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Kugelventil Die Erfindung betrifft KugelverLtile und insbesondere
Dichtungen für Kugelventile und dergleichen. Solche Ventile können geschweißte Gehäuse
haben. Bei gewissen vorbekannten zusammengeschweißten kugelventlen werden die Dichtungen
entweder vor dem Schweißen eingebracht oder es werden Muffen in die Strömungsrohre
eingeschraubt, welche die Dichtungen gegen die einander gegenüberliegenden Seiten
der Eugel halten.
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Wenn die Dichtungen schon vor dem Zusammenschweißen in den Ventilkörper
eingebracht sind, muß man beim Schweißen ein Kühlmittel durch den Ventilkörper um
die Kugel herum zirkulieren lassen, um zu verhindern,
daß die Dichtungen
durch die beim Schweißen entwickelte Hitze beschädigt werden. Dies erfordert im
allgemeinen, daß -man die Teile des Ventilkörpers zunächst durch Schweißen zuBammenheftet,
um die Fugen flüssigkeitsdicht zu machen, um dann ein Kählmittel während der restlichen
Schweißarbeiten zirkulieren lassen zu können Bei einem geschweißten Kugelventil,
bei dem die Dichtungen erst nach dem Schweißen in den Körper eingebracht und gegen
die Kugel durch in die Strömungsrohre von beiden Seiten eingeschraubte Muffen gehalten
werden, sind zusätzliche Teile erforderlich; der genaue Sitz der Dichtungen gegen
die Kugel kann ausserdem durch ein Verziehen der Teile des Ventilkörpers während
des Schweißens beeinträchtigt werden und für eine bestimmte Größe des Strömungskanals
müssen die äusseren Dimensionen des Ventils vergrössert werden.
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Auch sind bereits Dichtungsringe von kreisrundem Querschnitt (0-Ringe)
für Kugelventile vorgeschlagen worden, die durch besondere Halteringe im Ventilkörper
gehalten werden, sodaß nicht I ein Teil- des Ringes aus seiner Nut heraustreten
kann, wenn beim Öffnen und Schließen des Ventils der Strömungskanal der Kugel an
dem Dichtungsring vorbeigeht. Jedoch verlangen solche Konstruktionen bei einem
geschweißten Ventil entweder die Anwen-
dung eines Kühlmittels um die Kugel herum
während des Schweißens oder eine komplizierte Haltekonstruktion, welche die Dichtungen
-nach. dem Schweißen einzusetzen und auszuwechseln erlaubt, wo-
bei
es möglich ist, daß die Dichtwirkung infolge eines durch das Schweißen verursachten
Verziehens vermindert wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung hat das Kugelventil eine zwischen
Zu- und Abströmkanal liegende Ventilkammer; an den inneren Enäen der genannten
Keasäle sind entsprechend der
Kugeloberfläche sphärisch geformte Sitzflächen
angeordnet. Die Kugeloberfläche weist Ringnuten auf, die bei geschlossenem Ventil
die inneren Enden der Strömungskanäle umgeben, teils. den genannten Sitzflächen
gegenüberliegen, teils zu den Strömungskanälen hin offenliegen und elastische Dichtungsringe
aufnehmen, die einen solchen Durchmesser haben, daß sie eine sichere Abdichtung
zwischen Kugel und Sitzfläche bewirken. Diese Dichtungsringe können erfindungsgemäss
mit einem Minimum: an Haltemitteln in ihren Nuten gehalten werden; zudem werden
sie beim Drehen der Kugel durch einen Druckunterschied an einem Heraustreten aus
den Nuten gehindert. Vor allem bringt die erfindungsgemässe Ausbildung den mit im
Gegensatz zu vorbekannten Konstruktionen einfachen Mitteln erzielten Vorteil mit
sich, dass die Dichtungsringe nach dem Zusammenschweißen des Ventils eingelegt
und später jederzeit durch die Strömungska-
näle hindurch ausgewechselt werden
können, falls sie abgenutzt sind.
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Die vorliegende Erfindung wird an Hand vorzugsweiser
Ausführungsbeispiele in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt und im folgenden im
einzelnen beschrieben werden. Jedoch sind zahlreiche Än-
derungen
und Abwe'#&hungen von diesen Ausführungsbeispielen denkbar,.ohne
damit den Bereich der Erfindung zu verlassen.
In der Zeichnung zeigt
Fig.
1 einen Längsschnitt eines Kugelventils mit einer zapfen-
gelagerten
Kugel und einer Ausbildungsmöglichkeit der erfindungsgemässen 0-Ring-Dichtungskonstruktion
(das Ventil ist
vollständig geschlossen dargestellt),
Fig.
2 einen Querschnitt des Kugelventils, wobei die Kugel
teils
in Aufsicht, teils im Schnitt dargestellt ist,
Fig. 3 einen Schnitt ähnlich
Pig. 1, jedoch einer anderen Aus-
bildungsform des Kugelventils
mit abweichender Gestalt der er-
findungsgemässen 0-Ring-Dichtungskonstruktion,
Fig. 4 einen vergrösserten Teilquerschnitt der Dichtungekonetruktion
gemäß Fig. 3,
Fig. 5 einen vergrösserten Teilquerschnitt einer abweichenden
Ausbildung
des Ventilsitzes für 0-Ringe,, Fig. 6 einen Schnitt ähnlich Fig.
1 eines Kugelventils mit
schwebender Kugel und abgewandelter Form
der erfindungsge-
mässen 0-Ring-Dichtungskonstraktion.
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Der Ventilkörper besteht vorzugsweise aus einem mittleren Rohr
10 mit einem seitlich sich erstreckenden Ventilschaft- rohr 11 mit äusserem
Montageringflansch zur Aufnahme eines
hydraulischen Motors,
der den Ventilschaft 13 des Kugelverschlusses 14 dreht; der Schaft ist drehbar im
Rohr 11 gelagert.
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Strömungsrohre 15A und 15B, die koaxial mit dem Mittelrohr 10 angeordnet
sind, werden in die Enden des Rohres 10 eingeschoben und mit diesem bei
16A bzw: 16B verschweißt, soda6 ein einheitlicher Körper entsteht. Die Rohre
15A und 15B haben an ihren inneren Enden Planachteile 17, die in das Rohr 10 passen,
und vorzugsweise an- ihren äusseren Enden Befestigungsringflansche 18 zur Verbindung
mit ähnlichen Befestigungsflanschen der Rohre der Leitung, mit welcher das Ventil
verbunden wird.
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Der Ventilschaft 13 ist im Rohr 11 vorzugsweise mittels einer Stopfbüchse
19 und einer inneren Büchse 20 drehbar gelagert' die beide: aus geeignetem
Lagermaterial bestehen können: Eine 0-Ring-Dichtung 21 ist zweckmässig zwischen
den Büchsen 19 und 20 vorgesehen: Die Büchse 19 ist lösbar im Ventlschaftrohr durch
einen Federring 22 montiert" der in einer Ringnut am äusseren Ende des Rohres 11-sitzt
und an einer Broncescheibe 23 anliegt, welche wiederum am Ende der Büchse 19 anliegt.
Das untere Ende der Büchse 20 liegt an einer Schulter 25 am Ende des Ventilschaftes
13 an und das mit der Schulter versehene Ende des Schaftes greift in eine
entsprechende Vertiefung 26 der Kugel 14. Der Schaft ist derart mit der Kugel vorzugsweise
durch Stifte 27 verbunden, daß eine Relativbewegung zwischen: Kugel
und
Schaft nicht möglich ist.
Der Vertiefung 26 gegenüber ist in der
Kugel eine Vertiefung 28 mit einer Lagerbüchse 29 vorgesehen, in der ein Zapfen
30 drehbar gelagert ist. Der Zapfen erstreckt sich durch das Rohr 10 hindurch und
auf dem Rohr ist eine Deckplatte 31 durch Schrauben 32 über dem äusseren Ende des
Zapfens befestigt. Ein O-Ring 33 kann im Zapfen angeordnet sein, um eine Dichtung
zwischen dem Zapfen und der Bohrung im Rohr 10 zu bewirken, in welche der Zapfen
sich erstreckt.
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Die Planschteile 17 haben zweckmässig sphärische Sitzflächen 34 und
35, welche im wesentlichen mit der Aussenfläche der
Kugel 14 übereinstimmen.
Das Rohr 10 hat innen Schultern 36,
gegen die die Planschteile 17 derart anliegen,
daß ein Zwischenraum zwischen der Kugel und den Flächen 34 und 35 zu einem noch
zu beschreibenden Zweck freibleibt. Ringscheiben 14A und 14B aus Teflon sind zweckmässig
zwischen Kugel und Rohr 10 um die Vertiefungen 26 und 28 herum angeordnet.
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Die erfindungsgemässe Dichtungskonstruktion für die Kugel besteht
aus elastischen 0-Ringen 39A und 39B von verhältnismässig grossem Querschnitt, die
in Rirignuten 40A und 40B in der Aussenfläche der Kugel angeordnet sind. Während
die Ringe 39A und 39B von rundem Querschnitt sind, haben die Nuten 40A und 40B vorzugsweise
rechteckigen Querschnitt und umgeben, wenn das Ventil wie in Fig. 1 gezeigt, geschlossen
ist, die inneren En--den der Rohre-15A und 15B, wobei der radial innere Teil des
Ringes und seiner Nut zum Strömungskanal hin offenliegt. Wie
gezeigt,
liegen etwa 2f3 der Breite der O-Ringe 39A und 39B innerhalb der Strömungsrohre
15A bzw. 15B: Die O-Ringe 39A und 39B haben vorzugsweise eine geringere Umfangslänge
als die Nuten 40A und 40B, sodaß der Ring, wenn
er in
der Nut liegt, in der Längsrichtung gedehnt ist; dies hilft erheblich, den Ring
in der Nut zu halten, wenn das Ventil arbeitet. Der Querschnitt des Ringes ist so,
daß der Ring zwischen den Wänden seiner Nut und der Oberfläche der anliegenden Sitzflächen
34 und 35 mechanisch verformt wird, sodaß sich eine gute Abdichtung zwischen der
Kugel und den Sitzringen ergibt.
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Die O-Ringe 3-9A und 39B werden in ihren Nuten durch Halteringe oder
-Platten gehalten, die die offenliegenden Teile der Ringdichtungen teilweise überdecken
und die durch die Strömungsrohre hindurch angebracht oder abgenommen werden. Infolge
des ,zwischen den Sitzflächen 34 und 35 und der Kugel immer vorhan-denen geringen
Zwischenraumes wird die Dichtung zwischen den
O-Ringen 39A und 39B und der Kugel
bewirkt, sodaß Korrosion der Kugel oder der Flächen 34 und 35 auf die Abdichtung
keinen Einfluß hat.
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Der O-Ring 39A wdrd vorzugsweise in seiner Nut durch einen Hal-tering
42 gehalten, der einen Vorsprung 43 auf der Kugel um-
gibt und dieser
Haltering wird durch einen Federring 44 gehalteng der in eine Nut im Vorsprung passt.
Der äussere Umfang des Ringes 42 überdeckt einen erheblichen Teil des offenliegenden
Umfanges
des 0-Ringes 39A. Der Vorsprung 43 kann eine kugelige
Aussenfläche
des Durchmessers der Kugel haben, um mit einem ge-
ringen Abstand den Sitzflächen
34 und 35 zu entsprechen, wenn,
die'Kugel gedreht wird.
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Ein anderes Mittel, um den 0-Ring in seiner Nut in der Kugel
zu
halten, ist beim Ring 39B dargestellt. In diesem Falle ist eine
Halteplatte
45 mit kugeli ger äusserer Oberfläche von gleichem
Durchmesser wie
die Kugel an der Kugel durch eine Kopfschraube
46 befestigt. Der äussere Rand
der Platte 45 überdeckt einen
wesentlichen Teil des Umfanges des-O-Ringes
39B.
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Wenn das Ventil vollständig geschlossen ist, drückt der Ein1aB-druck
gegen den offenliegenden Teil des 0-Ringes 39A und drückt
diesen stärker gegen die radial äussere Wand der Nut 40A und
gegen
die@zugehörige Sitzfläche 34. Dies ergibt eine sehr wir-
kungavolle Abdichtung
bei hohem Druck, denn je höher der Druck, desto besser die Abdichtung.
Da die 0-Ring-Dichtung 39B auf
der Kugel sitzt, ist sie nicht der
Strömungswirkung der durch
das Ventil strömenden Flüssigkeit susgesetztt
wenn das Ventil
teilweise geöffnet ist, da sie auf der AbfluBseite
ist, wenn
der O-Ring im Körper ist.
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Beim Zusammenbau des Kugelventils werden Kugel und Schaft ohne die
0-Ringe 39A und 39B in das Mittelrohr 10 eingebracht, vobei
der Schaft nur mit der Büchse 20, ohne die Büchse 19 uad ohne
die O-Ring-Dichtung 21, eingeführt Wird; der Zapfen 30
wird
durch das Rohr 10 in die Büchse 29 in der Vertiefung 28
eingeführt.
Dann werden die Rohre 15A und 14B in die Enden des Rohres 10 eingeführt, bis die
inneren Enden der Rohre an die Schultern 36 anstossen. Während die Rohre 15A und
15B auf geeignete Weise gegen die Schultern gehalten werden in genauer Ausrichtung
mit der Durchflußöffnung 50 der Kugel, werden die :Schweißnähte 16A und 16B ausgeführt.
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Nachdem die S:chweißung beendet ist, wird der O-Ring 21 um den Schaft
gelegt, gefolgt von der Büchse 19, der Scheibe 23 und dem Federring 22. Dann werden
.die 0-Ring-Dichtungen 39A und 39B in die Nuten 40A und 40B eingefügt. Weder
der O-Ring 21 noch die Kugeldichtungsringe 39A und 39B sind also der Hitze des Schweißens
ausgesetzt und es ist nicht nötig, ein Kühlmittel während des Schweißvorganges
anzuwenden.
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Bei dem Nugelventil, das in Fig. 3 dargestellt ist,, besteht der Ventilkörper
vorzugsweise aus dem Mittelrohr 110, das mit den Strömungsrohren 115A und 115$ zusammengeschweißt
ist; das Rohr 110 hat digmetral gegenüberliegende Öffnungen, eine zur Aufnahme
einen Rohrstutzens 111 für den Ventilschaft und die andere zur Aufnahme eine
Rohrstutzens 106 für den Zapfen 130-Nachdem die Kugel 114, der Zäpfen 130 und der
Schaft 113 in noch zu beschreibender Weise im Ventilkörper montiert sind, werden
die Rohrstutzen 106 und 111: an das Rohr 110 durch Schweißnähte 116A und
116B angeschweißt.
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Die Str6mungsrohre 115A und 115B haben zylindrische Teile 117, die
an ihren inneren Enden mit sphärischen Flächen 134 und 135
versehen
sind, welche im wesentlichen der Aussenfläche der Kugel entsprechen, wobei ein schmaler
Zwischenraum um die Kugel herum verbleibt, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt. Der
Schaft 113 ist dehbar mit einer Teflon-Lagermuffe 113' in einer Stopfbüchse 107
gelagert, die einen mit Gewinde versehenen, in den Stutzen 111 eingeschraubten
Teil 108 hat sowie einen abgeflachten Teil 109 am äusseren Ende, der mit einem Schraubenschlüssel
gefasst werden kann. Der Teil 109 ist zwischen den Abflachungen mit Gewinde
versehen, odaB eine runde Kappe 112 daraufgeschraubt werden kann,
durch die
der Schaft 113 drehbar hindurchnagt. Vorzugsweise ist
ein
0-Ring 112F in der Kappe um den Schaft herum und ein weite-rer 0-Ring
112A zwischen der Kappe und der Muffe 111 vorge-_ sehen.
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Das untere Ende der Büchse 107 liegt an einer
Teflon-Scheibe an, die auf einer Schulter 125 am-Ende des Ventilschaftes-aufliegt,
der in eine Vertiefung 126 in der-Kugel 114 eingreift und mit der Kugel durch
Stifte 127 verbunden ist. Das mit der
Schulter versehene Ende
des Schaftes ist vorzugsweise von einem
0-Ring 125A umgeben, der an dem
Stutzen 111 anliegt-, sowie eine:
0-Ring 125B, der an
der Seitenwand der Vertiefung 126 in der
Kugel anliegt. Ein Kanal 125'
verhindert, daß während der Montage.Flüssigkeit in der Vertiefung eingeschlossen
wird.
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Der Zapfen 130 passt in eine Vertiefung 128 in der Kugel,
die
der Vertiefung 126 diametral gegenüberliegt und der Zapfen
liegt
mit seinem Ende gegen eine Teflon-Scheibe 128' in der
Vertiefung
an. Der Zapfen hat einen mit Gewinde versehenen Teil 131, der in den Stutzen
106 eingeschraubt wird, und
einen abgeflachten Teil 132 an seinem
äusseren Ende. Zwischen
den abgeflachten Stellen: ist dieser Teil 132 des
Zapfens mit
'Gewinde versehen und eine Kappe 133 ist daraufgeschraubt,
sodaß sie den axialen Austrittskanal 137 in dem Zapfen abdeckt.
Vorzugsweise
umgibt den Zapfen ein 0-Ring 130' innerhalb der
Muffe 106 und ein
0-Ring 130A in der Vertiefung 128 der Kugel.
Auch ist ein 0-Ring
133A zwischen der Kappe 133 und der Muffe-106 vorgesehen.
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Der einstellbare Zapfen 130 und die einstellbare Lagerbüchse 107
des Ventilechafte erlauben, die Kugel quer zu den
koaxialen
Strömungsrohren 11511 und 115B zu zentrieren, un gleiche Abstände
zwischen der Kugel und allen Sitzflächen zu
erzielen,
Die Dichtungskonstruktion
für-die Kugel 114 besteht aus ela-
stischen 0-Ringen 139A
und 139B von verhältnismässig grossem
Querschnitt, die in Ringnuten
1¢0A und 140B an der Aussenflä= che der Kugel angeordnet
sind. Wie dargestellt, sind die Nuten so angeordnet, daß sie bei völlig
geschlossenem Ventil- die
inneren Enden der Strömungsrohre 115A
und 115B umgeben, wobei
die radial inneren Teile der Nuten
zu den Strömungskanälen hin
offenliegen.
Vorzugsweise
ist der Boden 141 der Nuten flach ausgebildet und im wesentlichen tangential zu
den zugehörigen sphärisch-en Sitzflächen 134 und 135 angeordnet, um so den Sitzflächen
direkt gegenüberliegende Widerlagerflächen für die Ringe zu bilden.
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Die 0-Ringe 139A und 139B werden in ihren Nuten durch Halteplatten
142 gehalten, die einen etwas geringeren Durchmesser haben als die Strömungskanäle,
sodaß die Platten durch die Strömungskanäle hindurch angebracht oder abgenommen
werden können; die äusseren Ränder der Platten 142 übergreifen den inneren Rand
der Nuten 140A und 140B. Vorzugsweise sind Halteringe 143A und 145B zwischen dem
äusseren Rand der Platten 142 und dem radial inneren Teil der Ringe 139A und 139B
angeordnet und die Halteringe erstrecken sich radial auswärts in den Bereich der
Sitzflächen 134 und 135, s.odaß nur ein schmaler Teil der Dichtungsringe offenliegt
und an den zugehörigen Sitzflächen anliegt. Auf diese Weise werden die 0-Ringe 139A
und 139B durch die Halteringe 143A und 143B daran gehindert, aus ihrer. Nuten 140A
und 140B herauszutreten, wenn die Ringe beim Öffnen oder Schließen des Kugelventils
die Strömungsöffnungen passieren.
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Die Halteringe 143A und 143B sind aus flexiblem dauerhaftem Material,
z.B. aus Teflon oder anderem geeigneten Material, sodaß sie genügend verformt werden
können, um nach Entfernung der Platten 142 durch die Strömungsrohre angebracht oder
entfernt
zu werden, obgleich ihre Aussendurchmesser normalerweise
grösser sind als die dar Strömungskanäle.
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Wegen des geringen Zwischenraumest der immer zwischen der Kugel und
den Sitzflächen 134 und 135 besteht, wird die Abdichtung völlig zwischen den O-Ringen
139A und 139B und den Sitzflächen 134 und 135 bewirkt, sodaß Korrosion der Kugel
oder der Sitzflächen keinen Einfluß auf die Dichtheit hat: Kanäle 144 können in
der Kugel vorgesehen werden, um eine Verbindung zwischen dem Ventilinnern und den
Ringnuten 140A und 140B zu schaffen und so einen Druckunterschied hervorzurufen
und zu verhindern, daß der Liniendruck die 0-Ringe aus der Nut herausdräckt, wenn
sie die Strömungskanäle passieren. Ebenso schaffen die Kanäle 144 eine Verbindung
zwischen den Nuten 140A und 140B und den Strömungskanälen 115A bzwä 115B.
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Der Querschnitt der Nuten 140A und 140B ist, wie am besten in Fig.
4 zu erkennen, gegen den Kanal 144 hin enger, sodaB der durch die Kanäle 144 und
144r verursachte Druckunterschied das Bestreben hatr die Ringdichtung in den engeren
Teil der Nut hineinzudrücken, sodaß der offenliegende Teil der-Rin-dichtung sich
beim Passieren des Strömungskanals nicht unerwünscht vorwölbt.
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Beim Zusammenbau des Kugelventils gemäß Pig. 3 wird die Kugel 114
(ohne die 0-Ringe 139a und 139B) zwischen die Strömungsrohre 105 gebracht, wobei
ein Abstand zwischen der Kugel und der Sitz-Fläche 134 und 135 verbleibt;
dann wird der Strömungskanal 150
der Kugel mit den Rohren ausgeric?itet.
Während die Stränungsrohre in dieser ausgerichteten Lage gehalten werden, wird der
Zapfen 130 mit seinem Stutzen 106 eingeführt und der Schaft 113 mit seinem Stutzen
111 und der B:ichse 107 diametral gegenüber mittels der Stifte 127 mit der Kugel
verbunden. Dabei sind weder die 0-Ringe 130A und 130' auf dem Zapfen, noch die 0-Ringe
125A und 125B auf dem Schaft.
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Die Schaftlagerbüchse 107 und der Zapfen 130 werden nun so eingestellt,
daß die Kugel quer zu den Strömungsrohren justiert ist und während die Teile in
genauer Lage zueinander gehalten werden, werden die Schweißnähte 116A und 116B ausgeführt.
Als nächstes werden die 0-Ringe 139A und 139B.in die Nuten 140A und 140B eingeführt,
gefolgt von den Halteringen 143A und 143B und der. Halteplatten 1420 Jetzt kann
der Zapfen 130 herausgeschraubt werden, die 0-Ringe 130A und 13G' eingeführt und
der Zapfen wieder eingeschraubt werden. Ähnlich wird die Schaftmuffe 107 herausgeschraubt,
der Schaft aus dieser herausgenommen und die 0-Ringe 145A und 145B eingebracht
und der Schaft wieder montiert Die Kappen 112 und 133 werden dann aufgeschraubt.
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Weder die 0-Ringe der Kugel noch die Dichtungsringe am Zapfen und
am Schaft sind also der Iiitze beim Schweißen ausgesetzt. Die abgewandelte Sitzkonstruktion
gemäß Figo 5 hat besondere Sitzringe 160, die einerseits den Dichtungsringen 139A
und@139B anliegen, und. andererseits an den Teilen 161 eine Schulter haben ' die
in das innere Ende der Strömungsrohre 115A und 115B passt.
Dichtungsringe
162 sind zwischen den Strömungsrohren und den Sitzringen vorgesehen und geteilte
Halteringe 163 werden durch die Strömungsrohre eingeführt, um die Dichtungen 162
an ihrem Platz zu halten. Höherer Druck in der Ventilhöhlung infolge Ausdehnung
kann sich durch Strömung aus der Höhlung vorbei an den RingdichK,ungen 162 in das
Strömungsrohr ausgleichen. Bei der abgewandelten Kugelventilkonstruktion gemäß Fig.
6 ist am inneren Ende des Ventilschaftes 213 ein schmaler Ansatz 251,
der in eine entsprechende schmale Ausnehmung 252 der Kupel-214 -eingreift;
eine Ringschulter an diesem Ansatz liegt an einer Scheibe 25¢ aus Teflon oder dergleichen
an, die wiederum gegen eine mit einem Flansch versehene Büchse 2-20 anliegt.@Eine
ähnliche Vertiefung 252f kann an der gegenüberliegenden Seite der Kugel vorgesehen
sein, um diese umdrehen u k'ö'nnen. Der aufwärts gerichtete Druck der Kugel auf
die Lagerscheibe 254 wird aufgenommen durch eine Lagerscheibe 255, die- zwischen
der Büchse 220 und der Ringschulter 256 in dem Ventilschaftrohr-211 liegt. Die Vertiefung
252 liegt im rechten Winkel zum Durchströmkanal 250 der Kugele sodaß, wenn das Ventil
völlig geschlossen ist wie in Fig. 5, der Druck auf die eine Seite der Kugel bestrebt
ist, sie gegen den Sitz auf der gegenüberliegenden Seite zu drücken.
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Die Sitzringe 234 und 235 liegen in den inneren Ringflanschen 21'j
der Strömungsrohre 215A und 215B und die inneren Oberflächen der Sitzringe
sind sphärisch ausgebildet entsprechend der äusseren Oberfläche der Kugel. Vorzugsweise
sind die Sitzringe 234 und 235 auf' der Rückseite von im wesentlichen flachen elastischen
Ringen
257 aus nachgiebigen Material wie z.B. Teflon unterstützt; diese Ringe sind zwischen
den Sitzringen und den Strömungsrohren 215A und 215B an[,eordnet. Die einander gegenüberliegenden
Stirnflächen der Sitzringe und der Strömungsrohre können flache Ausnehmungen haben,
die die dazwischenliegenden Seiten der Ringe 257 so berühren, daß die Sitzringe
sich etwais verschieben können, um eine Bewegung der Kugel unter Druck ausgleichen
zu können, und um ein Ausdehnen und Zusammenziehen der Metallteile während des Schweißens
zu ermöglichen.
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Radial einwärts von den Ringen 257 sind die Stoßstellen zwischen den
Sitzringen 234 und 235 und den Rohren 215A und 215B ausserdem abgedichtet durch
0-Ringe 2_58, die in Ringnuten liegen. Die 0-Ringe 258 können nach der Montage des
Ventils eingebr#n_cht werden; sie werden durch geteilte l:alteringe 259 gehalten,
die in innere Ringnuten an den Nahtstellen zwischen den Sitzringen und den Strömungsrohren
passen.
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Die elastischen 0-Ringe 239A und-239B und ihre Nuten 240A und
240B umgeben bei völlig geschlossenem Ventil die inneren Enden der Strömungsrohre
215A und 215B; ungefähr 1/3 der Ringe liegt zu den Strömungskanälen hin offen.
Die Ringe sind-in Längsrichtung gedehnt und ihr :,huerschnitt ist so, daß sie mechanisch
zwischen den Wänden ihrer Nuten deformiert werden, sodaß eine sichere Abdichtung
zyrivchen Kugel und den Sitzringen erzielt wird.
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Es kann zweckmässig sein, einen Kanal 260 im Sitzring 235 vorzusehen.,
der die radial äussere Eche der Nut 240B mit dem Strömungsrohr
2_15B
verbindet, um zu verhindern, daß bei hohen Drucken Flüssigkeit aus der Höhlung um
die Kugel durchsickert _und_den Ring 239B so stark deformierte daß er beschädigt
würde, wenn er-die Strömungsöffnung beim Drehen der Kugel passiert. Dadurch, daß
ungefähr 1%3 der O-Ringe 239A und 239B zur Strömungsöffnung hin offenliegt, können
die O-Ringe durch die Strömungsrohre 215A und 215B eingeführt werden, nachdem das
Ventil vollständig zusammenmontiert und verschweißt ist.
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Durch eine geringe Drehung der Kugel aus ihrer voll geschlossenen
Lage wird ein Teil der Umfangslänge der Ringnuten offengelegt, sodaß ein entsprechender
Teil des 0-Ringes eingeführt und unter Dehnung nach und nach in die Nut hineingedrückt
werden kann, wenn die Kugel geringfägig in entgegengesetzter Richtung gedreht wird.
Auf gleiche Weise kann der Ring ausgewechselt werden, wenn er abgenutzt ist.
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Da die-'Dichtung mittels des-tY-Ringes 239B auf der Abflußseite
unter hohem Druck nicht vollwertig ist, ist es zweckmässig, die O-Ring-Dichtung
durch eine Schmiermitteldichtung zu ergänzen, die um den O-Ring herumliegt. Dementsprechend
ist eine ringförmige Schmiermittelnut 216B in dem Teil der Aussenfläche der Kugel
vorgesehen, die vollständig an der sphärischen Sitzfläche des Sitz= rnges 235 anliegt.
Diese Nut ist durch einen Kanal 262B. der sich in die Kugel hinein erstreckt, mit
einem Zuführkanal 263 verbundene der auf die Achse des Ventilschaftes 213 ausgerichtat
ist. Ein: ähnlicher Kanal 262A verbindet den Zuführkanal 263
mit
einer Schmiernittelnut 261A, die den 0-Ring 139A umgibt und den Sitzring 234 berührt.
Die Nut 261A wird benötigt, wenn das Ventil in umgekehrter Richtung durchströmt
wird.
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Zweckmässig wird das Schmiermittel dem Zuführkana1 263 durch eine
axiale Bohrung 265 dem Schaft 213 zugeführt. In der Bohrung kann ein R*ickschlagventil
266 angeordnet sein, um einen Rückfluß des Schmiermittels zu verhindern. Eine schmiermittelsichere
Dichtung zwischen dem Schaft und der Kugel bewirkt ein knolliges Rohr mit kugeligen
Oberflächen, die in gleitendem Kontakt mit der grösseren Bohrung im Schaft und einer
Vertiefung 268 kleineren Durchmessers in der Kugel sind. Dieses Rohr stellt die
Verbindung von der Bohrung 265 zu dem Kanal 263 her. Das obere Ende des Rohres 267
dichtet gegen einen Teflon-Ring 269, der gegen einen Metallring 270 und eine Feder
271 anliegt; das untere Ende des Rohres 267 dichtet gegen eine Teflon-Scheibe 272
am Grunde der Vertiefung 268 in der Kugel. Wegen seiner kugeligen Oberfläche wirkt
das Rohr 267 ähnlich wie ein Universalgelenk und erlaubt eine Relativbewegung
zwischen Kugel und Schaft unter Aufrechterhaltung einer schmiermittelsicheren Abdichtung
zwischen Kugel und Schaft.
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Falls der Einströmdruck unzureichend ist, um eine lecksichere Dichtung
zwischen dem 0-Ring 239A und dem Sitzring 234 zu bewirken,, wird die axiale Bewegung
der Kugel infolge des Einströmdrucken die Wirksamkeit der Dichtung zwischen dem
0-Ring 239B
und dem Sitzring 235 auf der Abströmseite steigern,
um so eine lecksichere Dichtung zu erzielen. Dementsprechend wird eine l(-cksichere
Dichtung bei hohem Druck auf der Zuströmseite und bei niedrigem Druck auf der Abatrömsete
erreicht.
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Die 0-Ring-Dichtungsanordnung, die in F'ig. 6 gezeigt ist, kann natlirlich
auch bei zapfengelagerter Kugel entsprechend Fig. 1 -5 - angewendet
[email protected] und
die 0-Ring-Dichtungsanordnung gemäß Fig. 1 - 5 kann auch bei axialbewegbarer schwebender
Kugel angewendet werden. -Bei allen vorbeschriebenen Ausführungsformen der Erfindung
können die 0-Dichtungsringe durch die Strömungsrohre des Ventils eingebracht und
auch aus ihren Nuten wieder entfernt werden, nachdem das Ventil zusammengesetzt
und zu2ammengeschweißt worden ist: Der Ausdruck "p--Ring", wie er benutzt ist für
die Dichtungsringe 39A und 39B9 139A und 339B- sowie 239A und 2398y soll Dichtungsringe
verschiedener nicht kreisförmiger Querschnitte einschliessen und Ruten mit abweichenden
Querschnitten, die so zu den Ringen passen, daß eine wirkungsvolle Abdichtung zwischen
den Ringen und den zugehörigen Sitzflächen erreicht wird.