DE19533899A1 - Kugelhahn - Google Patents
KugelhahnInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
- F16K5/0605—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor with particular plug arrangements, e.g. particular shape or built-in means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
- F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
- F16K11/087—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with spherical plug
- F16K11/0873—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with spherical plug the plug being only rotatable around one spindle
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
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- G01N1/20—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
- G01N1/2035—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials by deviating part of a fluid stream, e.g. by drawing-off or tapping
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn mit einem Gehäuse, welches ein
ander gegenüberliegend einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, und mit
einem in dem Gehäuse angeordneten und über ein Stellorgan verdrehbaren
Kugelküken, welches einen Durchlaßkanal aufweist, der in einer ersten
Winkelstellung des Kugelkükens in den Einlaß und den Auslaß des Gehäuses
mündet.
Derartige Armaturen werden in verfahrenstechnischen Anlagen der chemi
schen Industrie zur Regelung von Fluidströmen, insbesondere Flüssigkeits
strömen, eingesetzt. In der Regel wird ein derartiger Kugelhahn durch
Verdrehung seines Kugelkükens um 90° bezüglich der ersten, Öffnungs
stellung genannten Winkelstellung verschlossen.
In verfahrenstechnischen Anlagen besteht vielfach das Bedürfnis, an mög
lichst vielen Positionen eine Probe aus dem Fluidstrom entnehmen zu
können. Die Probeentnahme soll möglichst aus dem strömenden Fluid selbst
erfolgen und nicht aus einer Nebenleitung, in der sich das Fluid in stationä
rem Zustand befindet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kugelhahn zu schaffen, der eine Pro
beentnahme aus dem Fluidstrom ohne eine unzulässige Unterbrechung des
Fluidstroms ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kugelküken
einen quer zum Durchlaßkanal verlaufenden Durchtrittskanal aufweist,
dessen Öffnungen in einer zweiten Winkelstellung des Kugelkükens in den
Einlaß und den Auslaß des Gehäuses münden, wobei der Durchlaßkanal
und/oder der Durchtrittskanal einen gebogenen oder abgewinkelten Verlauf
haben, so daß beide Kanäle über ihre gesamte Länge vom jeweils anderen
Kanal durch das Material des Kugelkükens getrennt sind, und daß das
Gehäuse eine Probeentnahmeöffnung aufweist, in welche eine Öffnung des
Durchlaßkanals in der zweiten Winkelstellung des Kugelkükens mündet.
Durch das Drehen des Kugelkükens in die zweite Winkelstellung, die
Probeentnahmestellung, wird der Durchlaßkanal mit der Probeentnahmeöff
nung verbunden, durch die das Fluid aus dem Durchlaßkanal abfließen
kann. Der Durchtrittskanal, der in der Probeentnahmestellung des Kugelkü
kens Einlaß und Auslaß des Gehäuses miteinander verbindet, erhält die
Fluidströmung durch den Kugelhahn hindurch während der Probeentnahme
aufrecht. Selbstverständlich dürfen Durchlaßkanal und Durchtrittskanal
einander nicht durchdringen, so daß beim Öffnen der Probeentnahmeöffnung
kein Fluid aus der Haupt-Fluidströmung zur Probeentnahmeöffnung fließen
kann.
Da das durch den abgewinkelt oder gebogen verlaufenden Kanal strömende
Fluid auf das Kugelküken Kräfte in Strömungsrichtung ausübt, kann es
vorteilhaft sein, allein den Durchtrittskanal gebogen oder abgewinkelt
auszuführen, so daß der Haupt-Durchlaßkanal gerade verläuft und Kräfte in
Strömungsrichtung nur während der Probeentnahme auftreten.
Die konstruktiv einfachste Lösung für den erfindungsgemäßen Kugelhahn
weist zwei zueinander rechtwinklige Kanäle auf, die gleichmäßig in ent
gegengesetzte Richtungen gebogen verlaufen, so daß der Mittelpunkt ihrer
Öffnungen in der Mittelebene des Kugelkükens liegt und ihr Kanalquer
schnitt in der Mitte des Kugelkükens um etwas mehr als die Hälfte des
Kanaldurchmessers in entgegengesetzte Richtungen versetzt ist. Bei dieser
Ausführung weisen Durchlaßkanal und Durchtrittskanal die gleiche, ge
ringstmögliche Krümmung auf, die ein durchdringungsfreies Kreuzen der
Kanäle ermöglicht.
Bei dieser Ausführungsform mit rechtwinklig zueinander verlaufenden
Kanälen, deren Kanalöffnungen alle 90° in der Mittelebene des Kugelkü
kens angeordnet ist, kann nach dem Ablaufen des Fluids aus dem Durch
laßkanal und dem Zurückdrehen des Kugelkükens auch das Fluid aus dem
Durchtrittskanal, der in der Öffnungsstellung des Kugelhahns in die Probe
öffnung mündet, entnommen werden.
Gegenüber der Probeentnahmeöffnung sollte eine Entlüftungsbohrung
angeordnet werden, die in der Probeentnahmestellung des Kugelkükens in
den Durchlaßkanal mündet, so daß das Fluid bei der Probeentnahme mög
lichst schnell und vollständig aus dem Durchlaßkanal durch die Probeent
nahmeöffnung ablaufen kann.
Vorzugsweise ist bei einer dritten Winkelstellung, der sogenannten Schließ
stellung des Kugelkükens, der Einlaß und der Auslaß des Gehäuses durch
die kugelförmige Außenfläche des Kugelkükens vollständig verschlossen.
Bei rechtwinklig zueinander verlaufenden Kanälen befindet sich diese
Schließstellung im Winkel von 45° zu beiden Kanalachsen in der Mitte
zwischen der Öffnungsstellung und der Probeentnahmestellung.
Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der nun
folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kugelhahns in
in Längsrichtung geschnittener Darstellung und
Fig. 2 den Kugelhahn aus Fig. 1 in in Querrichtung geschnittener
Darstellung.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kugelhahn besteht aus einem Gehäu
se 1, welches einen Einlaß 2 und einen Auslaß 3 aufweist. Das Gehäuse 1
besteht in der Regel aus zwei Gehäuseteilen, die fest miteinander verbunden
sind. Das Gehäuse 1 weist an seinen freien Stirnflächen 4 und 5 Gewinde
bohrungen 6 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben zum Festschrauben
der zu- und abführenden Rohrleitungen auf.
In dem Gehäuse 1 ist ein Kugelküken 7 aufgenommen, dessen Durchlaßka
nal 8 in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Öffnungsstellung den
Einlaß 2 und den Auslaß 3 des Gehäuses 1 miteinander verbindet. Zur
Betätigung des Kugelkükens 7 ist ein Handhebel 9 vorgesehen, der über
eine Schaltwelle 10 mit dem Kugelküken 7 verbunden ist. Mehrere Dichtun
gen 11 dichten den Durchtritt der Schaltwelle 10 in dem Gehäuse 1 gegen
den Gehäuseinnendruck ab. Der Handhebel 9, die Schaltwelle 10 und die
Dichtungen 11 der Schaltwelle 10 sind zur besseren Übersichtlichkeit nur
in Fig. 2 eingezeichnet.
Weiterhin sind Dichtungen 12 vorgesehen, die den Einlaß 2 und den Auslaß
3 des Gehäuses umgeben und gegen das Kugelküken 7 anliegen.
Rechtwinklig zum Durchlaßkanal 8 des Kugelkükens 7 verläuft ein Durch
trittskanal 13. Die Mittellinien beider Kanäle 8, 13 verlaufen im wesentli
chen in einer sinusförmigen Kurve, so daß ihre Öffnungen auf der gleichen
Höhe wie die Öffnungen des Einlasses 2 und des Auslasses 3 des Gehäuses
1 liegen und die mittleren Abschnitte der Kanäle 8, 13 aneinander vorbei
verlaufen. Der Durchlaßkanal 8 ist in der dargestellten Ausführungsform
nach unten vom Handhebel 9 weggewölbt. Der Durchtrittskanal 13 ist zum
Handhebel 9 hin gewölbt. Der Versatz des mittleren Kanalquerschnitts zu
der Kanalöffnung entspricht beim Durchtrittskanal 13 exakt dem halben
Kanaldurchmesser und ist beim Durchlaßkanal 8 um die zwischen beiden
Kanälen verbleibende Mindestwandstärke größer. Diese Unsymmetrie wurde
gewählt, damit bei möglichst kompakten Kugelküken ausreichend Material
zwischen dem oberen Scheitelpunkt des Durchtrittskanals 13 und der Auf
nahme des Kugelkükens 7 für die Schaltwelle 10 verbleibt.
In Fig. 2 ist einerseits die in den Durchtrittskanal 13 mündende Entlüf
tungsbohrung 14 und andererseits die Probeentnahmeöffnung 15 zu erken
nen. Die Entlüftungsbohrung 14 weist einen Gewindeabschnitt 16 zum
Einschrauben eines Entlüftungsventils auf. Im Bereich der Probeentnahme
öffnung 15 ist das Gehäuse 1 mit einer Planfläche 17 und Gewindebohrun
gen 18 versehen, so daß hier ein nicht dargestellter Probeentnahmehahn
festgeschraubt werden kann. Sowohl die Entlüftungsbohrung 14 als auch die
Probeentnahmeöffnung 15 ist von einer gegen das Kugelküken 7 anliegenden
Dichtung 12 umgeben.
Zur Probeentnahme ist das Kugelküken 7 des Kugelhahns um 90° zu ver
schwenken, bis der Durchlaßkanal 8 mit der Probeentnahmeöffnung 15 und
der Entlüftungsbohrung 14 fluchtet. In dieser Stellung sind Probeentnahme
hahn und Entlüftungsventil zu öffnen, und das in dem Durchlaßkanal 8
befindliche Fluid kann in ein Probeentnahmegefäß abfließen. Während
dieser Probeentnahme verläuft der Fluidstrom durch den Durchtrittskanal 13
des Kugelkükens 7 und ist lediglich während des Schwenkens des Kugelkü
kens 7 unterbrochen. Da der Fluidstrom während der Probeentnahme auf
rechterhalten wird, ist gewährleistet, daß keine negativen Änderungen der
Beschaffenheit des Fluids, beispielsweise durch Ausflocken von Feststoffen
oder Abkühlen und Aushärten des Fluids, stattfinden können.
Zum vollständigen Verschließen des Kugelhahns ist das Kugelküken 7 in
eine 45°-Stellung zwischen der Öffnungsstellung und der Probeentnahme
stellung zu verschwenken.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Einlaß
3 Auslaß
4 Stirnfläche
5 Stirnfläche
6 Gewindebohrung
7 Kugelküken
8 Durchlaßkanal
9 Handhebel
10 Schaltwelle
11 Dichtung
12 Dichtung
13 Durchtrittskanal
14 Entlüftungsbohrung
15 Probeentnahmeöffnung
16 Gewindeabschnitt
17 Planfläche
18 Gewindebohrung
M Mittelebene des Kugelkükens
2 Einlaß
3 Auslaß
4 Stirnfläche
5 Stirnfläche
6 Gewindebohrung
7 Kugelküken
8 Durchlaßkanal
9 Handhebel
10 Schaltwelle
11 Dichtung
12 Dichtung
13 Durchtrittskanal
14 Entlüftungsbohrung
15 Probeentnahmeöffnung
16 Gewindeabschnitt
17 Planfläche
18 Gewindebohrung
M Mittelebene des Kugelkükens
Claims (5)
1. Kugelhahn mit einem Gehäuse (1), welches einander gegenüberliegend
einen Einlaß (2) und einen Auslaß (3) aufweist, und mit einem in dem
Gehäuse (1) angeordneten und über ein Stellorgan (10) verdrehbaren Kugel
küken (7), welches einen Durchlaßkanal (8) aufweist, der in einer ersten
Winkelstellung des Kugelkükens (7) in den Einlaß (2) und den Auslaß (3)
des Gehäuses (1) mündet,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelküken (7) einen quer zum Durch
laßkanal (8) verlaufenden Durchtrittskanal (13) aufweist, dessen Öffnungen
in einer zweiten Winkelstellung des Kugelkükens (7) in den Einlaß (2) und
den Auslaß (3) des Gehäuses (1) münden, wobei Durchlaßkanal (8) und/oder
Durchtrittskanal (13) einen gebogenen oder abgewinkelten Verlauf haben,
so daß beide Kanäle über ihre gesamte Länge vom jeweils anderen Kanal
durch das Material des Kugelkükens (7) getrennt sind, und daß das Gehäuse
(1) eine Probeentnahmeöffnung (15) aufweist, in welche eine Öffnung des
Durchlaßkanals (8) in der zweiten Winkelstellung des Kugelkükens (7)
mündet.
2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Durchlaßka
nal (8) und Durchtrittskanal (13) zueinander rechtwinklig verlaufen.
3. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
Durchlaßkanal (8) und Durchtrittskanal (13) den gleichen konstanten Kanal
durchmesser aufweisen und derart gebogen verlaufen, daß ihr Querschnitt
in der Mitte des Kugelkükens (7) um etwas mehr als die Hälfte des Kanal
durchmessers in entgegengesetzte Richtungen zur Mittelebene (M) des
Kugelkükens (7) versetzt sind.
4. Kugelhahn nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) eine der Probeentnahmeöff
nung (15) gegenüberliegende, verschließbare Entlüftungsbohrung (14) auf
weist, die in der zweiten Winkelstellung des Kugelkükens (7) in den Durch
laßkanal (8) mündet.
5. Kugelhahn nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß in einer dritten Winkelstellung des Kugelkükens
(7) der Einlaß (2) und der Auslaß (3) des Gehäuses (1) durch die Außen
wandung des Kugelkükens (7) vollständig verschlossen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995133899 DE19533899A1 (de) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | Kugelhahn |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995133899 DE19533899A1 (de) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | Kugelhahn |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19533899A1 true DE19533899A1 (de) | 1997-03-20 |
Family
ID=7772043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995133899 Withdrawn DE19533899A1 (de) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | Kugelhahn |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19533899A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2998634A1 (fr) * | 2012-11-27 | 2014-05-30 | Ge Energy Products France Snc | Vanne a obturateur spherique, notamment pour turbine a gaz |
CN105156710A (zh) * | 2015-09-28 | 2015-12-16 | 开封瑞科阀门有限公司 | 具有预紧滑动阀座结构的低温球阀 |
CN107642615A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-01-30 | 君品集团有限公司 | 管道取样装置 |
CN108662185A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-16 | 江苏天域阀业制造有限公司 | 一种具有缓冲作用的阀门 |
-
1995
- 1995-09-13 DE DE1995133899 patent/DE19533899A1/de not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2998634A1 (fr) * | 2012-11-27 | 2014-05-30 | Ge Energy Products France Snc | Vanne a obturateur spherique, notamment pour turbine a gaz |
WO2014083075A1 (en) * | 2012-11-27 | 2014-06-05 | Ge Energy Products France Snc | Shut-off rotary valve, particularly for gas turbine |
US9719603B2 (en) | 2012-11-27 | 2017-08-01 | Ge Energy Products France Snc | Shut-off rotary valve, particularly for gas turbine |
CN105156710A (zh) * | 2015-09-28 | 2015-12-16 | 开封瑞科阀门有限公司 | 具有预紧滑动阀座结构的低温球阀 |
CN107642615A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-01-30 | 君品集团有限公司 | 管道取样装置 |
CN108662185A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-16 | 江苏天域阀业制造有限公司 | 一种具有缓冲作用的阀门 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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