheitstechnischen Anforderungen in elektrischer und thermischer Hinsicht in hervorragender Weise genügt. In verarbeitungs- und montagetechnischer Hinsicht ergeben sich keine besonderen Schwierigkeiten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Einsatzstück einen innerhalb des Gehäuses liegenden Bund aufweist und daß in den zwischen der Anschlußseite des Gehäuses und dem Bund vorhandenen Ringraum eine Fixierhülse angeordnet ist, die einerseits am Gehäuse festgelegt ist, andererseits mit ihrer Stirnseite gegen den Bund des Einsatzstücks unter Aufbringen der Dichtkraft an der hitzebeständigen Dichtung wirkt.

Durch diese Ausbildung wird dem Umstand Rechnung getragen, daß eine glaskeramische Beschichtung gegenüber bestimmten Anspruchsarten empfindlich ist. Das Einsatzstück mit der glaskeramischen Beschichtung wird deshalb mittels der gegen ihren Bund wirkenden Fixierhülse in dem Gehäuse festgelegt, ohne daß sie selbst an den beschichteten Abschnitten Einrichtungen zu ihrer Befestigung, beispielsweise Gewinde oder dgl., aufweisen muß. Das Einsatzstück wird vielmehr mit der gleichen Kraft, die an der Dichtung aufgebracht wird, innerhalb des Gehäuses fixiert.

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Die hitzebeständige Dichtung kann gemäß einem Ausführungsbeispiel zwischen der Stirnseite der Fixierhülse und dem Bund des Einsatzstücks eingelegt sein, so daß also die Fixierhülse über die Dichtung auf das Einsatzstück wirkt. Zwischen der metallischen Fixierhülse und der glaskeramischen Beschichtung ist also keine unmittelbare Berührung gegeben.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist die Fixierhülse in den Ringraum zwischen Einsatzstück und Gehäuse eingepreßt und an ihrer äußeren Stirnseite mit dem Gehäuse verschweißt.

Mit dieser Ausführungsform wird eine in sich abgeschlossene, integrierte Anordnung geschaffen, so daß eine hiermit ausgerüstete Absperrarmatur in herkömmlicher Weise montiert und demontiert werden kann, ohne daß an der Montagestelle besondere Vorkehrungen oder Maßnahmen zu treffen sind, insbesondere ist es auch nicht möglich, daß im Bereich des elektrisch isolierenden und feuerhemmenden Einsatzstücks nachträglich irgendwelche Manipulationen durchgeführt werden können.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist an der Gehäusedurchführung des Betätigungsgliedes des Absperrorgans gleichfalls eine Dichtung aus hitzebeständigem Werkstoff eingesetzt, so daß die Absperrarmatur bei Hitzeeinwirkung nicht nur an ihrer einen Anschlußseite, sondern auch an der Gehäusedurchführung dicht bleibt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellten Ausführungsbeispiels eines Kugel hahns näher erläutert.

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Der Kugel hahn weist ein metallisches Gehäuse 1 mit einem Durchgangskanal 2 auf, der die Verbindung zwischen zwei nicht gezeigten Rohrleitungen herstellt. Diese Rohrleitungen werden an den Anschlußseiten 3, 4 in dort vorhandene Innengewinde 5, 6, gegebenenfalls unter Zugabe von Dichtungsmasse eingeschraubt. Stattdsssen können an den Anschlußseiten auch Anschlußflansche oder Schweißanschlüsse vorgesehen sein.

Im Gehäuse 1 sitzt innerhalb des Strömungskanals 2 eine abgeflachte Kugel 7 als Absperrorgan, die mit einem DurchgangsIoch 8 versehen ist. In die Kugel greift über ein Mehrkantprofil 9 die Achse 10 eines Betätigungsgliedes 11 ein, mittels dessen die Kugel 7 zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung bewegt werden kann. Die Achse 10 ist in der Gehäusedurchführung 12 mittels mehrerer elastischer Dichtungen 13 gasdicht gelagert. Ebenso ist die Kugel 7 innerhalb des Gehäuses 1 in profilierten Ringdichtungen 14 aus gleichfalls elastischem Material geführt.

An der Anschlußseite 4 des Gehäuses 1 ist ein Einsatzstück 15 angeordnet, das aus einer Metallhülse 16 und einer glaskeramischen Beschichtung 17 gebildet ist. Das Einsatzstück 16 weist an seinem im Gehäuse liegenden Ende einen Bund 18 auf und ist an seiner Innenseite über einen Teil seiner Länge mit dem Anschlußgewinde 6 versehen. In diesem Bereich weist das Einsatzstück 15 keine Beschichtung auf. Diese ist jedoch, wie die Zeichnung zeigt, ansonsten auf der gesamten Oberfläche des Einsatzstücks 15 angeordnet. So ist insbesondere auch der gesamte Bund 18 einschließlich der dem Durchgangskanal 2 zugekehrten Innenseite 19 mit dieser Beschichtung versehen.

Im Ringraum 20, der von der Anschlußbohrung des Gehäuses 1, dem Bund 18 und dem hülsenförmigen Teil 16 des Einsatzstücks 15 gebildet ist, ist eine Fixierhülse 21 angeordnet, die mit ihrer Stirn- < seite 22 gegen den Bund 18 des Einsatzstücks 15 wirkt. An dieser Stelle ist ferner eine Ringdichtung 23 aus einem hitzebeständigen Werkstoff, z.B. Graphit eingelegt, die den Spalt zwischen dem Einsatzstück 15 und dem Gehäuse 1 abdichtet.

Die Fixierhülse 21 ist mit Preßsitz in den Ringraum eingesetzt und an ihrer äußeren Stirnseite über eine Schweißnaht 24 dicht mit dem Gehäuse 1 verbunden.

Während die bereits erwähnten Dichtungen 13 in der Gehäusedurchführung 12 und die Dichtung 14 der Absperrkugel aus elastischem Werkstoff bestehen, ist nicht nur die Dichtung 23 zwischen dem Einsatzstück 15 und der Fixierhülse 21, sondern auch wenigstens ein Dichtungsring 25 an der Gehäusedurchführung aus Graphit gebildet.

Die glaskeramische Beschichtung 17 am Einsatzstück 15 sorgt zunächst für eine elektrische Trennung zwischen der Absperrarmatur und der einen Rohrleitung einerseits sowie der anderen Rohrleitung andererseits. Diese Beschichtung ist darüber hinaus feuerfest. Kommt es zu einer extremen Hitzeeinwirkung auf die Armatur, so fallen möglicherweise die Dichtungen 13 und 14 aus, nicht jedoch die Graphit-Dichtungen 23 und 25, so daß weder über die Gehäusedurchführung 12, noch über die eine Anschlußseite Gas austreten kann.

Selbstverständlich kann das in der Zeichnung zusammen mit äiner Absperrarmatur gezeigte Einsatzstück in dieser oder geringfügig abgewandelter Form auch bei anderen Armaturen, aber auch unmittelbar zwischen zwei Rohrleitungen eingesetzt werden, um einerseits eine elektrische Isolierung in hitzebeständiger Ausführung und darüber hinaus eine hitzebeständige Abdichtung zu erhalten.

Claims

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DR. ING. HANS LICHTI · DIPL.-ING. HEINER LICHTI DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT P AT E N TA N WA LT E

D-7500 KARLSRUHE 4! (GRÖTZI NGEN) · DURLAC HER STR. 31 (HOCHHAUS)

TELEFON (O72I) 46511

21. April 1982 6402/82 Lj

Rheinauer Maschinen- und Armaturen GmbH Forsthausstraße 3
D-7597 Rheinau 2

Patentansprüche

Μ. ' Absperrarmatur, insbesondere Kugelhahn, bestehend aus einem Gehäuse mit zwei Anschlußenden für Leitungen, einem im Gehäuse beweglichen Absperrorgan mit einem nach außen geführten Betätigungsglied und einem elektrisch isolierenden Einsatzstück im Bereich wenigstens eines Anschlußendes, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (15) aus einer Metallhülse (16) mit einer elektrisch isolierenden, hitzebeständigen Außenschicht (17) besteht, die von der einen Anschlußseite (4) in das Gehäuse (1) eingesetzt ist und an einer dem Gehäuse (1) abgewandten freien Seite einen von der Schicht freien Abschnitt (6) zum Anschluß der Leitung aufweist, und daß in dem zwischen dem Einsatzstück (15) und dem Gehäuse (1) gebildeten Spalt eine Dichtung (23) aus hitzebeständigem Werkstoff angeordnet ist.
2. Absperrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (17) eine glaskeramische Beschichtung (17) ist.
3. Absperrarmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die glaskeramische Beschichtung (17) aus Email gebildet ist.
4. Absperrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse (16) aus Aluminium besteht und die Außenschicht (17) aus einer im Hart-Coat-Verfahren erzeugten Aluminiumoxidschicht gebildet ist, und daß in die Metallhülse (16) ein Stahlteil zum Anschluß der Leitung eingesetzt ist.
5. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (15) einen innerhalb des Gehäuses (1) liegenden Bund (18) aufweist und daß in den zwischen der Anschlußseite (4) des Gehäuses (1) und dem Bund (18) vorhandenen Ringraum (20) eine Fixierhülse (21) angeordnet ist, die einerseits am Gehäuse (1) festgelegt ist, andererseits mit ihrer Stirnseite (22) gegen den Bund (18) des Einsatzstücks (15) unter Aufbringen der Dichtkraft an der hitzebeständigen Dichtung (23) wirkt.
6. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stirnseite (22) der Fixierhülse (21) und dem Bund (18) des Einsatzstücks (15) die hitzebeständige Dichtung (23) eingelegt ist.

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7. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixrerhülse (21) in den Ringraum (20) zwischen

Einsatzstück (15) und Gehäuse (1) eingepreßt und an ihrer äußeren Stirnseite mit dem Gehäuse (1) verschweißt ist.
8. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gehäusedurchführung (12) des Betätigungsgliedes (10, 11) des Absperrorgans (7) eine Dichtung (25) aus hitzebeständigem Werkstoff eingesetzt ist.
9. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständigen Dichtungen (23, 25) aus Graphit bestehen.
10. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse (16) bzw. das Stahlteil ein Anschlußgewinde, einen Anschlußflansch oder Anschweißende aufweisen.