Absperrhahn mit drehbarem, durchbohrtem, kugelförmigem Absperrkörper Die Erfindung bezieht sich auf einen Absperr hahn mit drehbarem, durchbohrtem, kugelförmigem Absperrkörper, der zwischen metallenen, Teile einer Kugelfläche bildenden Anlageflächen eingespannt ist.
Durch das Hauptpatent ist ein solcher Absperr hahn geschützt, bei dem jeder Anlagefläche ein Dich tungsring zugeordnet ist, der auf einen zylindrischen Sitz aufgezogen ist, der einen grösseren Durchmesser hat, als der Innendurchmesser des ungespannten Dichtungsringes beträgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gegenstand des Hauptpatentes im Sinne einer bes seren Eignung für sehr hohe Drücke und dement sprechend sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten weiter zu entwickeln.
Wegen des hohen Druckes muss das Kugel küken sehr fest im Hahngehäuse eingespannt sein. Deshalb sind die Anlageflächen der Gehäuse-Ein- spannteile des Kugelkükens bei der Öffnungs- und Schliessbewegung des letzteren einem hohen Ver schleiss unterworfen. Dieser Verschleiss ist insbe sondere dann sehr gross, wenn das strömende Me dium Feststoffe enthält, die sich bei geschlossenem Absperrhahn auf der Oberfläche des Kugelkükens absetzen und beim Öffnen des Absperrhahnes zwi schen die genannten Anlageflächen und die Ober fläche des Absperrkörpers geraten.
Wenn der Kugel hahn in eine Stellung gekommen ist, bei der nur noch ein ganz kleiner Durchtrittsquerschnitt für das strömende Medium offen ist, dann wird der an dieser Stelle frei in der Strömung liegende Teil des Dichtungsringes von der Strömung mitgerissen, und es besteht die Gefahr, dass dieser Ring, insbesondere beim Schliessen des Absperrhahnes, auf seiner Ober fläche durch die Kante der Bohrung des Kugel kükens beschädigt wird.
Zur Vermeidung dieser Gefahr und zur Er höhung der Verschleissfestigkeit wird erfindungsge mäss vorgeschlagen, dass das den Absperrkörper bildende Kugelküken zwischen den Teile einer l#'.ugeloberfläche bildenden Stirnflächen zweier in einer Ausdrehung des Hahngehäuses und eines in dieses Gehäuse eingeschraubten Anschlussstückes gelagerter Sitzringe eingespannt ist, auf deren Aussen flächen mit Vorspannung die Dichtungsringe aufge zogen sind, welche einen in der Grundform recht eckigen Querschnitt aufweisen,
dessen dem Kugel küken zugewandte Innenkante bei demontiertem Ring abgerundet ist, und dass die Dichtungsringe auf der dem Kugelküken zugewandten, senkrecht zur Durchflussbohrung stehenden Seite durch je einen losen Ring abgestützt sind, der mit seiner einen Teil einer Kugelfläche bildenden innern Ringfläche auf dem Kugelküken zentriert ist.
Die das Kugelküken einspannenden Sitzringe sind zweckmässig aus hoch verschleissfestem Ma terial, das heisst einem mindestens ebenso verschleiss festem Material wie fester Grauguss, Lagerbronze oder Polyamid, gefertigt. Ihr Innendurchmesser hat vorteilhaft den gleichen Durchmesser wie die Aus drehung des Hahngehäuses bzw.
des in dieses Ge häuse eingeschraubten Anschlussstückes. Der Aussen durchmesser der Dichtungsringe und der vorzugs weise metallenen Abstützringe ist zweckmässig klei ner als der Durchmesser der diese Ringe und das Kugelküken aufnehmenden Längsbohrung des Hahn gehäuses.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass die das Kugelküken einspannenden Sitzringe aus einem wesentlich verschleissfesteren Material als das Hahngehäuse und das in dieses eingeschraubte An schlussstück hergestellt werden können. Ausserdem lassen sich, wie sich zeigte, die schadhaft gewordenen Sitzringe leicht und ohne Schwierigkeiten aus wechseln. Die auf das Kugelküken aufgesetzten Ab stützringe sollen verhindern, dass die Dichtungsringe von der Strömung mitgerissen und durch die Kante der Bohrung des Kugelkükens zerstört werden.
Durch eine Abrundung der dem Kugelküken zu gewandten Innenkante der Dichtungsringe kann eine bessere Dichtwirkung gegenüber der Oberfläche des Kugelkükens erreicht werden. Eine konvexe Wölbung dieser Kante hat zur Folge, dass die Kante der Boh rung des Kugelkükens beim Schliessen oder Öffnen des Absperrhahnes leicht über die Dichtfläche hin weggleitet und diese schont.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel anhand eines Längsschnittes durch einen Absperr hahn mit Kugelküken dargestellt. .
Der Absperrhahn weist ein Gehäuse 1 mit einer Längsbohrung 2 auf, die sich auf der rechten Seite zu einer Gewindebohrung 3 erweitert. Auf der linken Seite verengt sich die Längsbohrung zunächst zur Aufnahme eines losen Sitzringes 4 und dann weiter auf das Mass der Durchflussbohrung 5. Daran schliesst sich wieder eine Erweiterung zu einer Gewindeboh rung 6 an. In die Gewindebohrung 3 auf der rechten Seite der Längsbohrung 2 ist ein Anschlussstück 7 eingeschraubt, das eine Durchflussbohrung 8 enthält, die sich nach rechts zu einer Gewindebohrung 9 und nach links zur Aufnahme eines losen Sitzringes 11 erweitert. Die Sitzringe 4 und 11 dienen zum Einspannen des den Absperrkörper bildenden Kugel kükens 10.
Das in das Gehäuse 1 eingeschraubte Anschluss- stück 7 ist durch eine Sicherungsschraube 12 fixiert und weist auf seiner in die Längsbohrung 2 des Gehäuses hineinragenden zylindrischen Aussenfläche 13 eine Nut 14 zur Aufnahme eines Abdichtungs ringes 15 auf.
Die zur Aufnahme der losen Sitzringe 4 und 11 im Gehäuse 1 bzw. im Anschlussstück 7 vorhan denen Ausdrehungen sind mit senkrecht zur Längs achse des Hahngehäuses 1 angeordneten Anlage flächen 16 und 17 ausgerüstet, gegen die sich die Stirnflächen 18 und 19 der losen Sitzringe 4 und 11 anlegen. Beim Einschrauben des Anschlussstückes 7 in die Gewindebohrung 3 des Gehäuses 1 wird das Kugelküken 10 zwischen den Teile einer Kugelober fläche bildenden Stirnflächen 20 und 21 der losen Sitzringe 4 und 11 so fest eingespannt, wie dies der für den Absperrhahn vorgesehene maximale Betriebs druck des strömenden Mediums erfordert.
Die losen Sitzringe 4 und 11 ragen in den das Kugelküken 10 aufnehmenden Raum des Gehäuses 1 hinein. Auf den in diesen Raum hineinragenden Aussenflächen 22 und 23 der Sitzringe 4 und 11 ist je ein Dich tungsring 25 und 26 aufgezogen. Der äussere Durch messer der Sitzring-Aussenflächen 22 und 23 ist grösser als der Innendurchmesser 27 und 28 der auf ihnen aufgezogenen, ungespannten Dichtungs ringe 25 und 26, so dass die letzteren mit Vorspan- nung auf den Sitzringen 4 und 11 sitzen.
Die dem Kugelküken 10 abgewandten Seiten 29 und 30 der Dichtungsringe 25 und 26 legen sich an senkrecht zur Strömungsrichtung angeordneten ring förmigen Flächen 31 des Gehäuses 1 bzw. 32 des Anschlussstückes 7 an. An ihrem äussern Durchmesser sind die Dichtungsringe 25 und 26 jedoch nicht ab gestützt. Sie können aber dort mit Spannbandagen versehen sein.
Den dem Kugelküken 10 zugewandten Seiten 33 und 34 der Dichtungsringe 25 und 26 liegen die Seitenflächen 35 und 36 je eines Abstützringes 37 und 38 gegenüber, die mit ihren, Teile einer Kugel oberfläche bildenden innern Ringflächen 39 und 40 derart auf der Oberfläche des Kugelkükens 10 zen triert sind, dass sich die einander zugewandten Flächen 33 und 34 der Dichtungsringe 25 und 26 und die Seitenflächen 35 und 36 der Abstützringe lose be rühren. Die Dichtungsringe 25 und 26 haben einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Jedoch sind ihre dem Kugelküken 10 zugewandten Innen kanten 41 bzw. 42 abgerundet.
Bei nicht einge spanntem Absperrkörper 10 ragen diese konvex abge rundeten Kanten 41 und 42 der Dichtungsringe 25 und 26 über die konkaven, dem Kugelküken 10 zu gewandten Flächen der Sitzringe 4 und 11 sowie der Abstützringe 37 und 38 hinaus. Beim Zusammenbau des Absperrhahnes werden die vorstehenden abge rundeten Kanten 41 und 42 der Dichtungsringe 25 und 26 gegen die Oberfläche des Kugelkükens 10 gepresst und verformen sich dabei unter Bildung einer Dichtfläche.
Das Kugelküken 10, das durch die Sitzringe 4 und 11, die Dichtungsringe 25 und 26 und die Abstützringe 37 und 38 zentriert ist, kann durch eine in einem seitlichen Ansatz 43 des Gehäuses 1 gelagerte Schaltspindel 44 in die Schliess- oder Offen stellung gedreht werden. In der Offenstellung des Kugelkükens gestattet die Bohrung 45 des letzteren den ungehinderten Durchtritt des strömenden Me diums. Die Durchmesser der Bohrung 45 im Kugel küken 10 und der Durchflussbohrungen 5 und 8 im Gehäuse 1 bzw. im Anschlussstück 7 sowie die Innendurchmesser 46 und 47 der Sitzringe 4 und 11 sind ungefähr gleich gross gehalten, so dass keine Wirbelbildung beim Durchtritt des strömenden Me diums durch den geöffneten Kugelhahn entsteht.
In bekannter Weise ist die Schaltspindel 44 mit einem Betätigungshebel 48 versehen und durch eine glockenartig ausgebildete überwurfmutter 49 in dem seitlichen Fortsatz 43 des Gehäuses 1 festgehalten. Sie ist durch einen in eine Ringnut 50 der Schalt spindel 44 eingelegten Dichtungsring 51 nach aussen abgedichtet. Neben den für das Einschrauben von Schlauch- oder Rohrleitungen in das Gehäuse 1 bzw. das Anschlussstück 7 vorgesehenen Gewindebohrun gen 6 und 9 ist das Gehäuse 1 auch noch mit Aussengewinde 52 und 53 für den Anschluss von Schlauch- oder Rohrleitungen ausgerüstet.
Da das Kugelküken 10 durch die Sitzringe 4, 11, die Dichtungsringe 25, 26 und die Abstützringe 37, 38 bereits zentriert ist, braucht die Schaltspindel 44 nicht zur Zentrierung des Kugelkükens heran gezogen zu werden. Die Schaltspindel 44 weist ein zum Eingriff in einen Kreuzschlitz 54 des Kugel kükens 10 gestaltetes Ende auf, an dem durch Aus- fräsungen 55 vier rechtwinklig zueinander stehende Leisten 56 gebildet sind.