DE3912350C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hahn mit einem in dessen Gehäuse untergebrachten Küken, welches um eine zur Gehäuse-Durchfluß­ achse senkrechte Schwenkachse schwenkbar ist und mit einem eine Durchführungsöffnung des Gehäuses durchsetzenden, um die Achse schwenkbar gelagerten Schaft drehfest verbunden ist, der mittels eines Abdichtungssystems gegenüber der Durchführungsöffnung abgedichtet ist.

Solche Hähne sind in großem Umfang im praktischen Einsatz. Bei den bekannten Hähnen dient als Abdichtungssystem eine Packung, welche zwischen das Gehäuse und den Schaft im Bereich der Durchführungsöffnung des Gehäuses eingespannt ist. Diese Packung ist durch das Schwenken des Schafts beim Öffnen und Schließen des Hahns dynamisch belastet und unterliegt des­ halb der Abnutzung. Bei Abnutzung kann eine Leckage eintreten. Diese Leckage kann höchst unerwünscht und gefährlich sein, wenn durch das Ventil umgebungsschädliche Fluide, also Flüssigkei­ ten oder Gase, hindurchgeführt werden.

Auf der Achema 1988 ist ein Hahn vorgestellt worden, bei welchem das Abdichtungssystem ausgeführt ist mit einem gegenüber dem Gehäuse statisch abgedichteten, den Schaft umgebenden Basisring, einem über diesem Basisring sich von der Durchflußachse weg erhebenden, an den Basisring dreh­ fest und dicht angeschlossenen, den Schaft umgebenden Balgen, einem an dem Balgen auf dessen durchflußachsenferner Seite drehfest und dicht angeschlossenen, den Schaft umgebenden Balgabschlußring, einem an dem Balgabschlußring drehfest und dicht angebauten, den Schaft umgebenden, gehäuseseitigen Gleitdichtungsring und einem mit dem Schaft drehfest und dicht verbundenen, den Schaft umgebenden, schaftseitigen Gleitdichtungsring, wobei diese beiden Gleitdichtungsringe unter einem insbeson­ dere von dem Balgen erzeugten Dichtdruck dichtend und gleit­ fähig aneinander anliegen. Dabei ist der schaftseitige Gleitdichtungsring an einer das radial äußere Ende des Schaftes übergreifenden dicht abgeschlossenen Kappe dicht und drehfest angebracht und diese Kappe ist mit dem Schaft verschraubt und gegen unbeab­ sichtigte Verdrehung gesichert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verschraubungs­ sicherung zwischen dem Schaft und der Kappe unter gleichzeitiger Erhaltung der Abdichtung zuverlässiger zu ge­ stalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Kappe an ihrem äußeren Ende eine durch einen abnehmbaren Kappendeckel dicht verschlos­ sene Öffnung aufweist, daß innerhalb der Kappe bei gelöstem Kappendeckel lösbare Formschlußmittel untergebracht sind, welche die Kappe formschlüssig gegen Verschraubung relativ zu dem Schwenkschaft sichern und daß an der Kappe oder - bei formschlüssiger Verbindung des Kappendeckels mit der Kappe - an dem Kappendeckel Angriffsflächen für den Angriff eines Drehwerkzeugs angebracht sind.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung bleibt eine einfache Zugänglichkeit der Formschlußmittel gewährleistet; um sie zugänglich zu machen, braucht nur der Kappendeckel gelöst zu werden.

Nach einer von der Montage her besonders vorteilhaften Aus­ führungsform ist vorgesehen, daß die Formschlußmittel von einem Gabelkörper mit Gabelschenkeln gebildet sind, welche an Abflachungen des Schwenkschafts anliegen, daß der Gabel­ körper einstückig mit dem Kappendeckel ausgebildet ist und daß der Kappendeckel formschlüssig an der Kappe befestigt ist.

Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß innerhalb der Kappe mindestens ein Keil in einer Keilnut aufgenommen ist, wobei dieser Keil gleichzeitig an einer Abflachung des Schwenkschafts anliegt.

Der Kappendeckel läßt sich an der Kappe formschlüssig durch Befestigungsschrauben befestigen.

Die Angriffsflächen (70) können von einem mit dem Kappen­ deckel (82) einstückig hergestellten Mehrkant (70) ge­ bildet sein.

Zur Abdichtung des Raums innerhalb der Kappe ist vorgesehen, daß zwischen der Kappe und dem Kappendeckel eine Flach­ dichtung angeordnet ist.

Die Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen; es stellt dar

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 4 und

Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 4.

In Fig. 1 ist mit 10 das Ventilge­ häuse eines Kugelventils (Hahn) bezeichnet. In diesem Ventilgehäuse ist ein kugelförmiger Ventilkörper (Küken) 12 aufgenommen, welcher einen Durchgang 14 besitzt. Die Achse des Durchgangs ist mit A bezeichnet. Die Durchflußachse des Ventilgehäuses 10 ist mit B bezeichnet und erstreckt sich senkrecht zur Zeichen­ ebene. Das Ventilgehäuse 10 kann mittels Flanschösen aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein, um den Ventilkörper 12 in das Ventilgehäuse einbauen zu können und auch um die notwendigen Dichtungen unterbringen zu können, welche in der abgesperrten Stellung den Durchfluß durch das Ventil­ gehäuse 10 in Richtung der Durchflußachse B unterbrechen und ggfs. den Durchgang 14 des Ventilkörpers 12 vollständig abschließen. Der Ventilkörper 12 ist um 90 Grad um eine Schwenkachse C drehbar.

Der Ventilkörper 12 ist mit einem Schwenkschaft 16 drehfest verbunden, insbesondere durch lösbaren, formschlüssigen Eingriff bei 18, so daß der Ventilkörper 12 und der Schwenkschaft 16 leicht montiert werden können. Der Schwenk­ schaft 16 erstreckt sich durch eine Durchführungsöffnung 20 des Ventilgehäuses 10 und trägt auf seinem von der Durch­ flußachse B entfernten äußeren Ende eine mit ihm verschraubte Kappe 22, die in sich dicht geschlossen ist.

Zwischen dem Schwenkschaft 16 und dem Ventilgehäuse 10 ist ein allgemein mit 24 bezeichnetes Dichtungssystem untergebracht, das im folgenden näher erläutert wird:

An dem Schwenkschaft 16 ist ein Bund 26 angebracht, welcher gegen eine Dichtung oder Packung 28 anliegt, die sich ihrer­ seits an einer Schulter 30 der Durchführungsöffnung 20 unter Druck abstützt.

Die Dichtung oder Packung 28 kann als eine Vordichtung ver­ standen werden.

Eine weitere Vordichtung 32 liegt einerseits gegen eine Schulterfläche 34 der Durchführungsöffnung 20 an und anderer­ seits gegen einen Stützring 36, der durch einen Basisring 40 gesichert ist. Der Basisring 40 weist eine Ringschulter 38 auf, welche gegen den Stützring 36 einwirkt. Andererseits ist der Basisring 40 durch einen Ring 44 gehalten, der aus später noch zu erörterndem Grund als Schutzring bezeichnet ist. Dieser Schutzring 44 wirkt mit einem Kragen 46 auf den Basisring 40 ein und drückt diesen und damit den Stütz­ ring 36 nach unten gegen die Dichtung oder Packung 32.

Gleichzeitig wird der Basisring 40 gegen eine statische Dichtung 48 angedrückt, die auf einer Schulter 50 der Durch­ gangsöffnung 20 aufliegt. Der Schutzring 44 ist gemeinsam mit einem Käfig 52 auf dem Ventilgehäuse 10 durch Schrauben 42 befestigt. Mit dem Basisring 40 ist das untere Ende eines Balgens 54 dicht verbunden, dessen oberes Ende mit einem Balgabschlußring 56 dicht und fest verbunden ist. Der Balgabschlußring 56 weist eine nach oben und radial innen offene Ringnut 58 auf, in welche ein unterer Gleit­ dichtungsring 60 eingeklebt ist. Ein oberer Gleitdichtungs­ ring 62 ist in eine Ausnehmung 64 am unteren Ende der Kappe 22 fest eingeklebt. Die beiden Gleitdichtungsringe 60, 62 liegen mit achsnormalen Gleitflächen in einer Trennfläche 66 unter dem Federdruck des Balgens 54 dichtend aneinander an. Die beiden Vordichtungen 28, 32 sind bei einem Schwenken des Schwenkschaftes 16 dynamischer Belastung ausgesetzt und können sich abnutzen. Dann kann Medium in den Raum inner­ halb des Balgens 54 eintreten. Aus diesem Raum hinaus kann das Medium aber nicht austreten, da der Basisring 40 einerseits durch die statische Dichtung 48 an das Gehäuse dicht angeschlossen ist und andererseits der Balgen 54 an den Basisring 40 und an den Balgenabschlußring 56 dicht angeschlossen ist; da wei­ ter der untere Gleitdichtungsring 60 mit dem Balgabschluß­ ring 56 dicht verklebt ist und die Kappe 22 - wie noch beschrieben wird - in sich dicht und mit dem oberen Gleitdichtungsring 62 dicht verklebt ist und da schließlich die beiden Gleitdichtungsringe 60, 62 mit prak­ tisch unzerstörbaren, hochfeinbearbeiteten Dichtflächen an­ einander anliegen. Der Balgen 54 und die Gleitdichtungsringe 60, 62 sind dabei derart angeordnet und ausgebildet, daß sie dem vollen Druck des Mediums innerhalb des Ventilgehäuses 10 standhalten, auch wenn die beiden dynamischen Dichtungen 28, 32 völlig ausfallen. Die Gleitdichtungsringe bestehen bei­ spielsweise aus keramischem Werkstoff.

Am oberen Ende der Kappe 22 ist ein Mehrkant 70 angebracht, durch welchen der Schwenkschaft 16 und damit der Ventilkörper 12 gedreht werden können.

Der Dichtdruck in den dynamischen Dichtungen 28 und 32 kann durch die Vorspannung des Balgens erzeugt werden. Selbstver­ ständlich ist es möglich, diesen Dichtdruck auch durch andere elastische Mittel zu erzeugen.

Der Basisring 40 bildet zusammen mit dem Balgen 54, dem Balgabschlußring 56 und dem unteren Gleitdichtungsring 60 eine vorgefertigte Einheit, die als ganze ausgetauscht werden kann.

Der Balgen 54 ist wesentlich für die Dichtheit des Gesamtsystems. Dieser Balgen 54 ist ein empfindliches Bauelement und ist durch den Schutzring 44 gegen Beschädigung geschützt, die sich bei der Montage und im Betrieb einstellen könnte. Die Höhe des Balgens 54 ent­ spricht annähernd der Höhe des Schutzringes 44.

Die Kappe 22 ist mittels eines Innengewindes 80 auf einem Außengewinde 81 des Schwenkschafts 16 verschraubt. Durch entsprechendes Anziehen der Verschraubung kann der gewünschte Druck des Balgens 54 eingestellt werden. Der Mehrkant 70 ist mit einem Kappendeckel 82 einstückig ausgebildet, der auf das obere Ende der Kappe 22 unter Zwischenlage einer Kappendich­ tung 83 aufgeschraubt ist, und zwar vermittels Imbusschrauben 84. An der Innenseite des Kappendeckels 82 ist ein Gabel­ körper 85 angebracht mit zwei Gabelschenkeln 86 (Fig. 2). Die beiden Gabelschenkel 86 liegen an Abflachungen 87 des Schwenkschafts 16 formschlüssig an. Damit ist eine form­ schlüssige Verbindung zwischen dem Mehrkant 70 und dem Schwenkschaft 16 hergestellt, durch welche ein an dem Mehrkant 70 angelegtes Drehmoment sicher auf den Schwenkschaft 16 übertragen werden kann. Gleichzeitig ist die Kappe 22 form­ schlüssig gegen Verschraubung auf dem Schwenkschaft 16 ge­ sichert, und zwar dadurch, daß der Schwenkschaft 16 einer­ seits durch die Gabelschenkel 86 drehfest gegenüber dem Gabelkörper 85 ist und andererseits dadurch, daß der Kappen­ deckel 82 einstückig mit dem Gabelkörper 85 verbunden und gleichzeitig durch die Imbusschrauben 84 formschlüssig mit der Kappe 22 verbunden ist. Damit ist sichergestellt, daß die einmal gewählte Schraubeinstellung der Kappe 22 mit dem Schwenkschaft 16 nicht verlorengehen kann und somit die einmal gewählte Vorspannung des Balgens 54 erhalten bleibt.

Das Medium kann aus dem Ventilgehäuse 10 eventuell noch bis an die Dichtung 83 gelangen, wird aber dort endgültig durch den Kappendeckel 82 zurückgehalten.

Die Ausführungsform der Fig. 4 bis 6 unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 1 bis 3 nur durch eine anders gestaltete Verbindung zwischen dem Schwenkschaft 116, der Kappe 122 und dem Mehrkant 170. Analoge Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in den Fig. 1 bis 3, jeweils vermehrt um die Zahl 100. Die Kappe 122 weist auch hier ein Innengewinde 180 auf, das mit einem Außengewinde 181 des Schwenkschafts 116 verschraubt ist, so daß auch hier wieder die Vorspannung des Balgens 154 durch entsprechende Verschraubung eingestellt werden kann. An der Innenseite der Kappe 122 sind, wie aus Fig. 5 ersichtlich, Keilnuten 190 ausgebildet, in denen Keile oder Paßfedern 191 einge­ setzt sind. Diese Keile 191 liegen andererseits an den Ab­ flachungen 187 des Schwenkschafts 116 an. Der Kappendeckel 182 ist durch Imbusschrauben 184 mit der Kappe 122 ver­ schraubt und durch eine Flachdichtung 183 gegen diese abge­ dichtet. Da der Mehrkant 170 einstückig mit dem Kappendeckel 182 hergestellt ist, der Kappendeckel 182 formschlüssig mit der Kappe 122 verbunden ist und die Kappe 122 über die Keile 191 formschlüssig mit dem Schwenkschaft 116 verbunden ist, wird ein an dem Mehrkant 170 angelegtes Drehmoment zum Ver­ stellen des Ventilkörpers 112 formschlüssig auf den Schwenk­ schaft 116 übertragen. Ferner ist die Verschraubung 180, 181 gegen unbeabsichtigte Verstellung gesichert, und zwar wiederum durch die Keile 191, die formschlüssig sowohl an dem Schwenk­ schaft 116 als auch an der Kappe 122 anliegen, so daß sich die Kappe 122 nach Einführung der Keile 191 nicht mehr gegen­ über dem Schwenkschaft 116 verschrauben kann. Der Abstand der Gewindebohrungen 185 für die Imbusschrauben 184 ist gemäß Fig. 5 bei gleichmäßiger Teilung so gering, daß der Deckel 182 in Winkelabständen von jeweils 60 Grad gesichert werden kann. Damit ist die Möglichkeit - wie auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 - gegeben, die Vorspannung des Balgens 154 feinfühlig einzustellen.

Claims (6)

1. Hahn mit einem in dessen Gehäuse (10) untergebrachten Küken (12), welches um eine zur Gehäuse- Durchflußachse (B) senkrechte Schwenkachse (C) schwenkbar ist und mit einem eine Durchführungsöffnung (20) des Gehäuses (10) durchsetzenden, um die Achse (C) schwenkbar gela­ gerten Schaft (16) drehfest verbunden ist, der mittels eines Abdichtungssystems (24) gegenüber der Durchführungsöffnung (20) abgedichtet ist,
wobei dieses Abdichtungssystem (24) ausgeführt ist mit einem gegenüber dem Ventilgehäuse (10) statisch abgedichteten (bei 48), den Schwenkschaft (16) umgebenden Basisring (40), an dem nach außen ein den Schwenkschaft (16) umgebender Balgen (54) dicht angeschlossen ist, an dessen äußerem Ende ein den Schwenkschaft (16) umgebenden Balgabschlußring (56) drehfest und dicht angeschlossen ist, der seinerseits einen drehfest und dicht an ihm an­ gebauten gehäuse­ seitigen Gleitdichtungsring (60) trägt, und einem mit dem Schwenk­ schaft (16) drehfest und dicht verbundenen, den Schwenk­ schaft (16) umgebenden, schwenkschaftseitigen Gleitdich­ tungsring (62), wobei diese beiden Gleitdichtungsringe (60, 62) unter einem insbesondere von dem Balgen (54) er­ zeugten Dichtdruck dichtend und gleitfähig aneinander anliegen und
wobei der schwenkschaftseitige Gleitdichtungsring (62) mit einer das äußere Ende des Schwenkschafts (16) übergreifenden, dicht abgeschlossenen Kappe (22) dicht und drehfest verbunden ist, welche mit dem Schwenkschaft (16) verschraubt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (22; 122) an ihrem äußeren Ende eine durch einen abnehmbaren Kappendeckel (82; 182) dicht verschlossene Öffnung aufweist, daß innerhalb der Kappe (22; 122) bei gelöstem Kappendeckel (82; 182) lösbare Form­ schlußmittel (85, 86; 191) untergebracht sind, welche die Kappe (22) formschlüssig gegen Verschraubung relativ zu dem Schwenkschaft (16) sichern und daß an der Kappe oder - bei formschlüssiger Verbindung des Kappendeckels (82) mit der Kappe - an dem Kappendeckel Angriffs­ flächen (70; 170) für den Angriff eines Drehwerkzeugs ange­ bracht sind.

2. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschlußmittel von einem Gabelkörper (85) mit Gabelschenkeln (86) gebildet sind, welche an Abflachungen (87) des Schwenkschafts (16) anliegen, daß der Gabelkörper (85) einstückig mit dem Kappendeckel (82) ausgebildet ist und daß der Kappendeckel (82) formschlüssig an der Kappe (22) befestigt ist.

3. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Kappe (122) mindestens ein Keil (191) in einer Keilnut (190) aufgenommen ist, wobei dieser Keil (191) gleichzeitig an einer Abflachung (187) des Schwenk­ schafts (116) anliegt.

4. Hahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kappendeckel (82) an der Kappe (22) durch Befesti­ gungsschrauben (84) formschlüssig befestigt ist.

5. Hahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Angriffsflächen (70) von einem mit dem Kappen­ deckel (82) einstückig hergestellten Mehrkant (70) ge­ bildet sind.

6. Hahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kappe (22) und dem Kappendeckel (82) eine Flachdichtung (83) vorgesehen ist.