DE2431281A1

DE2431281A1 - Absperrhahn

Info

Publication number: DE2431281A1
Application number: DE2431281A
Authority: DE
Inventors: William Henry Alexander
Original assignee: Vapor Corp
Current assignee: Vapor Corp
Priority date: 1973-06-29
Filing date: 1974-06-28
Publication date: 1975-01-16
Also published as: FR2235318A1; JPS5049736A; AU6829274A; BE817087A; NL7408727A; GB1458318A; JPS58138867U; CA1008437A; US3848849A; AR201320A1; FR2235318B1; BR7405377D0; IT1015379B

Description

Absperrhahn

Die Erfindung betrifft einen Absperrhahn, insbesondere Zylinderhahn, mit einem eine Höhlung begrenzenden Hahnkörper, in dem in Achsenrichtung miteinander in Deckung stehende Einlaß- und Auslaßöffnungen mit der Höhlung in Verbindung stehen, mit einem in der Höhlung mit zur Achse dieser Öffnungen senkrechter Achse drehbar angeordneten Verschlußglied, das quer zu seiner Längsachse von einem Durchlaß durchsetzt ist, der, sobald er mit den Öffnungen in Deckung steht, die Verbindung zwischen diesen herstellt, sowie mit Sitzen in der Höhlung an den Öffnungen, die mit dem Verschlußglied und dem Hahnkörper zusammenwirken, um in der Schließstellung des Verschlußgliedes zwischen diesem und den Öffnungen abzudichten. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Ausbildung der Sitze im Absperrhahn und beschäftigt sich mit einem Absperrhahn, der zum Steuern der Strömung von Fluiden in einer Leitung verwendbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Absperrhahn der vorbeschriebenen Gattung zu schaffen, der sich zur Erleichterung der Wartungsarbeiten ohne Ausbau aus der Leitung

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reparieren läßt, der sich leicht schmieren läßt, bei dem der oder die Sitze so ausgebildet ist bzw. sind, daß die Lebensdauer des Absperrhahns in hohem Maße verlängert wird, daß der Absperrhahn im Betrieb leicht betätigbar ist, und daß die Betätigung des Absperrhahns während seiner gesamten Lebensdauer gleichbleibend mit geringem Drehmomentaufwand möglich ist, und bei dem der oder die Sitze so gestaltet ist bzw. sind, daß er bzw. sie am Verschlußglied ständig in Anlage bleibt bzw. bleiben, um das Eindringen von Fremdkörpern in die abgedichteten Flächenbereiche zu verhindern.

Diese Aufgabe ist bei einem Absperrhahn der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Sitz einen im wesentlichen zylindrischen, starren Hauptteil aufweist, der von einem zu einer Öffnung passenden Durchlaß durchsetzt ist, wobei die Achse des Sitzes auf der Drehachse des Verschlußgliedes senkrecht steht und mit der" Achse der Öffnung zusammenfällt, daß das mit dem Verschlußglied zusammenwirkende Ende des Sitzes am gleichen Radius wie das Verschlußglied bogenförmig gestaltet ist und ein an ihm angeklebtes elastisches Dichtglied trägt, wiLches mit Zwischenabstand angeordnete, durchgehende innere und äußere Dichtlippen mit am Verschlußglied angreifenden bandförmigen Dichtungsflachen aufweist, und daß in dem genannten einen Ende des Sitzes verschleißfeste, lastaufnehmende bzw. abstützende Einsätze angebracht sind, die am Verschlußglied zur Anlage bringbar sind und eine Stützfläche aufweisen, die gegenüber den Dichtungsflächen der Dichtlippen um einen geringen Betrag zurückgesetzt ist.

Wenngleich die erfindungsgemäße Sitzausbildung anhand eines Absperrhahnes mit zylindrischem Verschlußglied beschrieben und dargestellt ist, sind die Merkmale der Erfindung mit gleichem Vorteil auf Absperrhähne mit anders ausgebildetem Verschlußglied anwendbar.

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Der Absperrhahn weist einen Hahnkörper auf, der eine Höhlung begrenzt, in der drehbar ein Verschlußglied angeordnet ist. Die Konfiguration des Absperrhahns kann ebenso gut verschieden sein. Beim gezeigten Beispiel ist das Verschlußglied zylindrisch und weist einen Fluddurchlaß auf, der sich quer zu seiner Längsachse erstreckt. In Abmessungen und Aufbau untereinander gleiche Einlaß-' und Auslaßöffnungen sind miteinander und ebenfalls mit dem Durchlaß durch das Verschlußglied gleichachsig so angeordnet, daß, wenn der Durchlaß mit den Öffnungen in Deckung steht, das Verschlußglied sich in der Offenstellung befindet und die Verbindung zwischen den Öffnungen in keiner Weise behindert. An den Öffnungen sind Sitze vorhanden, die im Zusammenwirken mit dem Verschlußglied die Höhlung des Hahnkörpers abdichten. Diese Sitze sind im wesentlichen zylindrisch gestaltet und sind von einem Durchlaß durchsetzt, der zu den Öffnungen fluchtet und sich daher rechtwinklig zur Drehachse des Verschlußgliedes erstreckt. Die am Verschlußglied angreifenden Enden der Sitze sind in Anpassung an dessen zylindrische Außenfläche bogenförmig oder sattelförmig gestaltet. Die Sitze weisen jeweils einen aus Metall oder einem anderen starren Werkstoff hergestellten Hauptteil auf, an dessen am Verschlußglied angreifenden Ende eine Stirnfläche oder Frönt aus elastischem Werkstoff angeklebt ist. Die elastische Front dieser Ausbildungsform ist von inneren und äußeren flexiblen Dichtlippen gebildet, die mit Zwischenabstand an der Innen- und Außenkante eines starren Hauptteils angeordnet sind, der, wie nunmehr zu erkennen, im wesentlichen ringförmig ist. Die Lippendichtungen greifen am Verschlußglied mit bandförmigen Dichtungsflächen an. Um die zwischen den Sitzen und dem Verschlußglied aufgetragenen Kräfte zu begrenzen und somit die spezifische innere Beanspruchung der elastomeren bzw. elastischen Lippendichtungen zu verringern, sind an den dem Verschlußglied zugewandten Enden der Sitze lastaufnehmende oder Stützstücke angebracht. Diese Einsätze weisen an die Flächen des Verschlußgliedes angepaßte

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Stützflächen auf, die gegenüber den Dichtungsflächen der Lippendichtungen um einen geringen Betrag zurückgesetzt sind. Zum Abdichten zwischen den Sitzen und dem Hahnkörper sind O-Ringe oder ähnliche Dichtelemente vorgesehen. Die Beziehung zwischen dem Aufbau der Sitze und den Sitzaufnahmen im Hahnkörper ist so gewählt, daß Leitungsdruck auf die Sitze wirkt, um diese in abdichtende Anlage am Verschlußglied zu drängen. Die Sitze sind in der Lage, den Absperrhahn in einem großen Druckbereich blasendicht abzudichten. Die Sitze sind mit besonderem Vorteil so ausgebildet, daß sie im Zusammenwirken die Verwendung des Absperrhahns zur Abdichtung und/oder Gegendruckentlastung in einer oder zwei Stellungen ermöglichen. Die besonders vorteilhafte Ausbildung der Sitze erleichtert das Nachschmieren für Abdichtungszwecke und Wartungs arbeiten.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus den Ansprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Absperrhahn nach der Erfindung mit dem Verschlußglied in Schließstellung, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit einige Teile im Aufriß gezeichnet und andere weggebrochen sind,

Fig. 2 eine Ansicht in Achsenrichtung des im Absperrhahn nach der Erfindung verwendeten Sitzes,

Fig. 3 einen Schnitt im wesentlichen längs der Linie 3-3 in Fig. 2 durch den Sitz,

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Fig. 4 einen Schnitt im wesentlichen längs der linie 4-4 in Fig. 2 durch den Sitz,

Fig. 5 einen Schnitt im wesentlichen längs der Linie 5-5 in Fig. 2 und in stark vergrößertem Maßstab durch einen Teil des Sitzes,

Fig. 6 einen Schnitt im wesentlichen längs der Linie 6-6 in Fig. 2 und in stark vergrößertem Maßstab durch einen Teil des Sitzes,

Fig. 7 einen Schnitt in stark vergrößertem Maßstab durch einen Teil des Absperrhahns und eines Sitzes, darstellend eine Ausbildungsform des Schmiersystems nach der Erfindung,

Fig. 8 eine Fig. 7 ähnliche Darstellung einer anderen Ausbildungsform des Schmiersystems nach der Erfindung,

Fig. 9 einen Schnitt durch einen Teil des Absperrhahns nach der Erfindung mit in Schließstellung stehendem Verschlußglied, wobei mit Pfeilen ein Betriebszustand des Absperrhahns und insbesondere die Art der mit dem strömungsaufwärts gelegenen Sitz erzielten Abdichtung dargestellt sind,

Fig. 10 eine Fig. 9 ähnliche Ansicht, jedoch darstellend die Abdichtung gegenüber dem Hahnkörper, wobei am strömungsaufwärts gelegenen Sitz Strömungsmitteldurchtritt stattfindet und die Abdichtung mit dem strömungsabwärts gelegenen Sitz vorgenommen ist,

Fig. 11 eine Fig. 9 und 10 ähnliche Ansicht,- jedoch darstellend die Dichtungswirkung bei Druckbeaufschlagung aus der entgegengesetzten Richtung,

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Fig. 12 eine Fig. 9 bis 11 ähnliche Ansicht, darstellend die Abdichtung gegenüber dem Hahnkörper, wobei jedoch im Gegensatz zu Fig. 10 am strömungsabwärts gelegenen Sitz Strömungsmitteldurchtritt stattfindet und die Abdichtung mit dem strömungsaufwärts gelegenen Sitz vorgenommen ist, und

Fig. 13 eine Fig. 9 bis 12 ähnliche Ansicht, jedoch bei Offenstellung des Verschlußgliedes und darstellend die Wirkungsweise der Dichtungen bei Strömung in beiden Richtungen.

Der Absperrhahn nach der Erfindung ist hauptsächlich zur Verwendung als Absperrorgan in Pipelines für flüssige Strömungsmittel bestimmt. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß sich der Absperrhahn in verschiedenen Abmessungen herstellen läßt, wie sie beim Bau großer Pipelines verwendet werden. Je nach den Betriebsbedingungen müssen Absperrhähne dieses Typs in regelmäßigen Zeitabständen gewartet werden. Der Absperrhahn nach der Erfindung ist so aufgebaut, daß er, falls während der Wartung Dichtungen und Sitze ausgewechselt werden müssen, ohne Ausbau aus der Leitung repariert werden kann, wodurch die Stillstandszeit des Absperrhahns durch Wegfall der Zeit herabgesetzt wird, die erforderlich wäre, wenn der Absperrhahn zur Reparatur aus der leitung ausgebaut werden müßte.

Der Absperrhahn weist elastische Dichtungen auf, die in einem großen Druckbereich abdichten. Der Absperrhahn besitzt außerdem konstruktionsmääige Merkmale, die das Nachschmieren zu Abdichtungszwecken und Wartungsarbeiten erleichtern.

Es sei nun auf Fig. 1 verwiesen. Der Absperrhahn weist in der gezeigten Ausbildungsform einen Hahnkörper 20 auf, der eine Höhlung 21 begrenzt und in dem gleichachsig angeordnete Einlaß- und Auslaßöffnungen 22 bzw. 23 ausgebildet sind.

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Selbstverständlich könnte die Einlaßöffnung 22 als Auslaßöffnung wirken, wenn die Auslaßöffnung 23 als Einlaßöffnung wirken würde. Dies hängt davon ab, in welcher Richtung der Absperrhahn durchströmt wird. Oben am Hahnkörper befindet sich ein Gehäuse 24', das mit einer Haube 25 verschlossen ist, welche durch Aggregate 26 aus Stehbolzen und Mutter in Stellung gehalten ist. Im Hahnkörper ist zwischen den Öffnungen drehbar ein Verschlußglied 27 angeordnet, welches im Zusammenwirken mit Sitzen 28 und 29 an der Einlaßöffnung 22 bzw. an der Auslaßöffnung 23 die Fludströmung durch die Höhlung und die Öffnungen des Hahnkörpers steuert.

Das Versehlußglied 27 ist zylindrisch und weist eine zylindrische Außenfläche 30 auf, die mit Gleitberührung an den Sitzen 28 und 29 anliegt. Ein das Versehlußglied quer zu dessen Längsachse durchsetzender Kanal oder Durchlaß 31 fluchtet mit den Sitzen und Öffnungen, so daß sich zwischen den Öffnungen eine Verbindung herstellen läßt, sobald die Achse des Durchlasses mit jeder der Öffnungen zusammenfällt. Die Achse des Durchlasses steht auf der Drehachse des Verschlußgliedes senkrecht. Die Ausdehnung der zylindrischen Fläche/aes Verschlußgliedes in senkrechter Richtung ist so groß gewählt, daß sie etwas über die Sitze hinausreicht, zumindest jedoch ebenso hoch ist wie diese, so daß die Sitze stets am Versehlußglied anliegen.

Das Versehlußglied weist einen unteren und einen oberen Lagerzapfen 35 bzw. 36 auf. Der untere Lagerzapfen ist in einem unteren Zapfenlager 37 abgestützt, welches in einer Bohrung 38 am unteren Ende des Hahnkörpers aufgenommen ist. Oberhalb des Lagerzapfens ist eine Schulter 39 ausgebildet, die an einem Axial- oder Drucklager 40 angreift, welches an einer im Hahnkörper ausgebildeten und durch eine Bohrungserweiterung 42 erhaltenen Schulter 41 aufliegt. In der Bohrungserweiterung 42 befindet sich ein O-Dichtring 44, der mit einer oberhalb der Schulter 39 des Verschlußgliedes

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ausgebildeten O-Ring-Nut 43 zusammenwirkt und zwischen einem Paar zueinander paralleler Stützringe 45 angeordnet ist. Nahe des unteren Endes des Lagerzapfens 35 ist in einer O-Ring-Nut 46 ein O-Ring 47 aufgenommen, der Durchtritt von Strömungsmittel zwischen dem Lagerzapfen und dem unteren Zapfenlager verhindert.

Der obere Lagerzapfen 36 ist in einem oberen Zapfenlager aufgenommen, das in eine Bohrung 51 in der Haube 25 eingesetzt ist. Eine unterhalb des Lagerzapfens 36 ausgebildete Schulter 52 stützt sich an einem Axial- oder Drucklager 53 ab, welches an einer in der Haube 25 ausgebildeten Schulter 54 aufliegt. Unterhalb der Schulter 52 ist eine O-Ring-Nut 55 ausgebildet, die im Zusammenwirken mit einer Bohrungserweiterung 56 einen O-Ring 57 aufnimmt, welcher zwischen einem Paar zueinander paralleler Stützringe 58 angeordnet ist. In einer am oberen Ende des Lagerzapfens ausgebildeten O-Ring-Nut 59 ist ein O-Ring 60 aufgenommen, welcher mit der Lageraufnahmebohrung der Haube zusammenwirkt und Durchtritt von Strömungsmittel aus der Höhlung des Hahnkörpers verhindert. Das obere Ende des Lagerzapfens 36 weist eine Antriebswelle 61 auf, an der sich zum Drehen des 'Verschlußgliedes 27 ein wegnehmbarer Antrieb 62 anbringen läßt. Aus dem Vorstehenden ist zu ersehen, daß das Verschlußglied 27 im Hahnkörper drehbar über Lagerzapfen angeordnet ist, die sich in Zapfenlagern im unteren Ende des Hahnkörpers und in der Haube des Gehäuses abstützen.

Die Haube 25 weist einen zylindrischen Teil 65 auf, der in einer Bohrung 66 im Gehäuse aufgenommen ist. Eine am oberen Ende des zylindrischen Teils 65 ausgebildete Schulter 67 nimmt im Zusammenwirken mit einer durch eine Bohrungserweiterung 69 im Gehäuse erhaltenen Schulter 68 einen O-Dichtring 70 auf, der zwischen der Haube und dem Gehäuse fluddicht abdichtet. Der Durchmesser der Gehäusebohrung 66 ist etwas größer als der Durchmesser des Verschlußgliedes 27,

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damit dieses bei abgeschraubter Haube aus dem Gehäuse herausgezogen werden kann. Daran anschließend lassen sich die Sitze 28 und 29 zu Wartungszwecken ausbauen. Es sei darauf hingewiesen, daß sich die Dichtungen zwischen den Lagerzapfen des Verschlußgliedes und dem Hahnkörper und der Haube ebenso wie die Zapfenlager bei Demontage des Absperrhahns ebenfalls auswechseln oder warten lassen. Diese Demontage kann vorgenommen werden, ohne den Absperrhahn aus der Pipeline auszubauen. Pur das Anschließen des Absperrhahns an die Pipeline können an den Einlaß- und Auslaßöffnungen beliebige zweckdienliche .Fittings vorgesehen sein.

Die Sitze 28 und 29 sind untereinander gleich ausgeführt, so daß nur einer der Sitze beschrieben zu werden braucht. Einzelheiten des besonders vorteilhaft ausgebildeten Sitzes sind insbesondere aus Pig. 2 bis 6 zu erkennen. Der Sitz weist im wesentlichen einen aus Metall oder einem ähnlichen Werkstoff hergestellten zylindrischen und starren Hauptteil 75, eine am Verschlußglied zur Anlage bringbare elastische Stirnfläche oder Front 76 und lastaufnehmende oder Stützteile 77 auf.

Der Hauptteil 75 kann aus einem beliebigen starren bzw. mechanisch festen Werkstoff, wie z.B. Metall oder Kunststoff, hergestellt sein, während für die elastische Dichtungsfront ein beliebiger Werkstoff oder Kautschuk in Frage kommt, der durch, beispielsweise, Pressen, Spritzen o.dgl. gestaltbar und beispielsweise durch Kleben am Hauptteil befestigbar ist. Vorzugsweise beträgt die Durometer-Härte des Werkstoffes etwa 70. Als elastischer Werkstoff eignet sich beispielsweise das unter dem Warenzeichen "Hycar" im Handel erhältliche Material. Die Stützstücke sind vorzugsweise aus einem mechanisch festen Lagerwerkstoff hergestellt, der weicher ist als der Werkstoff des Verschlußgliedes, um Verschleiß an diesem in dem Bereich, in dem die Stützstücke angreifen, auf ein Geringstmaß herabzusetzen.

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Wie insbesondere aus Fig. 4 zu erkennen, ist das dem Verschlußglied zugewandte Ende des Sitzes konkav oder sattelförmig gestaltet, um es an die Oberfläche des Verschlußgliedes anzupassen, während das entgegengesetzte Ende rechteckig ist. Wie besonders deutlich in Fig. 1 dargestellt, ist durch den Sitz eine Bohrung oder Durchlaß 78 hindurchgeführt, die gleichachsig mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen angeordnet ist. Die Größe des Durchlasses ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Öffnungen und ebenfalls im wesentlichen gleich der Größe des Durchlasses 31 durch das Verschlußglied.

Der Hauptteil 75 des Sitzes weist eine Durchmesserverringerung 80 und eine weitere Durchmesserverringerung 81 auf, durch die eine Schulter 82 bzw. eine Schulter 83 erhalten sind. Die erstgenannte Schulter 82 nimmt im Zusammenwirken mit einer in der Höhlung des Hahnkörpers nahe des Durchlasses bzw. der Öffnung ausgebildeten Schulter 84 eine Sitzfeder 85 in Gestalt eines Kraft- oder Anpreßteiles, wie z.B. einer gewellten Scheibenfeder, auf, die am Sitz eine zum Verschlußglied hin gerichtete Vorlast erzeugt. Der im Durchmesser verringerte Teil 81 nimmt im Zusammenwirken mit einer in der Höhlung des Hahnkörpers nahe der Öffnung ausgebildeten Bohrungserweiterung 86 innere und äußere Dichtungsringe 87 bzw. 88 sowie innere und äußere Abstandsringe 89 bzw. 90 auf, die zwischen dem Hahnkörper und dem Sitz gegen Durchtritt von Strömungsmittel abdichten.

Die Dichtungsfläche bzw. Dichtungsfront 76 weist innere und äußere Dichtlippen bzw. Dichtglieder 93 bzw. 94 auf, die mit Zwischenabstand angeordnet sind, um, wie in Fig. 6 zu erkennen, zwischen sich eine Nut oder einen Bereich 95 zu begrenzen. Wie weiterhin aus Fig. 6 ersichtlich, sind die innere und die äußere Dichtlippe miteinander durch eine Schicht 96 verbunden, die eine Sperre zwischen deia Hauptteil 75 und dem Verschlußglied bildet. Diese Schicht trägt

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ebenfalls dazu bei, einen exakten Sitz-Schließspalt oder -Freiraum gegenüber dem Verschlußglied aufrechtzuerhalten, um plastisches Verformen (extrusion) der Dichtlippen auszuschließen. Die dem Verschlußglied zugewandten Flächen 93a und 94a ebenso wie die seitlichen Flächen 93h und 94b der Dichtlippen 93 bzw. 94 weisen aufgrund der Tatsache, daß sie gleichzeitig unter Verwendung einer einzigen Form durch Pressen, Spritzen o.dgl; hergestellt werden, eine exakt festgelegte und gleichbleibende örtliche Lage relativ zu den Dichtungen auf. Wie in Fig. 5 zu erkennen, verlaufen die Lippendichtungen in Querschnittsansicht konisch sowohl zur Mitte des Sitzes hin, wodurch an der der kleinen Breite der Dichtungen entsprechenden Stelle ein Dichtungsgradient bestehen kann, als auch zur zentral zwischen ihnen liegenden Schicht 96 hin, wodurch die Dichtfähigkeit gegenüber hohem Druck und das Einsetzen der .Stützstücke ermöglicht werden. Eine Fläche 96a der Schicht 96 ist gegenüber den Dichtungsflächen 93a und 94a zurückgesetzt. Außerdem springt die Oberfläche der Schicht 96 gegenüber einer Stützfläche 77a der Stützstücke 77 zurück, welche ihrerseits gegenüber den Dichtungsflächen 93a und 94a zurückgesetzt ist. Entsprechend Fig. 5 ist die zentrale Schicht der Dichtungsfront bis in Ausnehmungen 98 entlang deren Seitenwänden 98a verlängert, die zur Aufnahme der Stützstücke im Hauptteil 75 ausgebildet sind. Jedoch endet die zentrale Schicht an den unteren Enden der Seitenwände 98a und ist nicht an der Bodenwand 98b entlang fortgeführt. Zur Erzielung der richtigen Höhenlage der Stützstücke können bei Bedarf zwischen diesen und der Bodenwand 98b der Ausnehmung Unterlegscheiben angeordnet sein.

Der Sitz 29 weist einen oberen Teil 99, einen unteren Teil 100 und Seitenteile 101 auf (Fig. 2). Die Stützstücke 77 sind im oberen und unteren Teil angeordnet. Bei dieser Anordnung sind die Oberflächen der Stützstücke stets in Berührung mit der Außenfläche des Verschlußgliedes, da die

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Stützstücke oberhalb und unterhalb des das Verschlußglied durchsetzenden Durchlasses anliegen. Die Querschnittsansicht des oberen und des unteren Teils entspricht im wesentlichen der Darstellung in Pig. 5, die der Seitenteile im wesentlichen der Darstellung in Fig. 6. Es versteht sich, daß der Übergang der Zwischenabschnitte von einem Teil zum anderen allmählich erfolgt. Bei Drehung des Verschlußgliedes aus der Offen- in die Schließstellung liegt der Bereich des Schließendes der Dichtung längs eines der Seitenteile des Sitzes. Aus der Betrachtung von Fig. 5 und 6 ergibt sich dann ohne weiteres, daß der Bereich der Dichtlippen, in dem diese in Querschnittsansicht ihre größte Dicke und ihre größte Oberfläche aufweisen, in dem erwähnten Bereich des Schließendes liegt, wo er erforderlich ist. Schutz der Dichtlippen gegen Beschädigung ist durch die Tiefe der Dichtlippe an einer Schließkante 93c erreicht. Zur Verstärkung der Kante 93c ist die Dichtung am Innendurchmesser mit einer Schürze oder Flansch 93d verlängert. Der starre Hauptteil weist an dieser Kante unter der Dichtungsfläche bzw. Dichtungsfront eine Ecke 103 auf, welche verhindert, daß das Verschlußglied die Dichtung mitnimmt, oder daß die Dichtung durch Druck und Strömungsgeschwindigkeit des Fludes in den Rand des offenen Durchlasses 31 gezogen wird.

Wie weiter oben erwähnt, sind die Stützstücke 77 im oberen und unteren Teil 99 bzw. 100 des Sitzes zwischen der inneren und der äußeren Dichtlippe 93 bzw. 94 angeordnet und sind daher niemals unmittelbar von dem den Absperrhahn durchströmenden Medium umspült. Der Kanal oder Durchlaß 78 durch die Dichtung schneidet niemals die Stützflächen. Diese Isolierung der Stützstücke ermöglicht es, daß diese im wesentlichen frei von Verunreinigungen bleiben. Zudem leuchtet ein, daß aufgrund der Stützstücke für das Drehen des Verschlußgliedes gleichbleibend während der gesamten Lebensdauer des Absperrhahns ein niedriges Betätigungsmoment erforderlich ist, wodurch die Betätigung des Absperrhahns

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erleichtert wird. Die Ausnehmungen zur Aufnahme der Stützstücke sind so beniesen, daß eine gewisse Bewegung des Stützeinsatzes in Längs- bzw. Strömungsrichtung möglich ist, so daß er seine richtige Lage relativ zum Verschlußglied suchen kann.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die elastischen Stirnflächen oder Fronten der Sitze am Verschlußglxed ständig anliegen und dadurch Eindringen von Fremdkörpern in die Dxchtungsflächenberexche verhindern. Sowohl die äußeren als auch die inneren Dichtungslippen der Sitze sind während der gesamten Lebensdauer des Absperrhahns in Anlage am Verschlußglxed gehalten. Es bestehen keine Spalte, in denen sich Abrieb oder Verunreinigungen ansammeln könnten. Die innenli-egende scharfe Kante 93c der inneren Dichtlippe 93 und die außenliegende scharfe Dichtkante 94c der äußeren Dichtlippe 94 wirken bei Drehung des Verschlußgliedes aus beiden Richtungen als Abstreifer und tragen dazu bei, die Ansammlung weiteren Abriebs oder Verunreinigungen zu verhindern.

Bei Bedarf kann ein Schmiersystem, wie in Fig. 7 dargestellt, verwendet sein, wobei ein Schraubstopfen 110 mit Durchgangskanal in eine Bohrung eingeschraubt ist und mit einem Kanal 111 in Verbindung steht, der zu dem Bereich zwischen den außen angeordneten Dichtungsringen 87 und 88 führt. Vor Anwendung von Schmiermittel durch den Schraubstopfen 110 hindurch wird zuerst ein Rohrstopfen 112 abgenommen. Das Schmiermittel drängt die Dichtungsringe 87 und 88 auf mechanische Weise in abdichtende Anlage am Hahnkörper und an den Sitzflächen. Bei einer Ausbildung der Dichtung mit Schmieröffnungen oder -kanälen 115, wie in Fig. 8 dargestellt, ist es außerdem möglich, Schmiermittel zum Auffüllen von Rauhigkeiten oder Oberflächenfehlern in der Dichtungsfront zu verwenden, an denen sich Leckstellen ausbilden könnten. Zwischen den Dichtringen 87 und 88 wird auch

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eine Kraft erzeugt, die den Sitz auf das Verschlußglied zu und in Anlage an diesem drängt. Diese Kraft kann über den Leitungsdruck hinaus erhöht werden, um die Dichtungskraft am Sitz zu verstärken und den Absperrhahn zu zwingen, während des Betriebes abzudichten. Über die Kanäle 115 in die Hahnkörper- und Sitz-Höhlung eingeleitetes Schmiermittel hat das Bestreben, Eindringen von Fremdkörpern oder von Strömungsmittel zu verhindern, und gewährleistet weiterhin, daß der Sitz und die Dichtungsringe frei bleiben und ihre Funktion erfüllen, da der Sitz für Betätigung durch Druckunterschied ausgebildet ist. Bei der Demontage des Absperrhahns läßt sich durch den Kanal 111 Schmiermittel in die Hahnkörper- und Sitz-Höhlung einpressen, um den Sitz wirksam aus der Höhlung hinauszudrücken. Ein weiterer Kanal 113 läßt sich ebenfalls zum Ausdrucken des Sitzes aus der Höhlung verwenden, wenn durch ihn Schmiermittel gepreßt wird, insbesondere in Verbindung mit der in Fig. 8 dargestellten Ausbildungsform, wobei in den Schraubstopfen 110A eine Kugel 113A eingesetzt wäre, um den Schmierkanal gegen die Hahnkörper- und Sitz-Höhlung zu verschließen. Es leuchtet ein, daß die Kugel 113A weggenommen würde, wenn die Schmierung durch die Kanäle 115 hindurch erfolgte. Würde zum Einpressen des Schmiermittels der Kanal 113 verwendet, würde außerdem der Schraubstopfen 110A herausgenommen werden, um den Kanal 113 zugänglich zu machen.

Wenn ein Absperrhahn während längerer Zeit in der Offenoder Sehließstellung geblieben ist, wird durch Schmierung des zwischen dem Verschlußglied und dem Hahnsitz liegenden Bereiches Beschädigung des Absperrhahns beim Betätigen durch Fremdkörper und Schmutζansammlungeη an der Oberfläche auf ein G-eringstmaß herabgesetzt. Die Kanäle 115 im Sitz gestatten ebenfalls eine Entlüftung zwischen den Lippendichtungen des Sitzes ins Freie. Dementsprechend schaffen die Kanäle 115 an einem einzelnen Sitz eine Abdichtung und/ oder Gegendruckentlastung in zwei Stellungen.

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Weitere Einzelheiten der Wirkungsweise der Sitze in Verbindung mit dem Verschlußglied zum Abdichten der Höhlung des Absperrhahns sind Fig. 9 bis 13 zu entnehmen. Entsprechend Pig. 9 bewirken die innen oder strömungsaufwärts gelegenen Dichtlippen 93 jedes Sitzes eine Doppeldichtung. Bei Strömung von links erfolgt an der Dichtlippe 93 Druckauftrag an den mit Pfeilen 120 gekennzeichneten Stellen. Durchtritt von Strömungsmittel zwischen dem Hahnkörper oder der Hahnkörper-Höhlung und dem Sitz wird durch den äußeren Dichtungsring 88 an den mit Pfeilen 121 bezeichneten Stellen verhindert. Da der Sitz 28 in die Sitzaufnahmehöhlung so eingepaßt ist, daß Flüssigkeitsdruck auf das linke Ende des Sitzes 28 an der Endwand 122 und auf den äußeren O-Ring wirkt, ergibt sich eine unausgeglichene oder überschußkraft, die den Sitz in Richtung auf das Verschlußglied und in abdichtende Anlage an diesem bewegt. Eine an der Außenfläche des. Verschlußgliedes an dessen unterem Ende ausgebildete und einen Durchlaß bildende Bypass-Anflächung oder -Vertiefung 123 ist in Deckung mit der äußeren Dichtlippe 94, um den Bereich zwischen den Dichtlippen von Druck zu entlasten, und zu verhindern, daß sich in der Höhlung des Hahnkörpers Druck aufbaut. Eine strömungsabwärts gelegene oder äußere Dichtlippe wird stets umgangen. Nach Drehung des Verschlußgliedes um 180 Grad wird die äußere Dichtlippe am gegenüberliegenden Sitz umgangen. An jeder Seite des Verschlußgliedes sind in der Längsmittelebene des das Verschlußglied durchsetzenden Durchlasses offene Bypass-Anflächungen oder -Vertiefungen 124 vorgesehen, um bei geöffnetem Absperrhahn zu verhindern, daß die äußeren Dichtlippen eine Druckentlastung verhindern. Durch die Ausbildung des Sitzes ist es möglich, den Absperrhahn zum Abdichten und/oder Gegendruckentlasten in einer oder zwei Stellungen'zu verwenden. Zu diesem Zweck ist eine entsprechende Abflußleitung für die Hahnkörper-Höhlung vorgesehen.

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Bei Durchtritt von Strömungsmittel an der strömungsaufwarts gelegenen oder inneren Dichtlippe 93» an der die Strömung von der Einlaßöffnung 22 her kommend eintritt, dichtet die rechte, strömungsabwärts gelegene Dichtung oder äußere Dichtlippe 94 entsprechend Pig. 10 an den mit Pfeilen 126 bezeichneten Stellen ab. Dann kann angenommen werden, daß Lecken am Sitz 28 an den mit Pfeilen 127 bezeichneten Stellen eintritt. Demgemäß dichtet die äußere Dichtlippe 94 des rechten Sitzes 29 ab, während der innere Dichtungsring 87 am rechten Sitz an den mit Pfeilen 128 bezeichneten Stellen abdichtet. Während dieses Betriebszustandes wirkt der Druck mit einer Kraft auf die Schultern 82 und 83, die einen Druckunterschied und eine unausgeglichene oder Überschußkraft erzeugt, welche den Sitz 29 in Richtung des Verschlußgliedes und in abdichtende Anlage an diesem bewegt.

Ist die Strömung von rechts nach links gerichtete oder kommt sie von der Öffnung 23 her (Pig. 11), erfolgt durch den rechten Sitz 29 an der strömungsaufwärts gelegenen Seite die gleiche Dichtungswirkung wie bei dem in Fig. 9 dargestellten Betriebszustand durch den linken Sitz 28. Da sich die Bypass-Anflächung 123 am linken Sitz 28 befindet, dichtet der rechte Sitz 29 längs der strömungsaufwärts gelegenen oder inneren Dichtlippe 93 ab.

Befindet sich die Bypass-Anflächung 123 nach Drehung des Verschlußgliedes um 180 Grad in die Schließstellung am rechten Sitz 29 (Fig. 12) und tritt an der rechten strömungsaufwärts gelegenen oder inneren Dichtlippe Strömungsmittel durch, so übernimmt die strömungsabwärts gelegene oder äußere Dichtlippe des linken Sitzes die Abdichtung, wie sie in Fig. 10 für entgegengesetzte Strömungsrichtung dargestellt ist.

In der Offenstellung des Verschlußgliedes (Fig. 13) dichten beide Sitze die Hahnkörper-Höhlung an der strömungsaufwärts

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gelegenen Seite, d.h. mit den inneren Dichtlippen 93 an den mit Pfeilen I30 "bezeichneten Stellen ab. Die offenen Bypass-Anflächungen 124 verhindern, daß sich innerhalb der strömungsabwärts gelegenen oder äußeren Dichtlippen Druck aufbaut.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß sich mit dem Absperrhahn nach der Erfindung, dadurch, daß er an beiden Einlassen untereinander gleich ausgeführte Sitze aufweist, Abdichtung und/oder Gegendruckentlastung an einer oder zwei Stellungen erzielen läßt sowie die größtmögliche Dichtigkeit gegen Durchtritt von Strömungsmittel durch "Verwendung von Sitzen, die an ihren Stirnseiten elastische Dichtungen aufweisen.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen dieses Grundgedankens in vielfältiger Weise abwandelbar.

/Ansprüche

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Claims

\J Absperrhahn, insbesondere Zylinderhahn, mit einem eine Höhlung begrenzenden Hahnkörper, in dem in Achsenrichtung miteinander in Deckung stehende Einlaß- und Auslaßöffnungen mit der Höhlung in Verbindung stehen, mit einem in der Höhlung mit zur Achse dieser Öffnungen senkrechter Achse drehbar angeordneten Verschlußglied, das quer zu seiner Längsachse von einem Durchlaß durchsetzt ist, der, sobald er mit den Öffnungen in Deckung steht, die Verbindung zwischen diesen herstellt, sowie mit Sitzen in der Höhlung an den Öffnungen, die mit dem Verschlußglied und dem Halmkörper zusammenwirken, um in der Schließstellung des Verschlußgliedes zwischen diesem und "den Öffnungen abzudichten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sitz (28,29) einen im wesentlichen zylindrischen, starren Hauptteil (75) aufweist, der von einem zu einer Öffnung (22 oder 23) passenden Durchlaß (78) durchsetzt ist, wobei die Achse des Sitzes (28,29) auf der Drehachse des Verschlußgliedes (27) senkrecht steht und mit der Achse der Öffnung (22 oder 23) zusammenfällt, daß das mit dem Verschlußglied (27) zusammenwirkende Ende des Sitzes (28,29) am gleichen Radius wie das Verschlußglied (27) bogenförmig gestaltet ist und ein an ihm angeklebtes elastisches Dichtglied (76) trägt, welches mit Zwischenabstand angeordnete, durchgehende innere und äußere Dichtlippen (93 bzw. 94) mit am Verschlußglied (27) angreifenden bandförmigen Dichtungsflächen aufweist, und daß in dem genannten einen Ende des Sitzes (28,29) verschleißfeste, lastaufnehmende bzw. abstützende Einsätze (77) angebracht sind, die am Verschlußglied (27) zur Anlage bringbar sind

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■and eine Stützfläche (77a) aufweisen, die gegenüber den Dichtungsflächen der Dichtlippen (93»94) um einen geringen Betrag zurückgesetzt ist.
2. Absperrhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abstützenden Einsätze (77) im Sitz (28,29) von zwei bogenförmigen Teilen (77) gebildet sind, die im oberen und unteren Bereich (99 bzw. 100) des Dichtgliedes (76) zwischen der inneren und der äußeren Dichtlippe (93 bzw. 94) angeordnet sind.
3. Absperrhahn nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ e i chne t, daß jedes abstützende bogenförmige Teil (77) mit überwiegender Längsausdehnung ausgebildet ist und in seiner bogenförmigen Gestalt an die Konfiguration der Dichtlippen (93»94) angepaßt ist.
4. Absperrhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippen (93»94) längs der Dichtungsflächen scharfe Kanten (93c bzw. 94c) aufweisen, die das Verschlußglied (27) bei Drehung in beiden Richtungen reinigen.
5. Absperrhahn nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ζ e i chne t, daß die Dichtlippen (93»94) durch eine dünne Schicht (96) miteinander verbunden sind, deren Außenfläche (96a) gegenüber den Dichtungsflächen/zurückgesetzt ist. (93a,94a)
6. Absperrhahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (96a) der Schicht (96) gegenüber der Stützfläche (77a) zurückgesetzt ist.
7. Absperrhahn nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Dicke der Dichtlippen (93»94) in Querschnittsansicht an den äußeren Rändern größer ist

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und bei konischem Verlauf zur Mitte des Dichtgliedes (76) hin abnimmt.
8. Absperrhahn nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Metall hergestellte Hauptteil (75) unterhalb der inneren Dichtlippe (93) eine Ecke (103) aufweist, um bei Drehung des Verschlußgliedes (27) Verformung des Dichtgliedes (76) zu verhüten.
9. Absperrhahn, insbesondere Zylinderhahn, mit einem Hahnkörper mit einer Einlaßöffnung und einer mit dieser gleichachsig angeordneten Auslaßöffnung darin, einem im Hahnkörper mit zur Achse der Öffnungen senkrechter Achse drehbaren Verschlußglied, das quer zu seiner Längsachse von einem Durchlaß durchsetzt ist, der, sobald er mit den Öffnungen in Deckung steht, die Verbindung zwischen diesen herstellt, sowie mit Sitzen im Hahnkörper an den Einlaß- und Auslaßöffnungen, die mit dem Verschlußglied zusammenwirken, um zwischen diesen und den Öffnungen abzudichten, dadurch gekennze ichnet, daß jeder Sitz (28,29) einen starren Hauptteil (75) in Gestalt eines Ringes aufweist, daß ein Ende des Hauptteils (75) in Anpassung an das Verschlußglied (27) konkav gestaltet ist, wobei eine Mittelachse durch den Sitz (28,29) auf der Drehachse des Verschlußgliedes (27) senkrecht steht, daß an dem genannten einen Ende des Hauptteils (75) eine elastomere bzw. elastische Front (76) angeklebt ist, die innere und äußere, durch einen dünnen Abschnitt (96) miteinander verbundene Dichtglieder (93»94) aufweist, und daß die Dichtglieder (93,94) durch starre lastaufnehmende bzw. abstützende Einsätze (77) gegen übermäßige Verformung und übermäßigen Verschleiß geschützt sind.
10. Absperrhahn, insbesondere nach einem der Ansprüche

1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Zwischenabstand angeordneten Dichtlippen (93,94) einen in

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Umfangsrichtung sich, erstreckenden, von ihnen und der Außenfläche (30) des Verschlußgliedes (27) begrenzten Raum bilden, der über einen am Verschlußglied (27) ausgebildeten Durchlaß (123) mit der Höhlung (21) des Hahnkörpers (20) in Verbindung steht.
11. Absperrhahn nach Anspruch 10, mit zwischen den Sitzen und dem Hahnkörper angeordneten Dichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Dichtungen (87,88) zwischen dem Sitz (28,29) und dem Hahnkörper (20) innere und äußere ringförmige Höhlungen bilden, die durch ein ringförmiges Dichtglied (87 bzw. 88) voneinander getrennt sind.
12. Absperrhahn nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Dichtungen (87,88) O-Ringe gehören.
13· Absperrhahn nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η ζ e i chne t, daß zu den Dichtungen (87,88) ringförmige Teile (89,90) gehören.
14. Absperrhahn nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (28,29) Durchlässe (115) aufweist, die die ringförmige Höhlung mit dem in Umfangsrichtung sich erstreckenden Raum verbinden.
15. Absperrhahn nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Verbindung (123) zwischen der inneren ringförmigen Höhlung und der Außenseite des Absperrhahns besteht.
16. Absperrhahn nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Verbindung (124) zwischen der äußeren ringförmigen Höhlung und der Außenseite des Absperrhahns besteht.

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17· Absperrhahn nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Verbindungen (123,124) zwischen der inneren und äußeren ringförmigen Höhlung und der Außenseite des Absperrhahns nach Bedarf steuerbar sind.
18. Absperrhahn nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem genannten einen Ende des Sitzes (28,29) abstützende Einsätze (77) aus Metall angebracht sind, die am Verschlußglied (27) zur Anlage bringbar sind und deren Stützfläche (77a) gegenüber den Dichtungsflächen der Dichtlippen (93,94) um einen geringen Betrag zurückgesetzt ist.
19· Absperrhahn nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η zeichnet, daß zwischen dem Hahnkörper (20) und den Sitzen (28,29) Federn (85) angeordnet sind, die die Sitze (28,29) in Richtung auf das Verschlußglied (27) drängen.
20. Absperrhahn nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η ζ e i chne t, daß die abstützenden Einsätze (77) zwei Stützstücke aufweisen, die in dem Sitz (28,29) so angeordnet sind, daß sie bei Drehung des Verschlußgliedes (27) stets in ununterbrochener Anlage an der Außenfläche (30) des Verschlußgliedes (27) sind.
21. Absperrhahn nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Sitze (28,29) so gestaltet sind, daß Leitungsdruck die Sitze (28,29) in abdichtende Anlage am Verschlußglied (27) drängt.
22. Absperrhahn nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Stützstücke (77) so angeordnet sind, daß die Einlaß- und Auslaßöffnungen (22,23) mit ihnen nicht in Verbindung stehen.

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23. Absperrhahn nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (123) von einer am Verschlußglied (27) ausgebildeten Vertiefung gebildet ist.
24. Absperrhahn nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (123) so angeordnet ist, daß sie in der Schließstellung des Verschlußgliedes (27) mit der Höhlung (21) im Hahnkörper (20) in Deckung steht und diese mit dem Raum zwischen den Dichtlippen (93,94) eines der Sitze (28,29) verbindet.
25. Absperrhahn nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß von am Verschlußglied (27) ausgebildeten Vertiefungen (124) gebildet ist, die in der Offenstellung des Verschlußgliedes (27) mit den Sitzen (28,29) in Deckung stehen, sowie von einer Vertiefung (123), die in der Schließstellung des Verschlußgliedes (27) mit einem Sitz (28 oder 29) in Deckung steht.
26. Absperrhahn nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Dichtlippen (93»94) in Querschnittsansicht an den äußeren Rändern größer ist und bei konischem Verlauf zur Mitte des Dichtgliedes (76) hin abnimmt.

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