DE8220664U1

DE8220664U1 - Sicherheitsabsperrhahn

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Publication number: DE8220664U1
Application number: DE19828220664
Authority: DE
Original assignee: INDUFER AG ZUERICH 8022 ZUERICH CH
Current assignee: INDUFER AG ZUERICH 8022 ZUERICH CH
Priority date: 1982-04-19
Filing date: 1982-07-20
Publication date: 1982-11-25
Also published as: CH658502A5; BE896229A; DE3227066A1

Description

PATENTANWALT .I..'..' '..' '. '..'.I.. Friedrich-Ebert-Str. 27

DIPL-ING. ROLF PÜRCKHAUER " ³ -

Telefon (0271)331970

Telegramm-Anschrift: Patschub, Siegen j, .

1 a JUL! 1982 *

82 343 Pü/St. t

INDUFER AG ZÜRICH, Kirchgasse 3, CH-8022. Zürich / Schweiz |

ANR:

VNR: 106836

Sicherheitsabsperrhahn

Die Neuerung betrifft Sicherheitsabsperrhähne, insbesondere f

für Gasleitungen, mit einem in einem Gehäuse drehbar |

gelagerten Hahnküken, das eine quer zu seiner Drehachse |

angeordnete Durchgangsbohrung zur Herstellung der Verbindung *. zwischen Eintritt und Austritt des Gehäuses bei geöffnetem

Hahn aufweist und das in Schließstellung des Hahns mit einer I

Sitzfläche den Hahnaustritt über eine Dichtung absperrt. ;·

Absperrhähne werden vorwiegend in Rohrleitungen kleiner ί

Nennweiten eingebaut und bei niedrigeren Drücken eingesetzt. ;

Bei hohen Drücken kommen Sonderausführungen der Hähne zum ]

, Einsatz. Kennzeichnend für Hähne ist, daß der volle Leitungs- \

querschnitt durch eine geringe Drehung des Kükens, meist um |

90°, freigegeben und abgesperrt werden kann. Nach der Durch- |

gangsrichtung des Mediums unterscheidet man Durchgangshähne, (

Winkel hähiw; und Schalthähne. f

Beim einfachen Kegelhahn dreht sich das kegelförmige Küken
in einem Gehäuse, wobei die Abdichtung sowohl zwischen
Eintritts- und Austrittsanschluß der Leitung als auch gegen die
Umgebung erfolgt. Um zu verhindern, daß das Küken aus seinem
Sitz herausgehoben wird, endet es z.B. unten in einem
Gewindezapfen mit Vierkantsitz für eine Scheibe, die durch
eine Mutter gehalten wird.

Beim Stopfbuchsenhahn ist das Gehäuse unten geschlossen, und der Kükenschaft ist durch eine Stopfbuchse abgedichtet, die so ausgebildet ist, daß sie gleichzeitig den erforderlichen Dichtungsdruck in der konischen Sitzfläche des Kükens erzeugt. Die Sitzfläche des Kükens dichtet nur zwischen Eintritts- und Austrittsseite des Hahns, die Dichtung gegen die Umgebung erfolgt durch die Stopfbuchse. Der Stopfbuchsenhahn wird dort eingesetzt, wo ein Austreten des Strömungsmediums aus der Leitung mit Sicherheit ausgeschlossen werden mi»A T7 D Ka ·> Π ν»»nAna-P^ K v* n/ta«« Cofahv« -PlIy* Aac Rorl'iontinnc-

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Desweiteren sind Absperrhähe mit einem zylindrischen Küken bekannt, das zwischen Eintritt und Austritt des Hahngehäuses abdichtet.

Beim Kugelhahn ist der Dichtkörper als Kugel ausgebildet, die entweder die Eintritts- und die Austrittsbohrung oder nur die letztere Bohrung des Hahngehäuses abdichtet.

Die Vorteile der Absperrhähne sind einfache und robuste Bauweise, geringer Platzbedarf, rasche Schließ- und Umschaltmöglichkeiten, geringe Strömungsverluste und mögliche f Ausbildung als Mehrweghahn mit mehreren Anschlußstutzen.

Nachteilig sind bei den bekannten Absperrhähnen die großen aufeinander gleitenden Dichtflächen, die einen hohen Verschleiß bedingen und große Reibungskräfte hervorrufen, die die Gefahr einer elektrostatischen Aufladung des Hahnkükens und dadurch eine Explosionsgefahr bei explosiven Medien sowie eine schwierige Bedienbarkeit wegen der aufzubringenden großen Betätigungskräfte mit sich bringen. Außerdem ist die Dichtheit der Hähne bei niedrigen Betriebsdrücken im Druckbereich unter 100 mbar nicht gewährleistet. Schließlich ist bei den bekannten Absperrhähnen die Brandsicherheit nicht gegeben, da bei hohen Temperaturen die

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Dichtung bzw. Dichtungen zwischen dem Hahnküken und dem Sitz am Austritt und gegebenenfalls Eintritt des Hahngehäuses verkohlen oder verbrennen und infolge der nachlassenden Dichtkraft der Hahn undicht wird.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsabsperrhahn zu entwickeln, der für unterschiedliche Einsatzbereiche die größtmögliche Sicherheit bietet.

Diese Aufgabe wird durch einen Absperrhahn gelöst, wie er in den Ansprüchen gekennzeichnet ist.

Nachfolgend wird die Neuerung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Bauteile der beiden Ausführungsformen durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform des neuerungsgemäßen Sicherheitsabsperrhahns in Offenstellung,

Fig. 2 das Hahnküken in Draufsicht,

Fig. 3 den Absperrhahn nach Fig. 1 in geschlossener Stel1ung,

Fig. 4 einen Längsschnitt des Absperrhahns mit

einer Zwischenstellung des Hahnkükens

und
Fig. 5 einen als Eckhahn ausgebildeten Absperrhahn

mit dem konstruktiven Aufbau der ersten

Ausführung in Längsschnitt.

Der Sicherheitsabsperrhahn 1 nach den Fign. 1-4 zum Einbau in Gas- und Flüssigkeitsleitungen weist ein Gehäuse 2 mit einem drehbar gelagerten, durch einen Schalthebel 3 betätigbaren Hahnküken 4 auf, das eine quer zu seiner Drehachse 5-5 ange-

" ordnete Durchgangsbohrung 6 zur Herstellung der Verbindung

zwischon Eintrittsbohrung 7 und Austrittsbohrung 8 des

Gehäuses 2 bei geöffnetem Hahn (Fig. 1) besitzt und das in

Schließstellung des Hahns (Fig. 3) die Austrittsbohrung 8 sperrt.

Das in Fig. 2 einzeln dargestellte Hahnküken 4 ist als Kugel mit vier ebenen Begrenzimgsflachen 9 ausgebildet, die du>rch eine sphärische Sitzfläche 10 miteinander verbunden sind. Der Schalthebel 3 greift an dem äußeren Ende des Drehbolzens 12 an, der in der Bohrung 14 einer Lager- ) buchse 13 des Hahngehäuses 2 drehbar gelagert und in dieser

; mittels einer O-Ringdichtung 15 abgedichtet ist und auf dessem inneren Ende das Hahnküken 4 in Schließstellung in .Richtung der Lengsachse 16-16 der Austrittsbohrung 8 verschiebbar gelagert ist.

In der Schließstellung des Absperrhahns 1 nach Fig. 3 ist ; das Hahnküken 4 durch eine Dichtkraft beaufschlagt, die zusätzlich zu der von dem Strömungsmedium ausgeübten Dichtkraft von einer mechanischen, elektrisch geerdeten Druckfeder 17 aufgebracht wird, und das Hahnküken 4 sperrt m^t der sphärischen Sitzfläche 10 einen entsprechend ausgebildeten Sitz 18

. im inneren Ende der Austrittsbohrung 8, in den eine elastische - (Λ O-Ringdichtung 19 aus Gummi oder Kunststoff eingelassen ist.

Die auf das Hahnküken 4 wirkende Druckfeder 17 ist im Bereich der Eintrittsbohrung 7 an der Innenwand 20 des Gehäuses 2 abgestützt und beaufschlagt über einen metallischen Druckring mit einem der sphärischen Sitzfläche 10 des Hahnkükens 4 angepaßten Sitz 22 das Hahnküken 4 in Richtung der Längsachse 16-16 der Austrittsbohrung 8 des Gehäuses 2.

Der Drehbolzen 12 zur Betätigung des Hahnkükens 4 ist am inneren Ende der Lagerbuchsenbohrung 14 durch eine zwischen Gehäuseinnenwand 20 und einem Druckbund 23 des Drehbolzens angeordnete Dichtscheibe 24 abgedichtet, auf die eine axiale Dichtkraft wirkt, die durch eine Druckfeder 25 aufgebracht wird,

die zwischen dem Hahngehäuse 2 und dem am Drehbolzen 12 angreifenden Schalthebel 3 eingespannt ist.

Der Absperrhahn 26 nach Fig. 5 ist als Eckhahn ausgebildet und weist den gleichen konstruktiven Aufbau wie der Hahn nach den Figuren 1-4 auf.

Eras in Richtung der Längsachse 16-16 der Austrittsbohrung 8 des Hahngehäuses 2 bewegliche Hahnküken 4, das durch die Druckfeder 17 über den verschiebbaren Druckrinq beaufschlagt wird, sorgt bei niedrigen Betriebsdrücken für ^v ein dichtes Verschließen des Sitzes 18 mit der elastischen O-Ringdichtung 19 am inneren Ende der Austrittsbohrung 8. Bei höheren Drücken dient die Feder 17 lediglich zum Zentrieren des Hahnkükens 4.

Die Druckfeder 17 sorgt für eine automatische Nachstellung des Hahnkükens 4 bei Verschleiß der O-Ringdichtung 19.

Im Brandfalle bewirkt die ausschraelzende bzw. verkohlende O-Ringdichtung 19, daß das Hahnküken 4 mit der sphärischen Sitzfläche 10 unter der von der Druckfeder 17 und gegebenenfalls dem Strömungsmedium aufgebrachten Dichtkraft in dem r Sitz 18 der Austrittsbohrung 8 festklebt und daß somit der Sicherheitsabsperrhahn 1 dicht schließt und die Feuersicberheit des Hahns gewährleistet ist.

Elektrostatische Aufladungen des Hahnkükens 4, die durch die Molekularreibung infolge der Strömungsgeschwindigkeit des Betriebsmediums hervorgerufen werden, werden über den Druckring 21, die Druckfeder 17 und das an Masse angeschlossene Hahngehäuse 2 abgeleitet, so daß eine Explosion von hochexplosiven Medien bei Eintritt kleinster Sauerstoffmengen in das Hahngehäuse durch eine Funkenentladung des Hahnkükens, wie sie bei den isolierten Hahnküken bekannter Absperrhähne auftreten kann, ausgeschlossen ist-

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Fig. 4 verdeutlicht, daß, bedingt durch die Kugelform mit den ebenen Begrenzungsflächen 9_S das Hahnküken 4 bei Betätigung des Hahns nur beim Herausschwenken und Einschwenken aus dem bzw. in den Sitz 18 der Austrittsbohrung 8 in Reibverbindung mit der O-Ringdichtung 19 tritt, so daß das am Schalthebel 3 aufzubringende Drehmoment wegen des stark verminderten Reibungswiderstandes und der Verschleiß der Hahndichtung 19 wesentlich niedriger sind als bei den bekannten Kegel- und Kugelhähnen. Bei der in Fig. 4 dargestellten Zwischenstellung des Hahnkükens 4 strömt das gasförmige oder flüssige Medium in drei Teilströmen durch den Absperrhahn 1, so daß aufgrund der Kugel form mit ebenen Begrenzungs-' flächen 9 des Hahnkükens 4 eine intensive Spülung des Hahninnenraumes 27 beim Schalten des Hahns erreicht wird.

Schließlich bringt die Kugelform mit Abflachungen des Hahnkükens 4 noch zwei weitere wesentliche Vorteile:

Auf den ebenen Begrenzungsflächen 9 des Hahnkükens 4 können sich Rückstände aus dem flüssigen oder gasförmigen Medium so lange ohne Beeinträchtigung der Funktionsfäbigkeit des Hahns ablagern, wie sie innerhalb des von der sphärischen Sitzfläche 10 des Kükens bei Betätigung desselben beschriebenen Kugelraumes liegen und somit ein mechanischer Verschleiß der Hahndich-( tung durch Ablagerungen vermieden wird. Bei auskristallisierenden Medien, wie sie häufig in tier chemischen Industrie verwendet werden, besteht bei den bekannten Absperrhähnen die Gefahr, daß die Austrittsbohrung des Hahngehäuses durch eine Kristallschicht verschlossen und infolgedessen der Absperrhahn nicht mehr betriebsfähig ist. Diese Gefahr ist bei dem vorbeschriebenen Absperrhahn 1 nicht gegeben, da beim Schalten des Hahns eine im Bereich des Sitzes 18 der Austrittsbohrung 8 des Hahngehäuses 2 gegebenenfalls abgelagerte Kristallschicht durch die in den Sitz 18 ein- bzw. aus diesem herausschwenkende sphärische Kugelfläche 10 des Hahnkükens 4 zerstört wird, wie dies Fig. 4 verdeutlicht.

Die Sicherheitsabsperrhähne 1, 26 können besonders vorteilhaft mit einem Brandschutz-Schalthebel ausgerüstet werden, der den Hahn bei Eintritt einer vorgegebenen Umgebungstemperatur im Brandfalle selbsttätig schließt oder gegebenenfalls öffnet.

Claims

PATENTANWALT .!··**»* " · · " I *··*«!·· Friedrich-Ebert-Str. 27 DIPL-INa ROLF PÖRCKHAUER TStoilTZ ι Telefon 10271} 331970 Telegramm-Anschrift: Patschub, Sisgen 19. JUL11982343, Pü/St. INDUFER AG ZORICH, Kirchgasse 3, CH-8022 Zürich / Schweiz ANR: VNR: 106836 Schutzansprüche

1. Sici*erheitsabsperrhahn, insbesondere für Gasleitungen, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Hahnküker/,

^ das eine quer zu seiner Drehachse angeordnete Durchgangsbohrung zur Herstellung der Verbindung zwischen Eintritt und Austritt des Gehäuses bei geöffnetem Hahn aufweist und das in Schließstellung des Hahns mit einer Sitzfläche den Hahnaustritt über eine Dichtung absperrt, dadurch gekennzeichnet> daß das Hahnküken (4) als Kugel mit seitlichen Abflachungen ausgebildet ist, die auf dem freien Ende eines Drehbolzens (12) quer zur ■j Kükendrehachse (5-5) begrenzt beweglich gelagert ist und

in Schließstellung durch eine Dichtkraft beaufschlagt wird, die zusätzlich zu der von dem Strömungsmedium ausgeübten .Druckkraft von einer mechanischen, elektrisch geerdeten < ^; Druckfeder (17) aufgebracht wird.

2. Absperrhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das das Hahnküken (4) eine sphärische Sitzfläche (10) mit mindestens einer ebenen Segrenzungsfläche (9) aufweist und daß die Sitzfläche (10) in Schließstellung des Hahns einen entsprechend ausgebildeten Sitz (18) im inneren Ende der Gehäuseaustrittsbohrung (8) absperrt, in den (18) eine elastische Ringdichtung (19) eingelassen ist.

3. Absperrhahn nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Hahnküken (4) wirkende Druckfeder (17) im Hahngehäuse (2) abgestützt ist und über einen metallischen Druckring (21) mit einem der sphärischen Sitzfläche (10)

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des Hahnkükens (4) angepaßten Sitz (22) das Hahnküken (4) in Richtung der Längsachse (16-16) der Gehäuseaustrittsbohrung (8) beaufschlagt.

4. Absperrhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hahnküken (4) auf dem inneren Ende des Drehbolzens (12) in Richtung der Austrittslängsachse (16-16) des Hahngehäuses (2) verschiebbar gelagert ist.

5. Absperrhahn nach eixera der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbolzen (12) in einer Lagerbuchse (13) des Hahngehäusss (2) und am inneren Ende der Lagerbuchsenbohrung (14) abgedichtet ist, wobei die letztgenannte Dichtung eine zwischen Gehäuseinnenwand (20) und einem Druckbund (23) des Drehbolzens (12) angeordneten Dichtungsscheibe (24) aufweist und die auf diese (24) wirkende axiale Dichtkraft durch eine Druckfeder (25) aufgebracht wird, die zwischen dem Hahngehä'use (2) und dem am Drehbolzen (12) angreifenden Schalthebel (3) eingespannt ist.

6. Absperrhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet» daß dieser als Eckhahn (26) ausgebildet ist.