DE202009010027U1

DE202009010027U1 - Absperrventil

Info

Publication number: DE202009010027U1
Application number: DE200920010027
Authority: DE
Original assignee: JAKOB JAN PATRICK; JAKOB JAN-PATRICK
Current assignee: GULBINAT SYSTEMTECHNIK GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2019-07-23

Abstract

Absperrventil (1) für Rohrleitungen mit einem eine Drehachse (2.1) und eine Durchlassöffnung (2.2) aufweisenden kugelförmigen Verschlusskörper (2), mit mindestens zwei Lagerschalen (3, 3'), in denen der Verschlusskörper (2) eingebettet ist und mit zwei Gehäuseschalen (4, 4') in denen der Verschlusskörper (2) über die Lagerschalen (3, 3') gelagert ist, wobei der Verschlusskörper (2) eine koaxial zu der Drehachse (2.1) angeordnete Schaltwelle (2.3) aufweist, die über eine Führungshülse (5) in der Gehäuseschale (4, 4') gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lagerschale (3, 3') und der Führungshülse (5) ein separates Dichtmittel (6) vorgesehen ist und die Lagerschale (3, 3') über das Dichtmittel (6) gegen die Führungshülse (5) dichtend anliegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Absperrventil für Rohrleitungen mit einem eine Drehachse und eine Durchlassöffnung aufweisenden kugelförmigen Verschlusskörper, mit mindestens zwei Lagerschalen, in denen der Verschlusskörper eingebettet ist und mit zwei Gehäuseschalen in denen der Verschlusskörper über die Lagerschalen gelagert ist, wobei der Verschlusskörper eine koaxial zu der Drehachse angeordnete Schaltwelle aufweist, die über eine Führungshülse in der Gehäuseschale gelagert ist
Die Drehachse ist rechtwinklig zu einer Strömungsachse der Durchlassöffnung angeordnet. Die Durchlassöffnung des Verschlusskörpers und die Ein- und/oder Auslassöffnung der Lagerschalen bzw. der Gehäuseschalen sind bei geöffnetem Absperrventil in etwa koaxial zueinander angeordnet und weisen in etwa dieselbe Größe auf. Die beiden Lagerschalen liegen über einem Dichtungsflansch gegeneinander an und werden über diesen Flansch mittels der Gehäuseschalen dichtend aneinander gepresst.
Es ist bereits ein Absperrventil für Rohrleitungen aus der DE 200 01 139 U1 bekannt. Das Absperrventil weist einen kugelförmigen Verschlusskörper mit einer rechtwinklig zu seiner Drehachse angeordneten Durchlassöffnung auf, der von zwei halbschalenförmigen weichen bzw. elastischen Lagerschalen umschlossen und zwischen diesen gleitend gelagert ist, wobei die weichen mit je einem Trägerkörper fest verbundenen Lagerschalen eine der Durchlassöffnung in dem Verschlusskörper entsprechende Ein- und/oder Auslassöffnung haben und durch ein teilbares Ventilgehäuse dichtend zusammengepresst werden. Jeder der Trägerkörper besteht aus einem Stützkorb, welcher mit der Außenwandung der Lagerschalen einstückig verbunden ist und eine große Anzahl von Durchbrüchen, insbesondere von Löchern derart aufweist, dass eine Verformung des Stützkorbes durch Ausweichen des inkompressiblen Dichtungsmaterials durch die Durchbrüche von innen nach außen, insbesondere beim Aufbringen des Dichtungsmaterials auf die Innenseite des Stützkorbes oder bei Betriebstemperaturschwankungen verhinderbar ist.
Aus der DE 197 01 213 C1 ist ein ähnliches Absperrventil bekannt, das im Bereich der Ein- und/oder Auslassöffnung der jeweiligen Dichtungshalbschale O-Ringe als Dichtmittel vorsieht.
Bei dem Einsatz von weniger elastischem Material für die Ausbildung der Dichtungshalbschalen ergibt sich eine erweiterte Dichtungsproblematik im Allgemeinen, weil schon bei geringen Verspannungen die Beweglichkeit des Verschlusskörpers erheblich leidet. Allerdings sind ausreichend große Anlagekräfte notwendig, um die gewünschte Dichtigkeit zwischen dem Verschlusskörper und den Dichtungshalbschalen einerseits sowie zwischen den Dichtungshalbschalen und dem Gehäuse andererseits zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil derart auszubilden und anzuordnen, dass für die Dichtungshalbschalen Kunststoffmaterial mit einer höheren Steifigkeit einsetzbar ist und die Dichtigkeit gewährleistet ist.
Bei dem Einsatz von Kunststoffmaterial mit einer höheren Steifigkeit ist festzustellen, dass die Fertigungstoleranzen für das Gehäuse, die Dichtungshalbschalen und den Verschlusskörper deutlich verringert werden müssen, denn mit dem Verschrauben der Gehäusehälften, wodurch gewünschter Weise ein Anpressdruck der Dichtungshalbschalen auf den Verschlusskörper erzeugt wird, geht eine Erhöhung der Reibkraft zwischen der Dichtungshalbschale und dem Verschlusskörper einher. Diese Erhöhung ist abhängig von dem vorliegenden Spaltmaß zwischen dem Verschlusskörper und der Gehäusehälfte für die Dichtungshalbschale. Wenn die Toleranzen der Gehäuseteile insgesamt zu einem zu kleinen Spaltmaß führen, dann kann dies eine übermäßige Erhöhung der Reibkraft zur Folge haben. Dies ist nachteilig für die Bedienung des Ventils. Andererseits ist die Dichtigkeit zwischen der Dichtungshalbschale und dem Verschlusskörper gewünscht, was wiederum ein nicht zu großes Spaltmaß notwendig macht.
Damit diesen entgegengesetzt wirkenden Einflüssen trotz verringertem herstellungsseitigem Aufwand begegnet werden kann ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen der Lagerschale und der Führungshülse ein separates Dichtmittel vorgesehen ist und die Lagerschale über das Dichtmittel gegen die Führungshülse dichtend anliegt. Durch das Vorsehen eines ausreichenden Spaltmaßes für die Dichtungshalbschale zwecks Begrenzung der beim Zusammenbau entstehenden Anpresskraft zwischen der Lagerschale und dem Verschlusskörper ist die Dichtigkeit zwischen der Lagerschale und dem Verschlusskörper nicht mehr gewährleistet. Die grundsätzlich notwendige Dichtung zwischen den beiden Körpern ist in den Bereich zwischen der Lagerschale und der Führungshülse verschoben. Somit entfällt eine Ausbildung des Spaltmaßes für die Lagerschale mit einer sehr kleinen bzw. nahezu ohne Toleranz, sodass eine Überhöhung des Anpressdruckes nach dem Zusammenbau vermieden und die Dichtigkeit zur Gehäusehälfte hin erreicht werden kann.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn das Dichtmittel als O-Ring ausgebildet ist. Der O-Ring ist ein standardisiertes und relativ günstig zu erhaltendes Bauteil, mit welchem auch den Anforderungen an Festigkeit und Langlebigkeit Rechnung getragen wird.
Entsprechend ist es vorteilhaft, dass die Lagerschale und/oder die Führungshülse eine im Querschnitt U- oder L-förmige Nut aufweist, in der der O-Ring zumindest teilweise angeordnet ist. Zwecks Platzierung des O-Rings kann sowohl lagerschalenseitig als auch führungshülsenseitig eine entsprechende Nut bzw. konkav ausgebildete Dichtfläche vorgesehen sein. Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn eines der beiden Bauteile die Nut für den O-Ring enthält, während das andere Bauteil eine plane Anlage bzw. Dichtfläche aufweist.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn zwischen der Schaltwelle und der Führungshülse ein O-Ring vorgesehen ist und die Führungshülse über den O-Ring gegen die Schaltwelle dichtend anliegt. Mit Rücksicht auf die mangelnde Dichtheit zwischen der Lagerschale und dem Verschlusskörper dient der O-Ring zwischen der Führungshülse und der Schaltwelle zum Abdichten des Absperrventils im Bereich der Schaltwelle.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Schaltwelle und/oder die Führungshülse eine Nut aufweist, in der der O-Ring zumindest angeordnet ist. Die für den O-Ring vorgesehene Nut kann entsprechend sowohl wellen- als auch hülsenseitig vorgesehen sein. Wenn wellenseitig die Haltenut vorgesehen ist, reicht seitens der Hülse auch eine Phase, damit der O-Ring bei der Montage nicht durch die Kante der Hülse verletzt wird.
Dabei kann es vorteilhafter Weise vorgesehen sein, wenn mindestens zwei Lagerschalen und zwei Gehäuseschalen je eine Ein- und/oder Auslassöffnung aufweisen und die Lagerschale im Bereich der Ein- und/oder Auslassöffnung einen zylindrischen Fortsatz aufweist, mit einer zur Ein-, und/oder Auslassöffnung weisenden Innenseite A und einer gegenüberliegend zur Innenseite A angeordneten zur Gehäuseschale weisenden Außenseite B, wobei in der Außenseite B des Fortsatzes ein separates Dichtungsmittel vorgesehen ist, über das die Lagerschale dichtend gegen die Gehäuseschale anliegt. Somit ist die Dichtigkeit zwischen der Lagerschale einerseits und der jeweiligen Gehäusehälfte andererseits gewährleistet. Sofern das Dichtungsmittel nicht im Bereich der Außenseite A des Fortsatzes vorgesehen ist, kann dieses auch im weiteren Bereich der Außenseite der Lagerschale selbst vorgesehen sein. Hierzu bedarf es jedoch einer ausreichenden Dicke der Lagerschale, sodass mit Rücksicht auf die für das Dichtungsmittel vorzusehende Nut eine ausreichend große Wandstärke im Bereich der Nut verbleibt. Der zylindrische Fortsatz ist dabei koaxial zur Ein- und/oder Auslassöffnung angeordnet und kann alternativ zu der zylindrischen Form auch eine kegelsturmförmige Form, also einen mit Bezug zur Strömungsrichtung erweiternden Querschnitt, aufweisen.
Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn eine der Durchflussrichtung nach orientierte, die Innenseite A und die Außenseite B verbindende Stirnseite C vorgesehen ist und die Stirnseite C eine abgerundete Querschnittsform Q aufweist, wobei die Gehäuseschale eine entsprechend geformte Nut im Bereich der Ein- und/oder Auslassöffnung zur Aufnahme des Fortsatzes aufweist. Durch die abgerundete bzw. kreisringförmige Nut wird nach dem Einsetzen der Lagerschale in die Gehäuseschale bereits die notwendige Positionierung des Dichtmittels einerseits sowie eine gewisse Vorspannung des Dichtmittels andererseits gewährleistet.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn die Nut einen bogenförmig gebildeten Nutgrund und eine daran anschließende zylindrische Dichtfläche aufweist, gegen die das Dichtungsmittel des Fortsatzes anlegbar ist. Dem Nutgrund kommt somit die Haltefunktion des Fortsatzes zu, während der daran anschließenden Dichtfläche allein die Dichtungsfunktion bzw. Anlagefunktion mit Rücksicht auf den dort vorgesehenen bzw. anliegenden O-Ring zukommt.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn das Dichtungsmittel als O-Ring ausgebildet ist. Der O-Ring ist ein standardisiertes und relativ günstig zu erhaltendes Bauteil, mit welchem auch den Anforderungen an Festigkeit und Langlebigkeit Rechnung getragen wird.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn der Verschlusskörper für Einsatzzwecke bis 8 bar als T-Kugel und für Einsatzzwecke über 6 bar bis 12 bar als Vollkugel ausgebildet ist.
Bei einem Arbeitsdruck von 8 bar oder mehr, kann es im Falle einer T-Kugel, insbesondere im Falle einer C-Kugel zu Verformungen derselben kommen, die dann wiederum zu einer Erhöhung der Anlagekraft zwischen der Lagerschale und dem Verschlusskörper führen. Neben der nachteiligen Wirkung auf die Beweglichkeit bzw. Versteilbarkeit des Verschlusskörpers kann insbesondere im Falle der T-Kugel, mit Rücksicht auf die erhöhte Anlagekraft, auch eine Beschädigung der Oberflächen der Lagerschale entstehen. Zwecks Vermeidung dieser nachteiligen Einflüsse ist insbesondere im erhöhten Druckbereich über 8 bar der Einsatz einer Vollkugel mit einer zylindrischen Durchlassöffnung vorgesehen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Schutzansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
1 Eine Querschnittsdarstellung des Absperrventils mit Detailausschnitten Ia, Ib;.
2 Eine Schnittdarstellung einer Gehäusehälfte mit Detailausschnitt II.
Das Absperrventil 1 besteht aus zwei Gehäuseschalen 4, 4', in denen ein kugelförmiger Verschlusskörper 2 mit einer Durchlassöffnung 2.2 gelagert ist. Der Verschlusskörper 2 ist über zwei Lagerschalen 3, 3' innerhalb der Gehäuseschalen 4, 4' gelagert und weist eine Schaltwelle 2.3 auf, die wiederum über eine Führungshülse 5 innerhalb der Gehäuseschalen 4, 4' gelagert ist. Die Schaltwelle 2.3 weist einen Sicherungsring 2.5 und eine Drehachse 2.1 auf, wobei die Teilungsebene der Gehäusehälften einerseits sowie der Lagerschalen 3, 3' andererseits die Drehachse 2.1 aufweist.
Sowohl gehäuse- als auch lagerschalenseitig ist eine Ein- und/oder Auslassöffnung 3.1, 3.1' beidseitig zum Verschlusskörper 2 vorgesehen. Zwecks Abdichtung der Lagerschalen 3, 3' gegenüber der Gehäuseschale 4, 4' ist ein als O-Ring ausgebildetes Dichtungsmittel 8 vorgesehen, welches innerhalb einer Nut 3.4 der Lagerschale 3, 3' angeordnet ist. Hierzu weist die Lagerschale 3, 3' gemäß Detailansicht Ib einen koaxial zur Ein- und/oder Auslassöffnung 3.1, 3.1' angeordneten etwa zylinderförmigen Fortsatz 3.3, 3.3' auf, auf dessen Außenseite B, B' die Nut 3.4 und der O-Ring 8, 8' eingelassen sind. Gegenüberliegend zur Außenseite B, B' ist eine Innenseite A, A' gebildet, die wiederum der Ein- und/oder Auslassöffnung 3.1, 3.1' zugewandt ist bzw. die die jeweilige Ein- und/oder Auslassöffnung 3.1, 3.1' der Lagerschale 3, 3' bildet. Der Fortsatz 3.3, 3.3' wird nach Vorne durch eine Stirnseite C, C' gebildet, die ballig bzw. halbrund ausgebildet ist. Der Fortsatz 3.3, 3.3' weist eine ballige bzw. halbrunde Querschnittsform Q auf und ist gemäß Detailansicht Ib, II in einer entsprechenden Nut 9 innerhalb der jeweiligen Gehäuseschale 4, 4' aufgenommen. Die Nut 9 weist demnach einen ebenfalls ballig bzw. halbrund und insgesamt kreisringförmigen Nutgrund 9.1 auf, an den sich eine zylinderförmige Dichtfläche 9.2 anschließt. Die Dichtfläche 9.2 verläuft hierbei am äußeren Umfang der so gebildeten Nut 9 und dient als Anlagefläche für den in der fortsatzseitigen Nut 3.4 befindlichen O-Ring 6.
Im Bereich der Schaltwelle 2.3 bzw. der Führungshülse 5 weist die jeweilige Lagerschale 3, 3' einen weiteren O-Ring 6 auf, der in einer entsprechenden Nut 3.4 der Lagerschale 3 angeordnet ist. Gemäß Detailansicht Ia, kann ergänzend zu der lagerschalenseitigen Nut 3.4, auch eine Nut 5.1 innerhalb der Führungshülse 5 vorgesehen sein, in der der O-Ring 6 zu liegen kommt. Zwecks Gewährleistung der Dichtheit zwischen der Schaltwelle 2.3 und der Führungshülse 5 ist ein weiterer O-Ring 7 vorgesehen, der innerhalb einer Nut 2.4 der Schaltwelle 2.3 gemäß Detail ansicht Ia angeordnet ist. Den O-Ring 7 betreffend kann ebenso im Bereich der Führungshülse 5 eine weitere Nut 5.2 vorgesehen sein, in der der O-Ring 7 im montierten Zustand zu liegen kommt.
2 zeigt eine Gehäuseschale 4 im Schnitt. Gemäß Detailansicht II ist die Nut 9 innerhalb der Gehäuseschale 4 mit dem Nutgrund 9.1 und der anschließenden Dichtfläche 9.2 dargestellt. Im unteren Teil der dargestellten Gehäuseschale 4 ist eine Lagerschale 3 skizziert dargestellt. Die Lagerschale 3 ist mit dem Fortsatz 3.3 innerhalb der Nut 9 angeordnet. Zwecks Gewährleistung der Dichtheit zwischen beiden Lagerschalen 3, 3' weist die jeweilige Lagerschale einen Dichtungsflansch 3.2 auf, der wiederum im Bereich einer Ausnehmung 4.2 innerhalb des Gehäuseflansches 4.1 angeordnet ist.

1: Absperrventil
2: Verschlusskörper
2.1: Drehachse
2.2: Durchlassöffnung
2.3: Schaltwelle
2.4: Nut
2.5: Sicherungsring
3: Lagerschalen
3': Lagerschalen
3.1: Ein- und/oder Auslassöffnung
3.1': Ein- und/oder Auslassöffnung
3.2: Dichtungsflansch
3.3: Fortsatz
3.3': Fortsatz
3.4: Nut
4: Gehäuseschalen
4': Gehäuseschalen
4.1: Gehäuseflansch
4.2: Ausnehmung für Dichtungsflansch
5: Führungshülse
5.1: Nut
5.2: Nut
6: Dichtmittel, O-Ring
7: O-Ring
8, 8': Dichtungsmittel, O-Ring
9: Nut
9.1: Nutgrund
9.2: Dichtfläche
A, A': Innenseite
B, B': Außenseite
C, C': Stirnseite
Q: Querschnittsform

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 20001139 U1 [0003]
- DE 19701213 C1 [0004]

Claims

Absperrventil (1) für Rohrleitungen mit einem eine Drehachse (2.1) und eine Durchlassöffnung (2.2) aufweisenden kugelförmigen Verschlusskörper (2), mit mindestens zwei Lagerschalen (3, 3'), in denen der Verschlusskörper (2) eingebettet ist und mit zwei Gehäuseschalen (4, 4') in denen der Verschlusskörper (2) über die Lagerschalen (3, 3') gelagert ist, wobei der Verschlusskörper (2) eine koaxial zu der Drehachse (2.1) angeordnete Schaltwelle (2.3) aufweist, die über eine Führungshülse (5) in der Gehäuseschale (4, 4') gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lagerschale (3, 3') und der Führungshülse (5) ein separates Dichtmittel (6) vorgesehen ist und die Lagerschale (3, 3') über das Dichtmittel (6) gegen die Führungshülse (5) dichtend anliegt.
Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (6) als O-Ring ausgebildet ist.
Absperrventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (3, 3') und/oder die Führungshülse (5) eine im Querschnitt U- oder L-förmige Nut (3.4, 5.1) aufweist, in der der O-Ring (6) zumindest teilweise angeordnet ist.
Absperrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schaltwelle (2.3) und der Führungshülse (5) ein O-Ring (7) vorgesehen ist und die Führungshülse (5) über den O-Ring (7) gegen die Schaltwelle (2.3) dichtend anliegt.
Absperrventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle (2.3) und/oder die Führungshülse (5) eine Nut (2.4, 5.2) aufweist, in der der O-Ring (6) zumindest angeordnet ist.
Absperrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Lagerschalen (3, 3') und zwei Gehäuseschalen (4, 4') je eine Ein- und/oder Auslassöffnung (3.1, 3.1') aufweisen und die Lagerschale (3, 3') im Bereich der Ein- oder Auslassöffnung (3.1, 3.1') einen zylindrischen Fortsatz (3.3, 3.3') aufweist, mit einer zur Ein- oder Auslassöffnung (3.1, 3.1') weisenden Innenseite A und einer gegenüberliegend zur Innenseite A angeordneten Außenseite B, wobei in der Außenseite B des Fortsatzes (3.3, 3.3') ein separates Dichtungsmittel (8) vorgesehen ist, über das die Lagerschale (3, 3') dichtend gegen die Gehäuseschale (4, 4') anliegt.
Absperrventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Durchflussrichtung nach orientierte, die Innenseite A und die Außenseite B verbindende Stirnseite C vorgesehen ist und die Stirnseite C eine abgerundete Querschnittsform Q aufweist, wobei die Gehäuseschale (4, 4') eine entsprechend geformte Nut (9) im Bereich der Ein- und/oder Auslassöffnung (3.1, 3.1') zur Aufnahme des Fortsatzes (3.3, 3.3') aufweist.
Absperrventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (9) einen bogenförmig gebildeten Nutgrund (9.1) und eine daran anschließende zylindrische Dichtfläche (9.2) aufweist, gegen die das Dichtungsmittel (8) des Fortsatzes (3.3, 3.3')anlegbar ist.
Absperrventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel (8) als O-Ring ausgebildet ist.
Absperrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (2) für Einsatzzwecke bis 8 bar als T-Kugel und für Einsatzzwecke bis 12 bar als Vollkugel ausgebildet ist.