DE3741904A1 - Kugelhahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn für Gase oder Flüssigkeiten mit einer in einem Gehäuse angeordneten Kugel mit zylindrischer Bohrung und einer Kugeldichtung.

Kugelhähne werden z.B. als Absperrvorrichtung für Tanks eingesetzt, in denen Flüssigkeiten oder Gase gelagert oder transportiert werden. Bei den bisher bekannten Kugelhähnen wird die Kugel an zwei gegenüberliegenden Stellen durch je eine Kugeldichtung gehalten. Die Kugeldichtungen sind an den Anschlußflanschen abgestützt und halten die Kugel unter Vorspannung.

Solche Ausführungen weisen den Nachteil auf, daß sie aufwendig herzustellen sind und im Betrieb nicht zufriedenstellend arbeiten; insbesondere kann sich die Vorspannung der Dichtungen und damit die Andruckkraft zwischen Kugel und Dichtungen im Laufe der Betriebszeit ändern und die Armatur an Dichtheit und Leichtgängigkeit verlieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelhahn zu entwickeln, der kostengünstig hergestellt werden kann und im Betrieb zuverlässig ist.

Diese Aufgabe wird durch Druckfedern gelöst, die die Kugel gegen die Kugeldichtung drücken.

Die Druckfedern können Fertigungstoleranzen sowie unterschiedliche Volumenveränderungen der Werkstoffe bei Temperaturänderungen auffangen, so daß der Anpreßdruck zwischen Kugel und Kugeldichtung während des Betriebs weitgehend konstant bleibt. Damit bleiben das Drehmoment für die Betätigung des Kugelhahns und die Dichtheit des Hahns praktisch unverändert. Die erfindungsgemäße Ausführung ist besonders für verflüssigte tiefkalte Gase geeignet, da bei dieser Anwendung besonders große Temperaturunterschiede und damit besonders große Veränderungen von Volumen und Elastizität der Werkstoffe auftreten.

Es erweist sich als zweckmäßig, wenn die Druckfedern an derjenigen Seite des Kugelhahns angebracht sind, an der im geöffneten Zustand Gas bzw. Flüssigkeit in den Kugelhahn einströmt. Dadurch wird bei abströmseitigem Überdruck die Kugel gegen die Federkraft von der Dichtung gedrückt und Gas bzw. Flüssigkeit kann zum Abbau des Überdrucks auf die Einströmseite, die im allgemeinen an einen Vorratsbehälter angeschlossen ist, zurückströmen. Damit entfällt die Notwendigkeit für ein gesondertes Sicherheitsventil für abströmseitigen Überdruck.

In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Kugelhahns besitzt die Kugeldichtung eine Schnapplippe, durch die sie im Kugelhahngehäuse gehalten wird. Auf diese Weise sitzt die Kugeldichtung auch dann fest im Gehäuse, wenn am Kugelhahn keine Leitungen angeflanscht sind. Durch die festsitzende Kugeldichtung wird verhindert, daß die Kugel bei Erschütterungen in ihrer Lage verschoben wird, das Gehäuse berührt und beschädigt wird. So kann der Kugelhahn als einbaufertige Einheit hergestellt und transportiert werden.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kugelhahn in geschlossenem Zustand,

Fig. 2 einen weiteren Schnitt durch den erfindungsgemäßen Kugelhahn senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A.

In einem Gehäuse 1 wird eine ringförmige Kugeldichtung 2 durch eine Schnapplippe 21 gehalten. Die Kugeldichtung ist vorzugsweis aus modifiziertem Polytetrafluorethylen hergestellt. Dieses Material gewährleistet, daß die Dichtwirkung auch bei tiefen Temperaturen nicht nennenswert nachläßt. Damit kann der Kugelhahn insbesondere als Absperrvorrichtung für tiefkalte verflüssigte Gase eingesetzt werden.

In Fig. 1 ist der Kugelhahn in geschlossenem Zustand dargestellt. Eine hartverchromte Kugel 3 wird an die Kugeldichtung 2 gedrückt und verschließt damit eine Abströmleitung 18. Eine Zweiflachfräsung 23 nimmt die Betätigungsspindel 11 auf, über die die Stellung der Kugel 3 von außen verändert werden kann. Im geöffneten Zustand ist die Kugel 3 gegenüber der Darstellung in Fig. 1 längs der Achse der Betätigungsspindel 11 um 90° gedreht, und Gas bzw. Flüssigkeit kann in Richtung des Pfeiles 14 von einer Einströmleitung 17 durch die zylindrische Bohrung 16 zur Abströmseite 18 strömen.

Am Umfang der Einströmleitung 17 sind in gleichen Abständen erfindungsgemäß Druckfedern 6 angebracht (Fig. 1 und 2). Ihre Federkraft drückt über ein Druckstück 5 und ein Gleitstück 4, das vorzugsweise aus demselben Material wie die Kugeldichtung 2 hergestellt ist, die Kugel 3 gegen die Kugeldichtung 2. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel werden sechs Druckfedern verwendet (Fig. 2). Die Anzahl der Druckfedern kann auch höher sein. Ein wesentlich geringere Anzahl sollte nicht gewählt werden, da die Federkraft möglichst gleichmäßig über den Umfang des Druckstückes 5 verteilt sein sollte. Die Vorspannung der Druckfedern wird durch einen in das Gehäuse eingelegten Sicherungsring 8 und eine Druckscheibe 7 bestimmt.

Falls im geschlossenen Zustand Überdruck auf der Abströmseite (rechte Seite in Fig. 1) auftritt, wird die Kugel 3 gegen die Kraft der Druckfedern 6 von der Kugeldichtung 2 weggedrückt. Gas bzw. Flüssigkeit kann an der Kugel vorbei über die Zweiflachfräsung 23 und durch die freien Flächen 20 (Fig. 2) über die Einströmleitung 17 in den in Fig. 1 links angeschlossenen Vorratsbehälter zurückströmen.

Die eingeschweißten Flansche 10 und das auswechselbare Mittelstück, das die Absperrvorrichtung enthält, werden durch Schrauben 12 und Muttern 13 zusammengespannt. Dabei werden die nach außen dichtenden Ringe 9, die vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen hergestellt sind, und die Dichtleiste 22 der Kugeldichtung 2 vorgespannt.

Claims (3)

1. Kugelhahn für Gase und Flüssigkeiten mit einer in einem Gehäuse angeordneten Kugel mit zylindrischer Bohrung und einer Kugeldichtung, gekennzeichnet durch Druckfedern (6), die die Kugel (3) gegen die Kugeldichtung (2) drücken.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfedern (6) an derjenigen Seite des Kugelhahns angebracht sind, an der im geöffneten Zustand Gas bzw. Flüssigkeit in den Kugelhahn einströmt.

3. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeldichtung (2) eine Schnapplippe (21) besitzt, durch die die Kugeldichtung (2) im Gehäuse (1) gehalten wird.