DE4143307A1 - Kugelhahn iii - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn mit einem aus zwei Tei­ len zusammengesetzten Gehäuse, einer ebenfalls im Gehäuse ge­ lagerten Antriebsspindel für das Kugelküken und Dichtungen zur Abdichtung der Antriebsspindel und des Kugelkükens.

In der Industrie, insbesondere in der chemischen Prozeßtechnik werden Medien in Rohrleitungen transportiert, wobei diese un­ terschiedlichen Drücken und Temperaturen ausgesetzt sind. Zum Absperren oder zum Regeln des Durchsatzes werden in den Rohr­ leitungen Absperr- oder Regelorgane eingesetzt, die den Be­ triebsbedingungen und den geforderten Funktionen genügen müs­ sen, damit die Sicherheit der Umwelt gewährleistet ist. Die Dichtungen für die Antriebsspindel und das Kugelküken müssen im geschlossenen Zustand des Kugelhahnes bei dem jeweils vor­ handenen Druck des Mediums einen absolut dichten Abschluß er­ geben, auch bei beliebigen Temperaturunterschieden. Die Tem­ peraturabhängigkeit und der Verschleiß des Dichtungsmaterials wirken sich mit der Zeit nachteilig auf die Abdichtungsfähig­ keit aus und führen zu einem ungleichförmigen Drehmoment beim Drehen der Antriebsspindel. Um diese Nachteile zu unterbinden, werden bei dem Kugelhahn nach dem DE-GM 70 01 833 die Ring­ dichtungen mittels ringförmiger Federelemente (Tellerfedern) gegen das Gehäuse des Kugelhahnes abgestützt, so daß die Dich­ tungen unter Vorspannung stehen. Damit der Kugelhahn in einem großen Temperaturbereich von -200°C bis +600°C und einem Druck­ bereich von 0 bis 450 bar betrieben werden kann, ist es erfor­ derlich, verschiedene Dichtungswerkstoffe einzusetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kugelhahn mit zwei Lagerstellen für das Kugelküken so auszubilden, daß der Aus­ tausch von Dichtungen bzw. Dichtungssystemen, insbesondere von aus verschiedenen Werkstoffen bestehenden Dichtungen auf einfache Weise, ohne viel Arbeitsaufwand erfolgen kann. Dies wird gemäß der Erfindung auf vorteilhafte Weise dadurch er­ reicht, daß zur Lagerung des Kugelkükens in den Zapfen der Antriebsspindel ein Führungsbolzen und in eine Bohrung des Gehäusebodens ein Gleitlager eingesetzt ist, das in eine Boh­ rung des Kugelkükens hineinragt.

Kugelhähne mit gelagerter Kugel gemäß der Erfindung werden im Hochdruckbereich von 100 bis 450 bar eingesetzt, während Kugel­ hähne mit schwimmender Kugel für einen Betriebsdruck von 0 bis 100 bar vorgesehen sind. Der erfindungsgemäße Kugelhahn hat den Vorteil, daß sich die Dichtung für das Kugelküken leicht und schnell auswechseln läßt, ohne daß für die Demontage des Kugelhahnes Spezialwerkzeuge erforderlich sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung können den Unter­ ansprüchen sowie der Zeichnung und der zugehörigen Zeichnungs­ beschreibung entnommen werden. In der Zeichnung ist ein Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.

Der Kugelhahn besteht aus dem Gehäuse 1, der Antriebsspindel 2 mit den beiden ineinandergesteckten, ringförmigen Keildich­ tungen 3 und 4 sowie dem eine Durchflußbohrung 5 aufweisenden Kugelküken 6 mit der ringförmigen Dichtung 8. Das Gehäuse 1 wird von zwei Gehäuseteilen 10 und 11 gebildet, die durch Schrauben 14 und 15 zusammengehalten werden und Flansche 16 und 17 zum Anschluß der Rohrleitungen aufweisen. Eine Ring­ dichtung 18 dient zur Abdichtung der beiden Gehäuseteile 10 und 11. Die Antriebsspindel 2 besitzt an ihrem oberen Ende einen Vierkant 19 für ein Stellglied und ein Gewinde 20 für einen Gewindering 21. Unter dem Gewindering 21 ist eine Tel­ lerfeder 25 angeordnet und unter der Tellerfeder 25 ein Stahl­ ring 26, der auf einem Gleitlager 30 aufliegt. Am unteren En­ de der Antriebsspindel 2 befindet sich ein abgeflachter, bo­ genförmiger Zapfen 22, der in einen bogenförmigen Schlitz 23 des Kugelkükens 6 hineinragt. Die Antriebsspindel 2 ist in zwei Gleitlagern 30 und 31 gelagert. Unter dem Gleitlager 31 ist ein Winkelring 35 angeordnet, der sich auf zwei Halbrin­ gen 36 und 37 abstützt. Die beiden Halbringe 36 und 37 grei­ fen in eine Nut 38 am unteren Ende der Antriebsspindel 2 ein und verhindern, daß die Spindel 2 durch den im Kugelhahnge­ häuse herrschenden Innendruck nach außen aus der Gehäuseboh­ rung 24 herausgedrückt wird und bilden das Gegenlager für den auf das Gewinde 20 der Antriebsspindel 2 aufgeschraubten Ge­ windering 21. Mit dem Gewindering 21 wird der von der Teller­ feder 25 auf die beiden Keildichtungen 3 und 4 ausgeübte Druck den jeweils herrschenden Betriebsbedingungen angepaßt.

Eine Lagerstelle für das Kugelküken 6 wird durch den in eine Bohrung 42 des Kükens hineinragenden Kopf einer in ein Innen­ gewinde des Zapfens 22 der Antriebsspindel 2 eingeschraubten Inbusschraube 43 gebildet, während die zweite Lagerstelle ein in eine Bohrung 44 des Kugelkükens 6 hineinragendes Gleitla­ ger ist, das in eine im Gehäuseboden 46 befindliche Bohrung 47 eingesetzt und auf ein Haltestück 48 aufgesetzt wird. Das in die Bohrung 47 eingesetzte Gleitlager 45 besitzt die glei­ chen Abmessungen wie die Gleitlager 30 und 31 für die An­ triebsspindel 2, was besonders vorteilhaft ist. Das Halte­ stück 48 weist zwei seitliche Aussparungen 51 und 52 für ei­ nen Dichtungsring 53 und einen Stahlring 54 sowie für das Gleitlager 45 auf. Der Dichtungsring 53 stützt sich auf dem Stahlring 54 ab. Auf das Haltestück 48 ist ein Deckel 55 aufgesetzt, der über eine Schraube 56, die in eine Gewinde­ bohrung 57 eingeschraubt wird, mit dem Haltestück 48 ver­ bunden ist. Der Deckel 55 besitzt an seinem Rand eine stufen­ förmige Aussparung 61, deren erste Stufe einen dreiteiligen Ring 62 und deren zweite Stufe den Rand der Bohrung 47 im Gehäuseboden 46 aufnimmt. Die drei Teilstücke des Ringes 62 sitzen in einer Ringnut 63 der Bohrung 47 und stützen den Stahlring 54 mit ihren in die Bohrung 47 hineinragenden Tei­ len ab. Der mit einer Schrägfläche 64 versehene Dichtungs­ ring 53 wird also beim Anziehen der Schraube 56 gegen die In­ nenfläche der Bohrung 47 gedrückt und dadurch eine gute Dicht­ wirkung erzielt, wobei der dreiteilige Ring 62 das Gegenlager bildet. Bei dem Kugelhahn mit gelagerter Kugel nach der Zeich­ nung entfällt die zweite Dichtung für das Kugelküken 6. Es ist nur eine Dichtung 8 vorhanden, die von dem Gewindering 39, der Tellerfeder 40 und dem Druckring 41 gegen das Kugel­ küken 6 gedrückt wird.

Zum Auswechseln der Ringdichtung 8 wird zunächst durch Her­ ausdrehen des Gewinderinges 39 die Tellerfeder 40 entspannt und anschließend die beiden Schrauben 14 und 15 gelöst, so daß das Gehäuseteil 10 entfernt werden kann. Dann wird die Schraube 56 gelöst und der Deckel 55 abgenommen. Das Halte­ stück 48 für das Gleitlager 45 wird jetzt ein kurzes Stück nach oben in die Durchflußbohrung 5 des Kugelkükens 6 ge­ schoben, damit die drei Teilstücke des Ringes 62 aus der Ringnut 63 herausgezogen werden können. Wenn das Haltestück 48 mit dem Gleitlager 45, dem Dichtungsring 53 und dem Stahlring 54 aus dem Gehäuseboden 46 ausgebaut ist, wird die Inbusschraube 43 gelöst und dann das Kugelküken 6 um 90° in die Schließstellung gedreht, so daß es aus dem Gehäuseteil 11 herausgeschwenkt und entfernt werden kann. Anschließend wird der Gewindering 21 abgeschraubt und die Antriebsspindel 2 so weit in die Durchflußbohrung 66 gedrückt, daß sich die die Spindel 2 sichernden Halbringe 36 und 37 durch die Durchfluß­ bohrung 66 entfernen lassen. Die Spindel 2 kann jetzt nach oben aus der Bohrung 24 des Gehäuseteils 11 herausgezogen werden. Sie kann aber auch nach unten durch die Bohrung 47 im Gehäuseboden 46 aus dem Gehäuseteil 11 entfernt werden. Der Zusammenbau des Kugelhahnes erfolgt in umgekehrter Weise wie die Demontage.

Claims (7)

1. Kugelhahn mit einem aus zwei Teilen zusammengesetzten Ge­ häuse, einem im Gehäuse gelagerten Kugelküken, einer eben­ falls im Gehäuse gelagerten Antriebsspindel für das Kugel­ küken und Dichtungen zur Abdichtung der Antriebsspindel und des Kugelkükens, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Lagerung des Kugelkükens (6) in den Zapfen (22) der Antriebsspindel (2) ein Führungs­ bolzen (43) und in eine Bohrung (47) des Gehäusebodens (46) ein Gleitlager (45) eingesetzt ist, das in eine Boh­ rung (44) des Kugelkükens (6) hineinragt.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Führungsbolzen durch den run­ den Kopf einer Inbusschraube (43) oder durch einen Füh­ rungsstift gebildet wird, der in eine Bohrung (42) des Kugelkükens (6) hineinragt.

3. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Aufnahme des im Gehäu­ seboden (46) angeordneten Gleitlagers (45) für das Kugel­ küken (6) ein Haltestück (48) mit Deckel (55) vorgesehen ist.

4. Kugelhahn nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Haltestück (48) zwei seitliche Aussparungen (51, 52) aufweist, von denen die eins zur Aufnahme des Gleitlagers (45) und die andere zur Aufnahme eines Dichtungsringes (53) und eines Stahl­ ringes (54) dient.

5. Kugelhahn nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Haltestück (48) eine Gewindebohrung (57) und der Deckel (55) eine Bohrung zum Durchstecken einer Schraube (56) aufweist.

6. Kugelhahn nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich in der Bohrung (47) des Gehäusebodens (46) eine Ringnut (63) befindet, in die ein dreiteiliger Stahlring (62) eingesetzt ist, der in die erste Stufe einer stufenförmigen Aussparung (61) am Rand des Deckels (55) eingreift und auf dem der den Dichtungsring (53) für das Haltestück (48) abstützende Stahlring (54) aufliegt, so daß beim Anziehen der Schrau­ be (56) eine Vorspannung auf den Dichtungsring (53) aus­ geübt wird.

7. Kugelhahn nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite Stufe der stu­ fenförmigen Aussparung (61) des Deckels (55) den Rand der Bohrung (47) im Gehäuseboden (46) aufnimmt.