DE8717266U1

DE8717266U1 - Kugelhahn

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Publication number: DE8717266U1
Application number: DE8717266U
Authority: DE
Original assignee: Slovenske Zelezarne Zelezarna Ravne Nsolo Ravne Na Koroskem Yu
Current assignee: Slovenske Zelezarne Zelezarna Ravne Nsolo Ravne Na Koroskem Yu
Priority date: 1986-06-24
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1988-08-04
Also published as: DE3720909A1; YU45344B; YU110486A

Description

SLOVENSKE ZELEZARNE ZELEZÄRNÄ RAVNE n.sol.O«/ Ravna na KorDslcem / JugöKiaviion

Kuaelhahn

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelhahri für eine Flüssigkeit, mit einem quer zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit einmal geteilten Gehäuse, wobei zwischen dem Gehäuse und einem kugelförmigen Verschlußstück ein kleinstmoglicher Spielraum ohne Stauungsbereiche hinsichtlich des Durchgangs vorgesehen ist, und wobei eine Betätigungsachse des Verschlußstücks in Richtung vom Inneren des Hahnes nach außen einsetzbar ist.

Bei Anlagen oder Apparaturen zur Förderung von z.B. verderblichen Flüssigkeiten in der Nahrungsmittelindustrie, der pharmazeutischen Industrie und bei vergleichbaren Verfahrenstechniken besteht generell das Problem, daß ein kleiner Teil der Flüssigkeit in sogenannten toten Räumen innerhalb des Hahnes zurückgehalten bzw. aufgestaut wird. Ein weiteres Problem ist die Abdichtung der Lagerung der Betätigungsachse des VersGhlußsfcÜGks im Hahngehäuse,- die so ausgebildet sein muß, daß sich der Hahn auch dann betätigen läßt, wenn z.B. die Lagerung undicht wird. Ein drittes Problem liegt darin, daß unter Berücksichtigung der ersten beiden Probleme der Einbau einer langen Achse für das Verschlußelement möglich sein muß, um ferngesteuerte Regeleinrichtungen anbauen zu können, ohne hierzu die

Achse aus mehreren Abschnitten zusammensetzen öder den Abätänd zwischen den Verbindungsflansehen vergrößern zu müssen.

Aus einem Prospekt der Firma ARGUS GmbH/ D^7505 Ettlingen, ist ein Kugelhahn (Ausführung FK, Serie 312) bekannt/ dessen Gehäuse in einer mit der Betätigungsächse des Verschlußstücks parallelen Ebene/ d.h. senkrecht zur Richtung der Strömung der Flüssigkeit/ geteilt ist. Zwei Paare profilierter Dichtringe sind zürn Dichten des Verschlußstücks im Gehäuse erforderlich/ wovon ein Paar eine federförmige Sonderausbildung aufweist. Die Betätigungsächse des Verschlußstücks/ deren Länge beliebig sein kann, ist von außen eingesetzt.

Der bekannte Hahn erfüllt im wesentlichen die Bedingung bezüglich der kleinstmöglichen toten Räume/ wozu jedoch eine komplizierte Kombination von Dichtungen eingesetzt wird. Auch ermöglicht er den Einbau einer beliebig langen Betätigungsachse/ wobei jedoch die Forderung hinsichtlich der Betriebssicherheit des Dichtens der Betätigungsachse unerfüllt bleibt.

Aus dem Prospekt der Firma JAMESBURY CORP. (USA) ist ein Kugelhann (Ausführung 5150) bekannt, dessen Gehäuse im wesentlichen einteilig ist und an der Seite des einen Flansches mit einer solchen zylindrischen Ausnehmung ausgebildet ist, daß dadurch ein Kügelverschlüßstuck einsetzbar ist. Die genannte Ausnehmung wird anschließend in ihrem Durchmesser durch einen Ringeinsatz reduziert, der als Kugelunterlage dient und auf den inneren Nenndurchmesser des Hahnes bearbeitet ist. In der Regel handelt es sich dabei um Hähne mit einem verhältnismäßig großen Nenndurchmesser (im vorliegenden Fall 3" und 4"), der den Einbau der Betätigungsachse von innen nach außen ermöglicht, deren Länge Sen gegebenen Einöaumögiichkeiten entspricht.

Der bekannte Hahn erfüllt die Bedingung der Zuverlässigkeit des Dichtens der Betatigungsachöe/ es sind jedoch weder die Bedingung der kleinstmÖglichen toten Räume noch die Bedingung der beliebigen Länge der Betätigungsachse erfüllt.

Ausgehend von diesen Nachteilen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hahn der eingangs definierten Gattung zu schaffen, der unabhängig j von der Größe der Nennweite das Einsetzen einer beliebig

^! langen Betätigungsachse für das Kugelverschlußstück von

j innen nach außen ermöglicht/ ohne daß dabei zwischen dem

Hahngehäuse und der Kugel tote Stauräume entstehen, und ohne darüber hinaus zusätzliche Probleme, z.B. hinsichtlich des Dichtens, lösen oder auf getrennte Bauteile zurückgreifen zu müssen.

Es ist überraschend gefunden worden, daß diese Aufgabe optimal dadurch lösbar ist, daß die Teilebene (E-E) des Gehäuses, welches mit einer Kugelkammer versehen ist> die mit dem Kugelverschlußstück räumlich konzentrisch und in der Richtung der Betätigungsachse des Verschlußstücks örtlich durch eine zylindrische Ausnehmung vergrößert ist, und welches in der Ebene geteilt ist, die senkrecht zur Ebene der Betätigungsachse des Verschlußstücks und der Achse (B) des Durchgangs steht, in bezug auf die Betätigungsachse des Verschlußstücks unter einem spitzen Winkel (c6) angeordnet ist.

Dieser Winkel kann dabei derart gewählt werden, daß die gedachte Verlängerung der Betätigungsachse jenseits des Mittelpunktes der kugelförmigen Kammer des Hahngehäuses mit keinem ihrer Teile auf jene Hälfte des Gehäuses stößt, in welche sie eingebaut ist. In Abhängigkeit von der Größe

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des zulässigen Spielraumes zwischen dem kugelförmigen Verschiußstück und der kugelförmigen Kammetfladhe des Hahngehäüses einerseits Und Von der Stärke der BetatigüngSachse andererseits ist dabei die Teilebene des Gehäuses entweder durch die Mitte der kugelfötmigen Kammer "yölegt oder ist von der Mitfee verschoben/ wodurch eine optimale bauliche Läg^e- und Neiguncjganpassung der Teilebene entsprechend den gegebenen räumlichen Bedingungen des Hahnes gegeben ist. Die erwähnte zylindrische Ausnehmung im Inneren des Gehäuses ist mit einem axialen Stützansafcz der Betätigungsachse ausgefüllt, wobei dieser Ansatz der stärkste Teil der Betätigungsachse ist.

Da die innere, durch den erwähnten Sfcützärisatz der Betätigungsachse ergänzte Gehäusekammer der Oberfläche des kugelförmigen Verschlußstücks ideal angepaßt ist, besteht nicht mehr die Gefahr der Ausbildung von toten Räumen, d.h. etwa zurückgehaltene Flüssigkeit wird durch den Flüssigkeitsstrom kontinuierlich mitgerissen. Da die Betätigungsachse von innen nach außen eingesetzt werden kann, wird die Eigenschaft der betriebssicheren Abdichtung beibehalten. Da das Einsetzen der Betätigungsachse duf\£li nichts behindert wird, können beliebig lange Betätigungsachsen eingesetzt werden.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung s

beschrieben, in der ein Ausführungsbeispiel und eine 1

Variante dieses Ausführungsbeispieles dargestellt sind. f

Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch einen Kugelhahn in geöffnetem Zustand (die Verbindungsflansche >; sind weggebrochen), und |

Fig. 2 in einem gleichen Schnitt eine mittige Einzelheit einer Variante der Fig.l, jedoch in gesperrtem Zustand.

Das Gehäuse 1 des Hahnes nach Fig. 1 besteht uas einer Grundhälfte 2 und einer Zusatz&älfte 3, die längs einer Teilebene E-E mit Verbindungsflanschen 4,5 versehen sind, |

welche zueinander durch eine ringförmige Feder 6 des \

Flansches 4 und eine mit ihr kämmende Nut 7 des Flansches 5 zentriert und mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Schrauben zusammengepreßt sind.

In zusammengesetztem Zustand ist das Gehäuse 1 mit einer mittigen kugelförmigen Kammer 8 versehen. Die Giundhälfte ■ 2 des Gehäuses 1 ist in Richtung senkrecht zu einem Durchgang 9, d.h. in radialer Richtung, über einen angeflanschten Ansatz 10 verlängert. Die Achse A des Ansatzes 10, und die Achse B des Durchgangs 9 und der Teilebene E-E kreuzen sich int Mittelpunkt S der Kammer 8.

Die Kammer 8 weist in Richtung der Achse A eine zylindrische Ausnehmung 11 auf, die nach außen durch ein Gleitlager 12 begrenzt ist/ jenseits welchen der Ansatz 10 | in radialer Richtung zur Achse A zu einer zylindrischen |

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Kammer 13 vergrößert ist, die an der Mündung des Ansatzes 10 in eine mutterförmige Ausnehmung 14 erweitert ist.

Vor der Verbindung der Hälften 2,3 zum Gehäuse 1 wird von der Seite der Kammer 8 nach außen durch den Ansatz 10 eine Betätigungsachse 15 eingesetzt, die an ihrem der Kammer 8 zugewandten Ende mit einer kranzförmigen Scheibenausnehmung 16 versehen ist, aus deren freier Stirnfläche ein flacher Ansatz 16a in die Richtung der Achse A hinausragt.

Zwischen die Scheibenausnehmung 16 der Betätigungsechse und das Gleitlager 12 des Ansatzes 10 ist eine Dichtungsscheibe 17 eingelegt, und in die zylindrische Kammer 13 sind längs der Achse 15 Dichtungspackungen 18 eingefügt, die mit einem in die mutterförmige Ausnehmung 14 des Ansatzes 10 eingeschraubten Zapfenlager 19 zusammengedrückt sind. Die Lagerungsfunktion des Zapfenlagers 19 wird im gegebenen Fall mittels einer in den Zapfen 19 eingegliederten Buchse 20 durchgeführt.

Auf das Zapfenlager 19 ist von außen eine äußere Dichtungsscheibe 21 und darauf eine Druckplatte 22 und auf die letztere eine Druckmutter 23 gelegt, die an den Schraubenabschnitt der Betätigungsachse 15 aufgeschraubt ist.

Die Dichtigkeit der Baugruppe des Ansatzes 10 und der Betätigungsachse 15 ist im wesentlicher, eine Summe der Dichtigkeit längs der Dichtpackungen 18, die von der

Intensität des Druckes des Zapfenlagers 19 abhängt, und f der Dichtigkeit bei den Dichtungsscheiben 17, 21, die von < der Stärke des Anziehens der Mutter 23 abhängt.

ßie ScheibenäüsnehittUng 16 der Befcäfcigüngsächse 15 ist |

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derart ausgebildet, daß sie in Kombination mit der Dichtungsscheibe 17 den Kugelumriß der Kammer 8 ideal ergänzt.

Der Einbau der Betätigungsachse 15 im oben beschriebenen Sinne ist unter der Bedingung möglich, daß die Teilebene E-E der Hälften 2, 3 des Geltiärses 1 um einen solchen Winkel (Aj gegenüber der Achse A geneigt ist, daß die freie Kante T, die in bezug auf den Ansatz 10 jenseits der Achse B li^gt, auf der Treffstelle der Kammer 8 und der Teilebene E-E um einen Abstand &khgr; gegenüber der Achse A verschoben ist, der größer als der Halbmesser r der Scheibenausnehmung 16 der Betätigungsachse 15 oder zumindest gleich dem Halbmesser ist.

An der Berührungsstelle des Durchgangs 9 und der Oberfläche der Kammer 8 ist in die Hälfte 2, 3 des Gehäuses 1 ein ringförmiger Sitz 24a, 24b eingeschnitten, auf den ein profilierter Dichtungsring 25a, 25b gelegt und im gegebenen Fall eingeklebt ist. Zwischen den Dichtungsringen 25a, 25b ist ein kugelförmiges Verschlußstück 26 frei eingelegt, das derart durchgebohrt ist, daß es in geöffnetem Zustand des Hahnes mit den Durchgängen des Gehäuses 1 einen einheitlichen Durchgang bildet, und außerdem radial in bezug auf den Durchgang 9 mit einer Ausnehmung 26a versehen ist, die im Prinzip mit dem Ansatz 16 der Betätigungsachse 15 übereinstimmt, auf den das Verschlußstück 26 aufgeschoben ist.

Das kugelförmige Verschlußstück 26 ist in der Kombination mit zwei Dichtungsringen 25a, 25b vorteilhaft derart ausgebildet, daß sein Mittelpunkt mit dem vorstehend erwähnten Mittelpunkt S der Kammer 8 zusammenfällt, von der es somit um einen gleichmäßigen Abstand R entfernt ist* Dieser Abstand ist in, der Zeichnung aus zeichnerischen Gründen übörmäßig groß dargestellt.

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Wenn bei gegebener Nennweite des Durcghangs 9 und der daraus resultierenden Größe des Verschlußstücks 26 ein verhältnismäßig großer Abstand R zugelassen ist, kann die Teilebene E-E längs der Achse B um einen Abstand a vom Mittelpunkt S verschoben sein (Fig.2).

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Hahnes ist darin zu sehen, daß ein direkter Werkzeugzugang zur Bearbeitung der zylindrischen Ausnehmung 11 zur verfugung steht.

Claims

SLOVENSKE ZELEZARNE, ZELEZARNA RAVNE n.sol.o., Ravne na Korosken / Jugoslawien Kuqelhahn ihe:

1. Kugelhahn für eine Fluss 3_gkeit, mit einem quer zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit einmal geteilten Gehäuse, wobei zwischen dem Gehäuse und einem kugelförmigen Verschlußstück ein kleinstmöglicher Spielraum ohne Stauungsbereiche hinsichtlich des Durchgangs vorgesehen ist, und wobei eine Betätigungsachse des Verschlußstücks in Richtung vom Inneren des Hahnes nach außen einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilebene (E-E) des Gehäuses (1), welches mit einer Kugelkammer (8) versehen ist, die mit dem Kugelverschlußstück (26) räumlich konzentrisch und in der Richtung der Betätigungsachse (15) des Verschlußstücks (26) örtlich durch eine zylindrische Ausnehmung (11) vergrößert ist, und welches in der Ebene geteilt ist, die senkrecht zur Ebene der Betätigungsachse (15) des Verschlußstücks (26) und der Achse (B) des Durchgangs (9) steht, in bezug auf die Betatxgungsachse (15) des Verschlußstücks (26) unter einem spitzen Winkel (co ) angeordnet ist.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (oO) der T^ilebene (E-E) derart gewählt ist, daß die gedachte Verlängerung der

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Betätigungsachse (15) jenseits des Mittelpunktes (S) der kugelförmigen Kammer (8) des Gehäuses (1) mit keinem ihrer Teile auf jene Hälfte (2) des Gehäuses (1) stößt, in welche sie eingebaut ist.

3. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Größe des zulässigen Abstandes (4.R) zwischen dem kugelförmigen Verschlußstück (26) und der kugelförmigen fläche der Kammer (8) des Gehäuses (1) einerseits und von der Stärke (2r) der Betätigungsachse (15) andererseits die Teilebene (E-E) des Gehäuses (1) um einen Abstand (a) längs der Achse (B) des Durchgangs (9) vom Mittelpunkt (S) der Kammer (8) verschoben ist.

4. Kugelhahn nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Ausnehmung (11) der Kammer (8) durch einen axialen Stützansatz (16) der Betätigungsachse (15) ausgefüllt ist, wobei dieser Ansatz (16) der stärkste Teil der Betätigungsachse (15) ist.