DE9203321U1

DE9203321U1 - Absperrarmatur mit Druckentlastung

Info

Publication number: DE9203321U1
Application number: DE9203321U
Authority: DE
Original assignee: Langer Alfred Dipl-Ing 6309 Rockenberg De
Current assignee: Langer Alfred Dipl-Ing 6309 Rockenberg De
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1992-03-12
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2002-03-13

Description

10. März 1992 L03G001

DIPL.-ING. ALFRED LANGER

Erlenweg 8
D-6309 Rockenberg 2

Absperrarmatur mit Druckentlastung

Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur, insbesondere einen Kugelhahn mit einer in einem Gehäuse zwischen zwei koaxial zur Längsachse in einem Strömungskanal angeordneten Sitzringen gelagerten Kugel, die um eine zur Längsachse des Strömungskanals im wesentlichen senkrechte Achse in eine den Strömungskanal sperrende Sperrstellung oder eine Durchgangsstellung drehbar ist, in der eine die Kugel durchdringende Bohrung einen Abschnitt des Strömungskanals bildet.

Eine Absperrarmatur der angegebenen Art wird in Rohrleitungen zur Absperrung einzelner Rohrleitungsabschnitte verwendet. Bei Rohrleitungen zum Transport flüssiger Medien ist es erforderlich, absperrbare Rohrleitungsabschnitte mit einem Überdruckventil zu versehen, um z.B. eine durch einen Temperaturanstieg hervorgerufene Erhöhung des Innendrucks auf ein zulässiges Höchstmaß zu begrenzen. Die Anordnung von Überdruckventilen hat jedoch den Nachteil, daß bei ihrem Öffnen flüssiges Medium aus der Rohrleitung entweicht, welches mittels zusätzlicher Einrichtungen aufgefangen werden muß. Dies ist vor allem bei Gefahrstoffen problematisch. Weiterhin bedürfen Überdruckventile einer regelmäßigen Wartung, um störungsbedingte Leckagen zu ver-

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meiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absperrarmatur der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne zusätzliche Ventileinrichtungen in einer Strömungsrichtung eine Druckentlastung ermöglicht, um z.B. thermisch bedingte Überschreitungen vorgegebener Maximaldrücke zu vermeiden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Andrücken des Sperrelements an den Ventilsitz eine vorgespannte Druckfeder vorgesehen ist, deren Vorspannkraft einstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Absperrarmatur hat in einer Strömungsrichtung eine einem Überdruckventil vergleichbare Wirkung. Steigt bei geschlossener Absperrarmatur infolge eines Temperaturanstiegs in der stromab liegenden Leitung der Druck über einen vorgegebenen Maximalwert an, so wird die Vorspannkraft der Druckfeder überwunden und das Sperrelement von dem Ventilsitz abgehoben, so daß eine Druckentlastung zur Eingangsseite der Absperrarmatur hin stattfindet. Voraussetzung für die Anwendung der erfindungsgemäßen Absperrarmatur ist, daß stromauf der Armatur ebenfalls eine Druckentlastung, beispielsweise über eine Pumpe, möglich ist.

Mit Vorteil allerdings läßt sich die Erfindung bei einer Absperrarmatur verwirklichen, die als Kugelhahn ausgebildet ist, der eine in einem Gehäuse zwischen zwei koaxial in einem Strömungskanal angeordneten Sitzringen gelagerte Kugel aufweist, die um eine zur Längsachse des Strömungskanals im wesentlichen senkrechte Achse in eine den Strömungskanal sperrende Sperrstellung oder eine Durchgangsstellung drehbar ist, in der eine die Kugel durchdringende Bohrung einen Abschnitt des Strömungskanals bildet. Erfindungsgemäß kann bei einem derartigen Kugelhahn vorgesehen

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sein, daß der eine Sitzring axial beweglich im Gehäuse gelagert und von einer am Gehäuse abgestützten vorgespannten Druckfeder in Richtung der Kugel mit einer definierten Kraft belastet ist, und daß eine parallel zu dem einen Sitzring vorgesehene Bypassöffnung den zwischen den Sitzringen liegenden Gehäuseraum mit dem Strömungskanal verbindet. Auf diese Weise wird ohne eine Beeinträchtigung der Absperrfunktion ein Abheben der Kugel von dem fest am Gehäuse abgestützten Sitzring und damit eine Druckentlastung in der an diesen Sitzring angeschlossenen Rohrleitung erzielt.

Zur Einstellung der Federvorspannung kann bei dem Kugelhahn erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Druckfeder an einem Stellring abgestützt ist, der durch ein Gewinde in axialer Richtung verstellbar mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Bypassöffnung kann erfindungsgemäß auf einfache Weise durch einen Spalt am Umfang des Sitzrings gebildet sein. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der axial bewegliche Sitzring eine hülsenförmige Fassung aufweist, die in einer Zylinderbohrung des Gehäuses beweglich gelagert ist und einen an der Kugel anliegenden Gleitring enthält.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgestalteten Kugelhahn.

Der dargestellte Kugelhahn besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse 1, das an beiden Enden Flansche 2, 3 zum Anschließen von Rohrleitungen aufweist. Das Gehäuse 1 ist von einer abgestuften Bohrung 4 in Längsrichtung durchsetzt. In eine Aussparung an der Bohrungsstufe ist ein erster Sitzring 6 eingesetzt, der eine Kalottenringflache zur Bildung einer dichten Anlagefläche für eine Kugel 7 aufweist. Auf der dem Sitzring 6 abgekehrten Seite wird die

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Kugel 7 von einem zweiten Sitzring 8 gleicher Abmessung gehalten, der in einer Fassung 9 angeordnet ist. Die als zylindrische Hülse ausgebildete Fassung 9 ist längsverschieblich in der Bohrung 4 gelagert, wobei zwischen ihrer Mantelfläche und der Wand der Bohrung 4 ein Ringspalt 5 vorgesehen ist, durch den die Bohrungsabschnitte beiderseits der Fassung 9 ständig miteinander in Verbindung stehen. Zwischen der Fassung 9 und einem Stellring 10 ist eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 11 angeordnet, die eine definierte Vorspannung hat. Der Stellring 10 ist mit einem Außengewinde versehen und in einen Gewindeabschnitt 12 der Bohrung 4 eingeschraubt. Er kann zur Änderung der Vorspannung der Druckfeder 11 verstellt werden. Durch ein Einschraubstück 13 ist der Stellring 10 gegen nicht sachgemäßes Herausschrauben aus dem Gewindeabschnitt 11 gesichert. Das Einschraubstück 13 ist gegenüber dem Gehäuse 1 mit einem Dichtring 14 abgedichtet.

Die Kugel 7 weist eine mittige Durchgangsbohrung 15 auf, deren Durchmesser dem Innendurchmesser der Sitzringe 6, 8 entspricht. Die Zeichnung zeigt die Kugel 7 jeweils zur Hälfte in ihren beiden möglichen Stellungen. In der linken Abbildungshälfte befindet sich die Kugel 7 in der Sperrstellung, in der die Durchgangsbohrung 15 die Bohrung 4 rechtwinklig kreuzt. Die Öffnungen der beiden Sitzringe 6, 8 sind hierbei durch die Kugelwand verschlossen. In der rechten Abbildungshälfte ist die Kugel 7 in der Durchgangsstellung gezeigt, in der die Durchgangsbohrung 15 koaxial zur Bohrung 4 ausgerichtet ist.

Zum Drehen der Kugel 7 ist eine Schaltwelle 16 vorgesehen, die in einer Radialbohrung 17 im Gehäuse 1 gelagert ist und an ihrer in die Bohrung 4 ragenden Stirnseite eine Feder 18 aufweist, die formschlüssig in eine Tangentialnut 19 in der Wand der Kugel 7 eingreift. Die Schaltwelle 16 ist in der Radialbohrung 17 mit Hilfe einer Pak-

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kungsbuchse 20 und einem Packungsring 21 abgedichtet, die gemeinsam mit einer Spannhülse 22 druckdicht eingespannt werden. Ein Dichtring 23 in der Spannhülse 22 dichtet den Packungsbereich zusätzlich nach außen ab und verhindert dadurch das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit. Radial nach außen ist die Schaltwelle 22 über eine Gleitscheibe 24 am Gehäuse 1 abgestützt. Das aus der Spannhülse 22 herausragende Ende der Schaltwelle 16 weist einen Vierkant 25 auf, auf den eine Anschlagscheibe 2 6 und ein Handhebel 27 aufgesteckt sind. Die Anschlagscheibe 2 6 sorgt im Zusammenwirken mit einem gehäusefesten Anschlagstift 28 für eine Begrenzung der Drehbewegung der Schaltwelle 16 bei Erreichen der Durchgangsbzw, der Sperrstellung. Anstelle des Handhebels 27 kann auch ein Stellmotor an die Schaltwelle 16 angekoppelt sein.

Bei dem beschriebenen Kugelhahn wird die Kraft, mit der die Kugel 7 zwischen den Sitzringen 6, 8 eingespannt ist, durch die eingestellte Vorspannkraft der Druckfeder 11 bestimmt. Über den Stellring 10 kann diese Vorspannkraft auf den jeweils gewünschten Wert eingestellt werden. Der Einstellbereich ist in der oberen und unteren Hälfte der Abbildung verdeutlicht. Nach der Größe der Vorspannkraft richtet sich der Druck, bei dem eine Druckentlastung entgegen der durch Pfeil gekennzeichneten normalen Durchflußrichtung möglich ist. Bei einer solchen Druckentlastung wird die in der Sperrstellung befindliche Kugel 7 durch den in der an den Flansch 2 angeschlossenen, abgesperrten Rohrleitung, beispielsweise durch thermische Ausdehnung erreichten Druck unter Überwindung der Vorspannkraft der Druckfeder 11 von dem Sitzring 6 abgehoben, so daß Flüssigkeit aus der abgesperrten Rohrleitung in den zwischen den Sitzringen 6, 8 liegenden Bohrungsabschnitt und von dort über den Ringspalt am Umfang der Fassung 9 und den eingangsseitigen Abschnitt der Bohrung

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4 in die an den Flansch 3 angeschlossene Rohrleitung gelangen kann, die beispielsweise zum Ausgang einer Pumpe führt. Die Druckentlastung erfolgt somit ausschließlich innerhalb des Leitungssystems in einer vorgegebenen Fließrichtung, ohne daß ein Entweichen von Flüssigkeit aus dem Leitungssystem erforderlich ist. Es kann daher auf zusätzliche Überdruckventile und Leitungen, die die Überdruckventile mit einem Behälter verbinden, verzichtet werden.

Claims

- 7 - L03G001 Ansprüche

1. Absperrarmatur mit einem Gehäuse, das einen durchgehenden Strömungskanal mit einem Ventilsitz aufweist, und einem in den Strömungskanal bewegbaren und gegen den Ventilsitz andrückbaren Sperrelement, dadurch gekenn zeichnet, daß zum Andrücken des Sperrelements an den Ventilsitz eine vorgespannte Druckfeder vorgesehen ist, deren Vorspannkraft einstellbar ist.

2. Absperrarmatur in Form eines Kugelhahns mit einer in einem Gehäuse zwischen zwei koaxial in einem Strömungskanal angeordneten Sitzringen gelagerten Kugel, die um eine zur Längsachse des Strömungskanals im wesentlichen senkrechte Achse in eine den Strömungskanal sperrende Sperrstellung oder eine Durchgangsstellung drehbar ist, in der eine die Kugel durchdringende Bohrung einen Abschnitt des Strömungskanals bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Sitzring (8) axial beweglich im Gehäuse (1) gelagert und von einer am Gehäuse (1) abgestützten, vorgespannten Druckfeder (11) in Richtung der Kugel (7) mit einer definierten Kraft belastet ist, und daß eine parallel zu dem einen Sitzring (8) vorgesehene Bypassöffnung (5) den zwischen den Sitzringen (6, 8) liegenden Gehäuseraum mit dem Strömungskanal

(14) verbindet.

3. Kugelhahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassöffnung durch einen Spalt (5) am Umfang des Sitzrings (8) gebildet ist.
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4. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der axial bewegliche Sitzring (8) eine hülsenförmige Fassung (9) aufweist, die in einer Zylinderbohrung (4) des Gehäuses (1) beweglich gelagert ist.

5. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (11) an einem Stellring (10) abgestützt ist, der durch ein Gewinde in axialer Richtung verstellbar mit dem Gehäuse 81) verbunden ist.