DE1675545C3 - Absperrhahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Absperrhahn mit einem Küken, das in dem einen Teil eines zweiteiligen Gehäuses gelagert ist, dessen Teile mittels in ver- schiedenen Winkellagen gegeneinander festziehbarer Flansche miteinander verbunden sind und je einen Zulauf- bzw. Ablaufkanal mit Anschlußstutzen aufweisen, wobei die Trennebene der Gehäuseteile unter 45° zu den Ebenen der Stirnflächen der Anschlußstutzen liegt und der Durchflußkanal des Kükens, dessen Drehachse senkrecht zur Trennebene liegt, in der Trennebene mündet.

Absperrhähne dieser Gattung sind z. B. aus der CH-PS 3 18 005 bekannt.

Dort ist das Küken kegelstumpfförmig: solche Küken neigen zum Fressen. Um dies zu vermeiden, werden sie vor oder während der Betätigung in Richtung der Drehachse verschiebbar und dadurch von der Gehäusewandung abhebbar ausgebildet, dies erfordert einen zusätzlichen Aufwand Wenn korn- oder staubhaltige Medien durch solche Absperrorgane hindurchgeführt werden, können sich Fremdteilchen in dem durch das Abheben des Kegelstumpfkükeris entstehenden Spalt zwischen dem Küken und der Gehäusewandung absetzen.

Der bekannte Hahn weist weiter gekrümmte, unterschiedliche Anschlußstücke auf, so daß kein geradliniger Durchfluß möglich ist. Die über die ganze Durchflußlänge gekrümmten Flächen lassen sich nur auf kostspielige Art umständlich bearbeiten. Die Krümmer ergeben außerdem auch in der Stellung für den Einbau in eine gerade Leitung Druckverluste. Sie erschweren auch die Molchbarkeit.

Die zu lösende Aufgabe besteht darin, bei einem Absperrhahn der beanspruchten Gattung zu erreichen, daß in jeder der frei wählbaren Durchflußrichtungen der innerhalb des Kükens befindliche Durchfiußkanal bei geschlossenem Hahn entweder mit der Zufluß- oder der Abflußleitung in Verbindung steht (wie es für Kegelhähne mit Kegelküken aus der CH-PS 3 18 005 bekannt ist), so daß keine Reste des hindurchströmenden Mediums im Gehäuse und im Durchflußkanal des Kükens eingeschlossen werden können, wobei aber alle Elemente des Hahns geradlinig durchströmt werden sollen; gleichzeitig soll das Küken auf einfache und auch billige Weise gefertigt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Kombination der Merkmale, daß bei einem Hahn der eingangs genannten Gattung das Küken ein Halbkugelküken mit geradlinigem Durchflußkanal ist, dessen Grundfläche in der Gehäusetrennebene liegt, und daß sowohl der in dem einen Gehäuseteil gebildete Zulauf- als auch der in dem anderen Gehäuseteil gebildete Ablaufkanal geradlinig verlaufen.

Die Fortschrittlichkeit dieser Ausbildung folgt daraus, daß sich die geraden Durchflußabschnitte leicht und wirtschaftlich so bearbeiten lassen, daß ihre Oberflächen genügend glatt werden. Dadurch, daß ein Halbkugelküken verwendet ist, ist die schwierige Bearbeitung einer Kugelfläche um die Hälfte vermindert; nur bei einem der Gehäuseteile ist die Halbkugelgestalt des Kükens zu berücksichtigen. Das Halbkugelküken ist auch nach längerer Betriebsdauer im Hahngehäuse leicht drehbar. Für vielseitige Verwendungsmöglichkeiten läßt sich ein solcher Hahn ohne Schwierigkeiten so ausbilden, daß zwecks Dosierung der durchlaufenden Menge auch Zwischenstellungen zwischen »Auf« und »Zu« eingestellt werden können, ohne die Abdichtung zu beeinträchtigen. Wie allen Kugelküken ist es auch den Haibkugelküken im Gegensatz zu kegelstumpfförmigen oder anders geformten Küken eigentümlich, daß jeder ebene Schnitt durch die Kugelfläche einen in dieser Ebene liegenden Kreis als Schnittlinie ergibt und somit auch die Durchdringung einer zylindrischen Bohrung in der Kugelfläche ein Kreis ist, der durch einen Kreisring gehalten und/oder abgedichtet werden kann, während eine zylindrische Bohrung in einer Kegelfläche eine räumliche Durchdringungslinie ergibt. Zusätzlich wird der Vorteil beibehalten, daß sich bei etwaigem Auftreten von Undichtheiten der Anpreßdruck der Halbkugelfläche an seine zweckmäßig durch ein besonderes, im Gehäuse festgehaltenes Dichtungselement gebildete Gegenfläche durch außerhalb des Hahngehäuses liegende, in Richtung der Dreh-

»chse des Kugelkükens wirkende Mittel erhöht werden kann, ohne daß der Hahn dazu aus der Leitung ausgebaut oder sogar auseinandergenommen werden müßte.

Ein schalenförmig ausgebildetes Halbkugelküken, bei welchem der auf dem Scheitel der Kugelschale sitzende j Lagerzapfen mit dieser aus eir.ym Stück besteht, zeigt z.B. die US-PS 24 92 151. Dieses schalenförmige Halbkugelküken dient dazu, wahlweise eine von vier sternförmig angeordneten Zuleitungen über gekrümmte Stutzen an eine in Achsrichtung des Lagerzapfens des Kükens verlaufende Abflußleitung anzuschließen. Die Achse der an die offene Grundfläche der HaIbkugelkflkenschaifc anschließenden Abflußleitung steht senkrecht auf einer durch die Achsen der Zuflußleitungen gelegten Ebene. ,₅

Aus der DTPS 6 50 309 ist auch ein pilzförmiges Küken bekannt, dessen Kappe halbkugelförmig ist und einen Durchgangskanal aufweist, der sich mit einer Krümmung in einen mit der Kappe aus einem Stück bestehenden, rohrförmigen Abflußansatz fortsetzt. Die Achsrichtung des Abflußrohres dieses Kükens zum Zuflußkrümmer bleibt bei jeder Drehlage, die ihm erteilt wird, unverändert, weil die Abflußachse unveränderlich in Richtung der Kükendrehachse verläuft. Bei diesen beiden beschriebenen bekannten Bauarten ist das Gehäuse in einer senkrecht zur Kükendrehachse stehenden Ebene geteilt.

Aus der GB-PS 9 61 110 ist weiter ein Hahn mit einem Halbkugelküken bekannt, dessen Gehäuse senkrecht zur Kükendrehachse geteilt ist und bei dem das Küken mittels eines an seiner Grundfläche angeformten Zapfens gelagert ist. Durch einen unter einem spitzen Winkel zur Kükendrehachse auf der Halbkugelflache in eine Kreisringnut eingelegten O-Ring ist eine Kugelkappe begrenzt, die entweder abgeflacht oder vertieft ist, so daß ein Durchflußraum gebildet wird, oder in der innerhalb des Ringbereichs z. B. durch Bohrungen ein geknickter Durchgangskanal gebildet ist. An den Durchflußraum oder den Durchgangskanal schließt einerseits ein erster Leitungsstutzen an, der in Richtung der Drehachse des Halbkugelkükens verläuft und dessen Mündung bei jeder Stellung des Halbkugelkükens mit dem Durchflußraum oder Durchgangskanal in Verbindung bleibt, und andererseits ein zweiter, exzentrisch angeordneter Stutzen für eine zweite Leitung, dessen Mündung je nach der Stellung des Halbkugelkükens offen oder verschlossen ist.

Die miteinander zu verbindenden oder voneinander zu trennenden Stutzen verlaufen unter einem spitzen Winkel zueinander; ein geradliniges Durchströmen des Hahns ist somit ausgeschlossen.

Aus der US-PS 23 01 976 ist es weiter bekannt, die Endstutzen von Rohren oder Rohrkrümmern unter verschiedenen Drehwinkeln aneinander anzuflanschen und Ventile vorzusehen, die den Durchfluß mittels eines senkrecht zu bzw. von einem Veniilsitzring bewegbaren Abschlußelements absperren oder öffnen, also bei gegenüber Halbkugelküken von Hähnen ganz verschiedenen Dichtungsproblemen. Das Gehäuse ist dort unter 45" zur Durchflußrichtung geteilt, und in den Gehäusehälften sind beiderseits eines besonderen, den Ventilsitz bildenden Ringkörpers Durchflußkanäle vorgesehen, die bei der Anordnung des Ventils innerhalb einer geraden Leitung gegenüber dieser leicht abg'ewinkelt verlaufen, so daß, ganz abgesehen vom Durchgang durch den Ventilsitz, nur ein annähernd geradliniger Durchfluß erfolgt.

Ein Absperrhahn nach Fig. 3 der OE-PS I 55 935 weist ein ungeteiltes Gehäuse auf, in welchem ein zylindrisches Küken zur Gehäuselängsachse unter etwa 45° geneigt angeordnet ist. Bei einem Zylinderküken läßt sich ein gerader Durchgang mit das Küken senkrecht zur Zylinderachse durchquerendem Kanal ohne weiteres erzielen, ohne daß hierzu die Schrägstellung des Kükens nötig wäre. Hähne mit Zylinderküken neigen in ähnlicher Weise zum Fi-essen, wie Hähne mit Kegelstumpfküken. Ähnlich wie bei der Durchdringung von Kegel und Zylinder ergeben auch die Durchdringungen von Zylindern mit Zylinderbohrungen, insbesondere wenn die Zylinderachsen nicht rechtwinklig aufeinanderstehen, räumliche Durchdringungskurven. Vor allem aber sind die Kükendurchgangskanäle in Zylinderküken in deren Schließstellung beiderseits abgesperrt, so daß im Gegensatz zu der der Erfindung zugrunde liegenden Zielsetzung in ihnen eingeschlossene Reste empfindlicher Medien verderben.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Halbkugelfläche des Kükens und dem dieses aufnehmenden Gehäuseteil eine dichtend und reibungsmindernd wirkende, einen dem Durchmesser des Durchflußkanals entsprechendem Öffnungshals und eine auf einen Lagerzapfen des Kükens passende Scheitelöffnung aufweisende, die Halbkugelfläche ganz abdeckende Kalotte aus einem selbstschmierenden Kunststoff, z.B. Polytetrafluoräthylen drehfest im Gehäuseteil angeordnet ist.

Das Küken ist also mit Hilfe eines einzigen Bauteils gleichzeitig dichtend und reibungsarm in dem es aufnehmenden Gehäuseteil gelagert. Wegen des Zwischenlegens der Kalotte reicht eine geringere Bearbeitungsgüte der einander zugekehrten Flächen von Gehäuse und Küken aus, als sonst nötig wäre, was zu einer Kostensenkung führt.

Aus der US-PS 33 36 939 ist es bekannt, einen Hahn mit Vollkugelküken dadurch mit einer korrosionsfesten Auskleidung zu versehen, daß aus einer Platte korrosionsfesten Kunststoffes, z. B. Polytetrafluoräthylen, ein formhaltiger Körper hergestellt wurde, dessen zusammenhängende Hälften sich um das Vollkugelküken herum zusammenklappen ließen, nachdem der Lagerzapfen des Kükens durch einen im wesentlichen zylindrischen Halsansatz dieses Formkörpers hinurchgesteckt wurde. Um das so umkleidete, in seiner Umkleidung drehbare Küken wird dann das Gehäuse montiert. Der den Lagerzapfen umgebende Teil des Auskleidungskörpers wird auch zur Abdichtung benutzt; an anderen Stellen, z. B. an den Mündungen des Durchgangskanals des Kugelkükens und an den Flanschen des senkrecht zum Durchgangskanal geteilten Gehäuses ist der Auskleidungskörper noch mit besonderen Dichtungsringen aus nachgiebigem Material hinterlegt.

Die abdichtende Wirkung der Kalotte zwischen Küken und Gehäuse wird bei der bevorzugten Durchflußrichtung, bei welcher das Medium nämlich von der Grundflächenseite des Kükens einströmt, in vorteilhafter Weise dadurch verstärkt, daß der Druck des Mediums auf die Grundfläche des Kükens dieses mit seiner Kugelfläche gegen die Kalotte preßt.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung und Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.

F i g. I zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Absperrhahn;

F i g. 2 denselben Absperrhahn mit um 90" gegenein-

ander verdrehten Gehäuseteilen;

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform.

Das Gehäuse besieht aus zwei Teilen 1 und 2, von denen der Teil 1 einen mit Gewinde 29 versehenen Anschlußstutzen 14 und Teil 2 einen mit Gewinde 30 versehenen Anschlußstutzen 15 aufweist. Beide Gehäuseteile sind durch Flansche 16 und 17 längs einer unter 45° zur Durchflußrichtung liegenden Ebene miteinander verbunden. Zur Abdichtung der Flansche gegeneinander dient eine Ringdichtung 32.

Nicht dargestellt sind die Durchgangslöcher für die die Flansche gegeneinander drückenden Befestigungsschrauben. Diese Löcher sind vorzugsweise Segment-Schlitze, so daß eine stufenlose gegenseitige Verdrehung der Flansche 16 und 17 und damit eine Änderung des Winkels zwischen Zu- und Abflußanschlußstutzen möglich ist. Unmittelbar im Anschluß an seinen Flansch 16 bildet der Gehäuseteil 1 eine halbkugelförmige Kammer 18, welche unter Zwischenlage einer dichtend und reibungsmindernd wirkenden Kalotte 8 ein Halbkugelküken 3 mit einem Durchflußkanal 37 aufnimmt. Die Kalotte 8 besteht aus einem das Gleiten fördernden Kunststoff, z. B. Polytetrafluoräthylen. Ein in den Anschlußstutzen 14 eingesetzter Sicherungsring 6 greift in einen dem Durchflußkanal 37 entsprechenden Öffnungshals 19 der Kalotte 8 ein. An der Stirnkante des Öffnungshalses 19 ist auf den Sicherungsring 6 ein O-Ring 38 aufgesetzt. Ein mit dem Küken 3 aus einem Stück bestehender Lagerzapfen 20 ist durch eine Scheitelöffnung der Kalotte 8 und eine Bohrung 21 der Wandung 22 der Kammer 18 des Gehäuseteils 1 hindurchgeführt und mittels einer Mutter 12 gegen Längsverschiebung gesichert. In die Bohrung 21 sind ein O-Ring 10 und eine Lagerbuchse 23 für den Lagerzapfen 20 eingesetzt. Zwischen der Mutter 12 und der Lagerbuchse 23 liegt ein als Dichtung wirkender Gleitring 11, z. B. aus Polytetrafluoräthylen, und eine Feder scheibe 39. Durch das Zusammenwirken der Mutter Ii mit der Federscheibe 39 wird das Küken 3 gegen die Kalotte 8 gezogen. Der Anpreßdruck zwischeaKalotU 8 und Küken 3 ist also ein- und nachstellbar.

Ein O-Ring 25 sitzt in einer Ringnut 27 in der Grundfläche 28 des Kükens 3 und dichtet einen zwischen Grundfläche 28 und Gehäuseteil 2 verbleibenden Spall

ίο 33 nach außen ab. Mittels verschieden großer Durchmesser für den O-Ring kann derjenige Teil der Grundfläche 28, auf den der Druck des hindurchströmenden Mediums einwirkt, verschieden groß gewählt werden; somit kann die infolge des Mediumdruckes eintretende Anpressung des Kükens gegen die Kalotte in bestimmten Grenzen verändert werden.

Als Bedienungsglied ist ein Handhebel 9 auf einen Vierkant 31 am freien Ende des Lagerzapfens 20 aufgesteckt.

Die beschriebene Bauart nach F i g. 1 und 2 eignet sich für den Einbau sowohl in Druck- als auch Unterdruckleitungen. Weil die Winkel zwischen den Anschlußstutzen geändert werden können, können Rohrkrümmer eingespart werden. , Der Absperrhahn nach F i g. 3 ist für Abfülleitungen mit im wesentlichen senkrechtem Durchfluß bestimmt. Da in Abflußleitungen, z. B. aus Tanks, keine nennenswerten Drücke herrschen, ist die auch hier mittels der Flansche 16 und 17 hergestellte Verbindung der Gehäuseteile 1 und 2 nur durch die Ringdichtung 32 abgedichtet. Um eine Ansammlung des Durchflußmediums in dem zwischen der Grundfläche 28 und dem Gehäuseteil 2 verbleibenden Spalt 33 zu vermeiden, ist eine Entleerungsbohrung 34 vorgesehen, die den unteren Teil des Spaltes 33 mit dem Abflußanschlußstutzen 15 verbindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Absperrhahn mit einem Küken, das in dem einen Teil eines zweiteiligen Gehäuses gelagert ist, dessen Teile mittels in verschiedenen Winkellagen gegeneinander festziehbarer Flansche miteinander verbunden sind und je einen Zulauf- bzw. Ablaufkanal mit Anschlußstutzen aufweisen, wobei die Trennebene der Gehäuseteile unter 45° zu den Ebenen der Stirnflächen der Anschlußstutzen liegt und der Durchflußkanal des Kükens, dessen Drehachse senkrecht zur Trennebene liegt, in der Trennebene mündet, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß das Küken ein Halbkugelküken (3) mit geradlinigem Durchflußkanal (37) ist, dessen Grundfläche (28) in der Gehäusetrennebene liegt, und daß sowohl der in dem einen Gehäuseteil gebildete Zulauf- als auch der in dem anderen Gehäuseteil gebildete Ablaufkanal geradlinig verlaufen.

2. Absperrhahn nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Halbkugelfläche des Kükens (3) und dem dieses aufnehmenden Gehäuseteil (1, 18, 22) eine dichtend und reibungsmindernd wirkende, einen dem Durchmesser des Durchflußkanals (37) entsprechenden Öffnungshals (19) und eine auf einen Lagerzapfen (20) des Kükens (3) passende Scheitelöffnung aufweisende, die Halbkugelfläche ganz abdeckende Kalotte (8) aus einem das Gleiten fördernden Kunststoff, z. B. Polytetrafluoräthylen, drehfest im Gehäuseteil (1, 18) angeordnet ist

3. Absperrhahn nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anschlußstutzen (29) des das Küken (3) aufnehmenden Gehäuseteils (1) ein in den dem Durchflußkanal (37) entsprechenden Öffnungshals (19) der Kalotte (8) eingreifender Sicherungsring (6) eingesetzt ist.

4. Absperrhahn nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Ringnut (27) der Grundfläche (18) des Halbkugelkükens (3) ein gegenüber der Anlagefläche, mit der der zweite Gehäuseteil (2) an dem ersten (1) anliegt, wirkender Dichtungsring (O- Ring 25) eingelassen ist, und daß die Flansche (16, 17) der Gehäuseteile (1,2) mittels einer Ringdichtung (32) gegeneinander abgedichtet sind.