DE7119687U

DE7119687U - Absperrhahn

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Publication number: DE7119687U
Application number: DE19717119687
Authority: DE
Original assignee: NOUVELLE DU SAUT-DU-TARN Ste
Current assignee: NOUVELLE DU SAUT-DU-TARN Ste
Priority date: 1970-05-22
Filing date: 1971-05-19
Publication date: 1972-10-05
Also published as: FR2094215A5; DE2125045A1; NL7106876A

Description

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Mal 1972

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Absperrhahn

Die Neuerung betrifft Absperrhähne, insbesondere für Rohrleitungen großen Durchmessers.

Bei den bekannten Hähnen dieser Art (USA-PS 3 46j5 448) bildet der Dichtungsring auch dann, wenn der Sitzring vom Küken abgehoben ist, die engste Stelle des zwischen dem Sitzring und dem Küken befindlichen Spaltes. Daher wird die beim Abheben und Anlegen ies Sitzringes sich mit dem vollen Druckgefälle der Rohrleitung durch den Spalt hindurchdrängende Flüssigkeit jus: &i. dieser Stelle, wo sich der Sitzring befindet, ihre größte Geschwindigkeit entwickeln und droht daher, den Dichtring sehr schnell auszuwaschen (zu erodieren). Diese Gefahr soll durch die Neuerung vermieden werden. Das geschieht - dies ist die erste der in der Neuerung vereinigten Maßnahmen - dadurch, daß die ortsfesten Teile, welche die eine Wand des Ringspaltes bilden, dem Küken, wenn es abgehoben ist, näher als der Sitzring sind.

Bei bekannten Hähnen dieser Art geschieht ferner das Anpressen des Sitzringes an das Küken entweder durch den Druck der in der Rohrleitung befindlichen Flüssigkeit und/oder durch Hilfsflüssigkeit oder durch Federn. Abe?¹ baulich einfacher und betrieblich sicherer ist es, werai

diese Anpressung durch die in der Rohrleitung befindliche Flüssigkeit und durch Federkraft geschieht. Dies ist die zweite der in der Neuerung vereinigten Maßnahmen.

Jene Aufgaben werden also neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die ortsfesten Teile dem Küken näher als der Sitzring in seiner vom Küken abgehobenen Stellung sind und daß der Sitzring zwei durch seinen Ringflansch voneinander getrennte Ringräume bildet, wobei derjenige Teil des oitzringes, der geringeren Auße.odurchmeaser als der Ringflansch des Sitzringes hat, dem Küken zugewandt ist und die Federkraft auf die dem Küken abgewandte, andere, im Durchmesser größere Seite des Sitzringes wirkt.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 im Längsschnitt einen Absperrhahn mit Kugelküken, und zwar im Bildteil IA mit Sitzen üblicher Art und im Bildteil IB mit Sitzen gemäß der Neuerung,

Fig. 2 in größerem Maßstab die durch Kreise umrahmten Teile der Fig. 1, und zwar im Bildteil 2A die übliche Art und im Bildteil 2B die neuerungsgemä3e Art der Sitze,

Fig. J5 ein Schema des hydraulischen Antriebs für die Bewegung der Sitze und für die Drehung des Kükens.

Das in Pig. 1 gezeigte Hahngehäuse besteht aus zwei Teilen 1 und 2, die durch Schrauben 3 verbunden sind. Das Küken 4 wird durch Nadellager 5 und 6 geführt, die in Tragkappen 7 und 8 gehalten sind, welche im Gehäuse 1 durch Schrauben 9 befestigt sind. Die Dichtheit wird durch Dichtungen 10 bewirkt. Der eine der Drehzapfen 11 des Kükens ist bis außerhalb des Hahngehäuses verlängert zu einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Antriebsvorrichtung, z. B. einem Handrad oder bei Hähnen größeren Durchmessers einer hydraulischen Antriebsvorrichtung.

Das Küken 4 ist in der Zeichnung in seiner Offen-Stellung gezeichnet, in der sein Durchgangskanal 12 mit dem Eingangskanal 13 und dem Ausgangskanal 14 fluchtet.

Nun seien anhand der Fig. 2 zunächst Sitze üblicher Bauart, die sich auf das Küken 4 abstützen, beschrieben; der Bildteil 2A zeigt einen Sitz bekannter Bauart. Dieser enthält einen Ring 15, der frei in einer zylindrischen Tragfläche l6 gleitet und in den ein torusförmiger Dichtring eingelegt ist. Eine Hauptdichtung l8 ist teilweise in den Ring 15 eingelassen und liegt normalerweise an der kugeligen Tragfläche 19 des Kükens 4 an. Ein Satz Federn 20, die gleichmäßig ringsum über den Sitz verteilt sind und sich auf einer ringförmigen Tragfläche 21 des Hahngehäuses abstützen, hält einen ständigen Druck des Dichtringes l8 auf der Tragfläche 19 aufrecht.

Nun sei auf den Teil 2B der Fig. 2 verv/iesen. Wie dort gezeigt, weist der neuerungsgemäße Sitz einen Ring 25 auf, der in einer zylindrischen Tragfläche 26 des Ge-

häuses gleitet und einen Dichtring 27 enthält. Eine Hauptdichtung 28 ist in den Ring 25 eingelassen. Federn 29, die sich auf einer ringförmigen Tragfläche 30 des Gehäuses abstützen, halten die Dichtung 28 in Anlage an der kugeligen Tragfläche des Kükens 4.

Der Ring 25 wird beweglich in seiner Lage durch einen ortsfesten Ring 32 gehalten, der am Hahngehäuse durch Schrauben 33 befestigt ist und Dichtringe 34 und 35 enthält. Da der Dichtring 28 an der Tragfläche 31 anliegt, ist zwischen dem beweglichen Ring 25 und dem ortsfesten Ring ?2 ein Ringraum 37 gebildet. Dieser ist durch eine Leitung 38, die durch das Hahngp^v'-;use gebohrt ist, mit einer Rohrleitung verbunden, die bfci 39 an das Gehäuse angeschlossen ist und eine unter Druck stehende Hilfsflüssigkeit heranführt.

Auf der anderen Seite des Ringes 25 ist ein Ringraum 40 gebildet durch eine Hülse 4l, welche Bohrungen 42 aufweist, die im Ringraum 40 den Druck der den Hahn durchströmenden Flüssigkeit einstellen.

Wenn das Ventil mit einem neuerungsgemäßen Sitz wie dem in Fig. 2 dargestellten ausgestattet ist, wird vor jeder Drehbewegung des Kükens 4 Druckflüssigkeit in den Ringraum 37 durch die Leitung 38 eingeführt. Wenn deren Druck ausreicht, wird der Sitzring 25 zurückgeschoben, wobei die Federn 29 zusammengedrückt werden, und dadurch wird die Dichtung 28 von der Tragfläche 31 entfernt. Wenn diese Betätigung z. B. einer Öffnungsbewegung des Kükens

4 vorangeht, so ergibt - wie ersichtlich - die Verschiebung der Dichtung 28 praktisch sofort einen großen lichten Durchgangsquerschnitt zwischen dem Ring 25 und dem Küken 4, da dieser lichte Querschnitt sich über den ganzen Umfang des Ringes 25 erstreckt. Die von der Flüssigkeit erreichte anfängliche Geschwindigkeit ist also weit kleiner als diejenige, die sich beim herkömmlichen Sitz einstellt. D^her tritt die Erosionswirkung, das ist die durch das Hindurch*-uetsehen der Flüssigkeit durch den engen Querschnitt erzeugte Anfressung, nicht an der Stelle der Dichtung 28, sondern an der Stelle 4^ zwischen dem Küken 4 und dem ortsfesten Ring 52 auf.

Der Ring 25 und die Dichtung 28 werden während der ganzen Drehbewegung des Kükens im Abstand von diesem gehalten; wenn sich das Küken in der gewollten Stellung befindet, dann wird der Druck in der Kammer 27 abgelassen; dies bringt den Ring 25 in seine Anfangsstellung zurück und die Dichtung von neuem an die Tragfläche Jl, und zwar unter der vereinigten Wirkung der Federn 29 und des im Ringraum 40 herrschenden Druckes der Hauptflüssigkeit. Es findet also niemals irgendeine Reibung der Dichtung 28 am Küken 4 und infolgedessen praktisch keine Erosion der Dichtung 28 auf.

Die beschriebene neuerungsgemäße Einrichtung erlaubt beträchtliche Ersparnisse bei der Ausführung des Hahnes.

Denn es brauchen, da die Dichtringe fast ger nicht erodiert werden, keine Maßnahmen für ihre Erneuerung vorgesehen zu werden, und der ganze Hahn kann, da man keinen

Ausbau des Hahr.s im Betrieb vorzusehen braucht j viel einfacher konstruiert, werden.

Die Betätigung des Hahnes ist besonders leicht möglich, wenn der Drehantrieb des Kükens durch einen hydraulischen Servomotor geliefert wird. Das Schema der Fig. 3 zeigt die Verbindung der Steuerkreise für die Bewegung des Sitzringes 25 und für die Drehung dey Kükens 4, die von einer und derselben Hydraulikpumpe und einem und demselben Steuerorgan ausgehen. Der Servoantrieb des Kükens ist hier durch einen Kraftzylinder ^5 dargestellt, dessen Kolbenstange die Drehung des Drehzapfens 11 durch ein aus Zahnstange und Zahnrad bestehendes Getriebe bewirkt. Die Abmessungen des die Verschiebung der Sitzringe bewirkenden Ringraumes 37 und des die Drehung des Drehschiebers bewirkenden Kraftkolbens 45 sind so gewählt, daß die Rückführung der Sitzringe einen Druck erfordert, der höher als der Druck der durch das Ventil strömenden Flüssigkeit, aber niedriger als der zur Drehung des Drehschiebers nötige Druck ist. Das Organ 46 ist ein vorbelastetes Rückschlagventil, welches Durchfluß von Druckflüssigkeit in der Pfeilrichtung nur dann zuläßt, wenn der Druck stromoberhalb des Ventils 46 einen bestimmten Wert erreicht. Das Steuerventil 47 ist eine von Hand zu betätigende, durch Federn in die Mittelstellung zurückzuführende Kombination zweier Vierwege-Dreistellungen-Ventile, deren eine bzw. andere Endstellung dem öffnen bzw. Schließen des Kükens 4 entspricht. Ein Vorgang der Betätigung des Kükens, nachdem das Steuerventil 47 in die gewünschte Endstellung gebracht ist, vollzieht sich dann wie folgt:

711S687-5.io.72

Man startet die Druckölpumpe 43. Diese erzeugt in der Leitung 4-9 einen wachsenden Flüssigkeitsdruck; dieser v.^;ird in die Ringräume 37 geleitet und bewirkt die Verschiebung der Sitzringe 25, ehe er genügend angewachsen ist, das Ventil 46 zu öffnen. Erst wenn die Sitzringe 25 arc Ende ihres Verschiebeweges an den Anschlägen angekommen sind, kann der Druck in der Leitung 49 weiter anwachsen, dann das Ventil 46 öffnen und darauf den Kraftzylinderkolben 45 bewe&en und somit das Hahnküken 4 drehen. Die Rückkehr des Steuerventils 47 in seine neutrale, mittlere Stellung hält den Kraftkolben 45 und den Drehschieber 4 in der beim vorangegangenen Bewegungsabschnitt erreichten Stellung, während der Druck in den Ringräumen fällt und hierdurch die Sitzringe 25 und insbesondere die Dichtringe 28 sich von neuem an die Tragfläche J>1 des Kükens 4 anlegen.

Die Neuerung ist keineswegs auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt auch alle arideren Ausführungsformen, die sich davon nur in Einzelheiten unterscheiden.

So braucht sie nicht nur auf einen Absperrhahn, also einen Zweiwegehahn beschränkt zu sein, sondern könnte in gleicher Weise auch ein Hahn mit mehr als zwei Sitzringen, also mehr als zwei Stellungen angewendet werden.

Sie ist ferner nicht auf einen Huhn mit kugeligem Küken beschränkt, sondern könnte auch auf jede andere Art von Hahn angewendet werden, sofern die Verschiebung der Sitzringe groß genug ist, daß das Küken bei seinen Drehungen s?ch frei zwischen den Sitzringen hindurchbewegen kann.

Claims

Schützanspruch

Rohrleitungs-Absperrhahn mit mindestens einem beweglichen Sitzring, der dichtend in einem Ringraum der Rohrleitung gleitet und wesentlich gleichen Innendurchmesser wie die Rohrleitung hat und einen Ringflansch aufweist, welcher an seiner dem Foiken zugewandten Seite mit den ortsfesten Teilen einen Ringraum bildet, der mit einer Quelle einer Hilfsflüssigkeit von einstellbarem Druck verbunden ist, und der an seiner dem Küken abgewandten Seite durch Federkraft und durch Ccn in der Rohrleitung herrschenden Flüssigkeitsdruck beaufschlagt ist, welche beide - die Federkraft und der Flüssigkeitsdruck - den Sitzring gegen das Küken zu drücken suchen, dadurch gekennzeich net, daß die ortsfesten Teile (32) dem Küken (4) näher als der Sitzring (25) in seiner vom Küken abgehobenen Stellung sind und daß der Sitzring (25) zwei durch seinen Ringflansch voneinander getrennte Ringräume (37, 40) bildet, wobei derjenige Teil des Sitzringes (25), der geringeren Außendurchmesser als der RingflanscL des Sitzringes hat, dem Küken (4) zugewandt ist und die Federkraft (29) auf die dem Küken abgewandte, andere, im Durchmesser größere Seite des Sitzringes (25) wirkt.