DE3618321A1

DE3618321A1 - Kugelhahn fuer gas

Info

Publication number: DE3618321A1
Application number: DE19863618321
Authority: DE
Inventors: Guenter Bauer; Leopold Palatschek
Original assignee: Elster AG Mess und Regeltechnik
Current assignee: Elster AG Mess und Regeltechnik
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1987-12-03

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn für Gas ent haltend

a) ein Hahngehäuse mit einem ersten Anschluß stutzen und einem zweiten Anschlußstutzen, der mit dem ersten Anschlußstutzen fluchtet, und mit konkav-sphärischen Lagergliedern zwischen den Anschlußstutzen,
b) eine als Hahnküken dienende, mit einer Quer bohrung versehene Kugel, die seitlich von der Querbohrung abdichtend in den Lagergliedern gelagert ist, und
c) Mittel zum Verdrehen der Kugel zwischen einer Offenstellung, in welcher die Querbohrung mit den Anschlußstutzen fluchtet, und einer Schließstellung, in welcher die Achse der Querbohrung senkrecht zu den Achsen der Anschlußstutzen verläuft und die Kugel den Durchgang zwischen den Anschlußstutzen absperrt.

Bei solchen Kugelhähnen ist es erwünscht, die An schlußstutzen elektrisch so gegeneinander zu iso lieren, daß sie hohen Spannungen von beispielsweise 2 kV ohne Überschlag standhalten (DIN 3389), so daß sie als Isolierstücke für den Einsatz in Gas-Haus anschlußleitungen geeignet sind. Zu diesem Zweck sind die Anschlußstutzen durch Teile aus isolieren dem Material elektrisch gegeneinander isoliert. Es besteht weiterhin die Forderung, daß der Kugelhahn im Brandfalle auch bei hohen Temperaturen von bei spielsweise 650°C noch bis zu einem gewissen Grad dicht bleibt, so daß die Leckrate einen vorgege benen Höchstwert nicht überschreitet. Diese beiden Forderungen sind schwer miteinander in Einklang zu bringen. Die Isoliermaterialien für die elektrische Isolation werden bei den hohen Temperaturen zer stört. Dabei wird der Kugelhahn im allgemeinen un dicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelhahn für Gas so auszubilden, daß einerseits eine elektrische Isolation eines Anschlußstutzens durch Einbau von Isolierstücken erfolgt und an dererseits auch bei hohen Temperaturen eine aus reichende Dichtheit gewährleistet ist, so daß die Leckrate einen zulässigen Höchstwert nicht über schreitet, auch wenn die Isolierstücke durch die hohe Temperatur zerstört sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

d) das Hahngehäuse auf der Seite des ersten An schlußstutzens einen Außenstutzen aufweist,
e) innerhalb des Außenstutzens ein Innenstutzen angeordnet ist,
f) zwischen Innenstutzen und Außenstutzen elek trisch isolierende Glieder angeordnet sind,
g) zwischen dem Innenstutzen und dem Außenstutzen weiterhin ein Dichtring aus einem elektrisch isolierenden, hitzebeständigen Material ange ordnet ist und
h) der Außenstutzen so einwärtsgepreßt und ver formt ist, daß der Dichtring zwischen Innen stutzen und Außenstutzen festgeklemmt ist.

Auf diese Weise wird der Dichtring zwischen dem Innenstutzen und dem Außenstutzen bei der Ver formung des Außenstutzens festgeklemmt. Er bleibt in seiner Position und bewirkt eine Abdichtung auch dann, wenn die übrigen Isolierstücke bei hohen Temperaturen weggeschmolzen oder sonstwie zerstört sind.

Als Material für den Dichtring hat sich ein Borni trid-Sinterkörper bewährt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nach stehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeich nungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Kugelhahn für Gas.

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Anschlußstutzen des Kugelhahns mit Innen- und Außenstutzen und

Fig. 3 zeigt einen bei dem Kugelhahn von Fig. 1 benutzten Dichtring, der als Bornitrid- Sinterkörper hergestellt ist.

Der Kugelhahn für Gas enthält ein Hahngehäuse 10 mit einem ersten Anschlußstutzen 12 und einem gegenüberliegenden zweiten Anschlußstutzen 14. Der zweite Anschlußstutzen 14 fluchtet mit dem ersten Anschlußstutzen 12. Innerhalb des Hahngehäuses 10 zwischen den Anschlußstutzen 12 und 14 sind konkav- sphärische Lagerglieder 16 und 18 angeordnet. Die Lagerglieder 16 und 18 sind zwei im Abstand von einander angeordnete Ringe aus Kunststoff mit konkav-sphärischen Lagerflächen. In den Lager gliedern 16 und 18 ist eine als Hahnküken dienende, mit einer Querbohrung 20 versehene Kugel 22 seit lich von der Querbohrung abdichtend gelagert. Es sind Mittel 24 vorgesehen zum Verdrehen der Kugel 22 zwischen einer Offenstellung, in welcher die Querbohrung 20 mit den Anschlußstutzen 12, 14 fluchtet, und einer Schließstellung, in welcher die Achse der Querbohrung 20 senkrecht zu den Achsen der Anschlußstutzen 12, 14 verläuft und die Kugel 22 den Durchgang zwischen den Anschlußstutzen 12 und 14 absperrt.

In Fig. 1 ist der Kugelhahn in der Offenstellung gezeigt. Der Durchmesser der Querbohrung 20 ent spricht den Innendurchmessern der Kanäle in den Anschlußstutzen 12 und 14, so daß sich ein gerader Durchgangskanal konstanten Durchmessers ergibt. Die Anschlußstutzen 12 und 14 haben Innengewinde 26 bzw. 28 für den Einbau in eine Gasleitung. Die Mittel 24 zum Verdrehen der Kugel 22 enthalten einen Drehgriff 30, der mit einem Zapfen 32 in dem Hahngehäuse 10 gelagert ist. Der Zapfen 32 weist zwei Ringnuten 34 auf, in denen O-Ringe 36 sitzen. Der Zapfen 32 weist an seiner inneren Stirnseite einen Teller 38 auf, der an der Innenwandung des Hahngehäuses 10 anliegt, und einen Vierkantansatz 40. Der Vierkantansatz 40 greift in eine ent sprechende Ausnehmung 42 der Kugel 22 ein. Der Drehgriff 30 ist mittels einer Mutter 44, die auf einem Gewindeansatz 46 des Zapfens 32 sitzt, an dem Zapfen 32 festgeklemmt.

Das Hahngehäuse 10 enthält einen Teil 48 mit dem ersten Anschlußstutzen 12 und einen Teil 50 mit dem zweiten Anschlußstutzen 14. Die beiden Teile 48 und 50 sind mittels eines Gewindes 52 miteinander ver schraubt und mit einem Dichtring 54 abgedichtet.

Das Hahngehäuse 10 weist auf der Seite des ersten Anschlußstutzens 12 einen Außenstutzen 56 auf. Innerhalb des Außenstutzens 56 ist ein mit dem Innengewinde 26 versehener Innenstutzen 58 angeord net. Der Innenstutzen 58 weist im Abstand von seinem inneren Ende auf der Außenseite einen Bund 60 auf. Zwischen Innenstutzen 58 und Außenstutzen 56 ist ein Isolierring 62 aus Kunststoff angeord net. Der Isolierring 62 erstreckt sich von dem Bund 60 bis im wesentlichen zum äußeren Ende des ersten Anschlußstutzens 12. Weiterhin ist zwischen der inneren Stirnfläche des Innenstutzens 58 und einer Innenschulter 64 des Hahngehäuses 10 ein isolieren der Ringkörper 66 angeordnet. Der Ringkörper 66 ist durch O-Ringe 68 und 70 gegen den Innenstutzen 58 bzw. den Außenstutzen 56 hin abgedichtet. Auf den Bund 60 ist ein u-förmiger Isolierring 72 aufge setzt, der in Fig. 2 besser erkennbar ist.

Zwischen dem Innenstutzen 58 mit seinem Bund 60, dem Außenstutzen 56 und dem Ringkörper 66 ist ein Dichtring 74 aus einem elektrisch isolierenden, hitzebeständigen Material angeordnet, vgl. Fig. 2 und 3. Bei dem dargestellten bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel ist der Dichtring 74 ein Bornitrid- Sinterkörper. Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, besitzt der Dichtring 74 eine leicht zur Achse des Dichtrings 74 und im eingebauten Zustand zur Achse des Kugelhahns geneigte Umfangsfläche 75. Die Umfangsfläche 75 ist an einer Seite des Dichtrings 74, die im eingebauten Zustand des Dichtrings 74 dem Ringkörper 66 zugekehrt ist, mit einer Abschrägung 76 versehen. An der gegenüberliegenden Seite, die dem u-förmigen Isolierring 72 zugekehrt ist, weist der Dichtring 74 an seinem inneren Umfang eine weitere Abschrägung 77 auf. Nach der Montage wird der Außenstutzen 56 so einwärtsgepreßt und verformt, daß der Dichtring 74 zwischen Innen stutzen 58 und Außenstutzen 56 festgeklemmt ist.

Das Bornitrid ist elektrisch nicht leitend. Der Innenstutzen 58 ist somit bei normalem Betrieb durch den Isolierring 62, den Isolierring 72, den Dichtring 74 und den Ringkörper 66 gegenüber den übrigen Teilen des Hahngehäuses 10 und dem zweiten Anschlußstutzen 14 elektrisch isoliert. Durch das Einwärtspressen des Außenstutzens 56 wird der Dichtring 74 zwischen dem Außenstutzen 56 und dem Innenstutzen 58 festgeklemmt. Es hat sich gezeigt, daß dabei eine Abdichtung zwischen dem als Bornitrid-Sinterkörper ausgebildeten Dichtkörper 74 und der Außenfläche des Innenstutzens 58 bzw. der Innenwandung des Außenstutzens 56 stattfindet. Wenn bei hohen Temperaturen die übrigen aus isolierendem Material bestehenden Teile, also etwa die Isolier ringe 62 und 72 und der Ringkörper 66, zerstört werden, dann wird damit noch kein Weg aus dem Inneren des Hahngehäuses 10 etwa über den Ringraum zwischen Innenstutzen 56 und Außenstutzen 58 zur Atmosphäre hin frei. Vielmehr ist dieser Weg durch den Dichtkörper 74 abgeschlossen. Durch das Fest klemmen bleibt der Dichtkörper 74 auch bei Zer störung der Teile 62, 72 und 66 an seinem Platz. Es hat sich gezeigt, daß sich auf diese Weise auch bei hohen Temperaturen der Gasaustritt aus dem Kugel hahn unterhalb zulässiger Grenzen halten läßt.

Claims

1. Kugelhahn für Gas enthaltend

a) ein Hahngehäuse mit einem ersten Anschluß stutzen und einem zweiten Anschlußstutzen, der mit dem ersten Anschlußstutzen fluch tet, und mit konkav-sphärischen Lagerglie dern zwischen den Anschlußstutzen,
b) eine als Hahnküken dienende, mit einer Querbohrung versehene Kugel, die seitlich von der Querbohrung abdichtend in den Lagergliedern gelagert ist, und
c) Mittel zum Verdrehen der Kugel zwischen einer Offenstellung, in welcher die Quer bohrung mit den Anschlußstutzen fluchtet, und einer Schließstellung, in welcher die Achse der Querbohrung senkrecht zu den Achsen der Anschlußstutzen verläuft und die Kugel den Durchgang zwischen den An schlußstutzen absperrt, dadurch gekennzeichnet, daß
d) das Hahngehäuse (10) auf der Seite des ersten Anschlußstutzens (12) einen Außen stutzen (56) aufweist,
e) innerhalb des Außenstutzens (56) ein Innenstutzen (58) angeordnet ist,
f) zwischen Innenstutzen (58) und Außen stutzen (56) elektrisch isolierende Glieder (62, 72, 66) angeordnet sind,
g) zwischen dem Innenstutzen (58) und dem Außenstutzen (56) weiterhin ein Dichtring (74) aus einem elektrisch isolierenden, hitzebeständigen Material angeordnet ist und
h) der Außenstutzen so einwärtsgepreßt und verformt ist, daß der Dichtring (74) zwischen Innenstutzen (58) und Außen stutzen (56) festgeklemmt ist.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß

a) der Innenstutzen (58) im Abstand von seinem inneren Ende auf der Außenseite einen Bund (60) aufweist,
b) zwischen dem Innenstutzen (58) und dem Außenstutzen (56) ein Isolierring (62) angeordnet ist, der sich von dem Bund (60) bis etwa zu dem äußeren Ende des ersten Anschlußstutzens (56) erstreckt,
c) ein Ringkörper (66) zwischen der inneren Stirnfläche des Innenstutzens (58) und einer Innenschulter (64) des Hahngehäuses (10) sitzt,
d) ein Isolierring (72) von u-förmigem Querschnitt auf den Bund (60) aufgesetzt ist und
e) der Dichtring (74) aus elektrisch isolierendem, hitzebeständigem Material zwischen dem Innenstutzen (58) mit seinem Bund (60), dem Außenstutzen (58) und dem Ringkörper (66) angeordnet ist.

3. Kugelhahn für Gas nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der hitzebeständige Dichtring (74) aus einem Bornitrid-Sinterkörper besteht.