DE1450456B2

DE1450456B2 - GASKET ARRANGEMENT FOR A BALL VALVE WITH FLOATING GELA BALL PLUG

Info

Publication number: DE1450456B2
Application number: DE19641450456
Authority: DE
Inventors: Ronald Anderson Fort Bend Sugar Land Tex Guhck (VStA)
Original assignee: ACF Industries Ine , New York, N Y (V St A)
Priority date: 1963-02-04
Filing date: 1964-01-27
Publication date: 1971-09-09
Also published as: ES296040A1; BR6456407D0; DE1450456A1; FR1389688A; GB1017316A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung Dichtungsanordnung für einen Kugelhahn, bei welfür einen Kugelhahn mit einem schwimmend gelager- eher bei verbesserter Halterung der Dichtungsringe ten Kugelküken, bei der elastische Dichtungsringe, in den Gehäuseausnehmungen eine starke Druckverinsbesondere aus Kunststoff, in zum Durchflußkanal formung und damit gegebenenfalls ein Verquetschen konzentrischen Gehäuseausnehmungen mit je einer 5 des abflußseitigen Dichtungsringes vermieden und die ebenen Bodenfläche eingelegt sind, welche Dichtungs- Dichtwirkung durch Verhinderung eines Abhebens ringe im unbelasteten Zustand eine dem Kugelküken des Dichtungsringes vom Kugelküken unter Einfluß zugekehrte, kegelstumpfförmige Stirnfläche aufweisen des Leitungsdruckes verbessert wird. Weiters sollen und an der ebenen Bodenfläche der Gehäuseausneh- die Einzelteile der Dichtungsanordnung leicht hermung anliegen, wobei durch eine kegelstumpfförmige io stellbar und einfach zusammensetzbar sein. Die Her-Abschrägung eines Teils der dem Kugelküken ab- Stellungstoleranzen sollen einen möglichst geringen gewandten Rückseite des Dichtungsringes je ein Einfluß auf die Druckbelastung zwischen dem Küken Ringspalt zwischen Bodenfläche und Dichtungsring- und den Dichtungsringen haben. Ferner soll ebenso rückseite gebildet wird, der Anpreßdruck der Dich- wie bei einer Zunahme des Leitungsdruckes die tungsringe an das Kugelküken entsteht durch eine 15 Dichtwirkung der Dichtungsanordnung auch bei Stülpbewegung derselben und der abflußseitige Dich- einer Abnahme des Leitungsdruckes und den damit tungsring wird unter Last mit seiner Rückseite ver- verbundenen Entspannungsbewegungen des abflußstärkt gegen die Bodenfläche der Gehäuseausneh- seitigen Dichtungsringes unter allen Umständen mung gepreßt, wobei eine Seitenfläche des Dich- sichergestellt sein.The invention relates to a sealing arrangement sealing arrangement for a ball valve, in welfür a ball valve with a floating bearing - rather with improved retention of the sealing rings th ball plug, with the elastic sealing rings, a strong pressure especially in the housing recesses Made of plastic, shaped into the flow channel and thus possibly squeezed concentric housing recesses each with a 5 of the outflow-side sealing ring avoided and the flat floor surface are inserted, which sealing-sealing effect by preventing lifting rings in the unloaded state one of the ball plug of the sealing ring from the ball plug under the influence facing, frustoconical end face of the line pressure is improved. Furthermore should and the individual parts of the sealing arrangement are easily hermetically sealed on the flat bottom surface of the housing abut, being adjustable and easy to assemble by means of a frustoconical io. The bevel a part of the positioning tolerances of the ball plug should be as small as possible facing back of the sealing ring depending on the pressure load between the chick Have an annular gap between the bottom surface and the sealing ring and the sealing rings. Furthermore, should also the back is formed, the contact pressure of the seal as with an increase in the line pressure processing rings on the ball plug is created by a 15 sealing effect of the sealing arrangement also with Everting movement of the same and the outflow-side seal a decrease in the line pressure and the resulting Under load, the flow ring strengthens the relaxation movements of the drain connected to its rear side against the bottom surface of the sealing ring on the outside of the housing under all circumstances pressed, with one side surface of the seal to be ensured.

tungsringes von der ihr zugeordneten zylindrischen 20 Zu diesem Zweck besteht die Erfindung im wesent-processing ring from its associated cylindrical 20 For this purpose, the invention consists essentially

Seitenwand der Gehäuseausnehmung abgehoben liehen darin, daß die Gehäuseausnehmungen dieSide wall of the housing recess borrowed in that the housing recesses the

wird. Dichtungsringe an je drei Seiten derart umgeben, daßwill. Sealing rings surrounded on three sides in such a way that

In der derzeit gebräuchlichsten Art von Kugelhäh- die Dichtungsringe im entspannten Zustand mit ihrer nen ist das Küken drehbar zwischen zwei einander dem Durchflußkanal am nächsten liegenden Innengegenüberliegenden Sitzkörpern aus Polyamid oder 25 fläche an der Innenwand der Gehäuseausnehmung einem Fluorkohlenstoff-Kunststoff, wie Polytetra- und mit ihrer Rückseite nur in einem an die Innenfluoräthylen oder Polychlortrifluoräthylen ange- wand anschließenden Bereich der Bodenfläche anordnet. Diese Hähne sind so ausgebildet, daß die liegen, sowie mit ihrer Außenfläche einen Spalt mit Sitze druckverformt sind, d. h., daß jeder Sitz zwi- der zugehörigen Außenwand der Gehäuseausnehschen dem Küken und einer Stirnwand des Gehäuses 30 mung bilden, daß die Stülpbewegung der Dichtungsso zusammengedrückt wird, daß im Innern des Sitz- ringe beim Einbau des Kugelkükens von der Achse körpers eine Kraft erzeugt wird, die bewirkt, daß der des Durchflußkanals weg erfolgt, so daß sich die Sitzkörper in satter Anlage an der kugeligen Fläche Dichtungsringe nach auswärts aufweiten, und daß des Kükens und an der Stirnwand des Gehäuses ge- sich der abflußseitige Dichtungsring unter Last von halten und dadurch eine Abdichtung zwischen dem 35 der Innenwand abhebt, den Spalt an der Bodenfläche Gehäuse und dem Sitz und zwischen dem Küken und ausfüllt und sich an die Außenwand anlegt,
dem Sitz erzielt wird. Da Hähne mit kugeligem Aus den USA-Patentschriften 2 297 161, 2 989 990 Küken Massenartikel sind, muß jeder ihrer Bestand- und 3 030 068 sind Kugelhähne bekannt, bei denen teile natürlich eine angemessene Herstellungstoleranz die mit dem Küken zusammenwirkenden Dichtungshaben. An der untersten Toleranzgrenze muß wenig- 40 ringe in Gehäuseausnehmungen liegen, die durch eine stens eine Berührung zwischen dem Küken und dem Außenwand und eine Bodenwand begrenzt sind. Ab-Sitz vorhanden sein. Wenn einer der Bestandteile im gesehen davon, daß durch solche Gehäuseausneh-Bereich seiner Toleranzgrenzen größer wird, nimmt mungen, die sowohl in axialer Richtung zum Küken das Übermaß von Küken und Sitz zu. Durch die hin als auch radial einwärts offen sind, keine sichere Addition dieser Toleranzen wird der Druck und mit 45 Lagerung der Dichtungsringe, insbesondere bei der ihm die Druckbelastung zwischen dem Sitz und der Montage des Kükens, möglich ist, müssen bei diesen kugeligen Fläche des Kükens erhöht. Es hat sich ge- bekannten Konstruktionen die Dichtungsringe mit zeigt, daß das zur Betätigung des Hahns nach län- einer gewissen radialen bzw. tangentialen Druckvorgerer Zeit der Nichtbetätigung erforderliche Dreh- spannung eingebaut werden, um überhaupt in den moment sehr hoch ist. Nach anfänglicher Betätigung 50 Ausnehmungen zu halten. Dadurch ist aber bei wird aber das erforderliche Drehmoment merklich diesen bekannten Anordnungen die vorteilhafte kleiner. Auf Grund einer Untersuchung hat es den Funktion der Dichtungsringe im Sinne der vorlie-Anschein, daß etwas Kunststoff, beispielsweise Poly- genden Erfindung, nämlich eine von der Achse des tetrafluorethylen, auf die kugelige Fläche des Kükens Durchflußkanals weg gerichtete Stülpbewegung übergeht, so daß bei Beginn der Betätigung eine 55 beim Einbau des Kugeikükens, wobei sich die Scherung einer kleinen Kunststoffmenge erforderlich Dichtungsringe elastisch nach außen aufweiten, gar ist. Wenn diese Annahme richtig ist, besteht eine di- nicht möglich, weil die bekannten Dichtungsringe in rekte Beziehung zwischen der zwischen dem Küken leicht gestauchtem Zustand eingebaut sind. Bei einer und dem Sitz wirksamen Kraft und der Menge und der erwähnten bekannten Anordnungen (USA.-Pader Geschwindigkeit des Übergangs des Kunststoffes. 60 tentschrift 2 989 990) findet zwar eine Stülpbe-Nach den Ergebnissen gründlicher Untersuchungen wegung des Dichtungsringes statt, jedoch in der ist dies anscheinend der Fall, da in Hähnen mit Weise, daß die Dichtzone bei Beginn der Dichtwirkleinem Übermaß das zur anfänglichen Betätigung kung am inneren Rand des Dichtungsringes liegt. Die erforderliche Drehmoment weniger stark zunahm als Dichtzone vergrößert sich hierbei nicht von außen in Hähnen mit großem Übermaß. Dies führte zu der 65 nach innen wie bei der erfindungsgemäßen Dichtungs-Erkenntnis, daß ein Sitz erforderlich ist, der keine anordnung, sondern von innen nach außen. Dies hat starke Druckverformung erfährt. zur Folge, daß sich bei Beginn der Dichtwirkung einIn the currently most common type of Kugelhäh- the sealing rings in the relaxed state with their NEN, the chick is rotatable between two inner opposite seat bodies made of polyamide or a fluorocarbon plastic such as polytetrafluoroethylene on the inner wall of the housing recess their rear side is only arranged in an area of the floor surface that adjoins the internal fluorethylene or polychlorotrifluoroethylene. These taps are designed so that they lie, and with their outer surface a gap with seats is deformed, i.e. each seat between the associated outer wall of the housing fittings, the plug and an end wall of the housing 30, form a gap that compresses the inverting movement of the seal is that inside the seat ring when the ball plug is installed by the axle body, a force is generated which causes that of the flow channel to move away, so that the seat bodies widen outwards in full contact with the spherical surface of the sealing rings, and that of the plug and on the end wall of the housing the outflow-side sealing ring is held under load and thereby a seal between the inner wall is lifted, fills the gap on the bottom surface of the housing and the seat and between the plug and and attaches to the outer wall creates,
the seat is achieved. Since ball valves are mass-produced in U.S. Patents 2,297,161, 2,989,990, each of their inventory and 3,030,068 are known ball valves in which parts of course have a reasonable manufacturing tolerance of the seals cooperating with the plug. At the lowest tolerance limit, there must be a few rings in the housing recesses, which are limited by at least one contact between the plug and the outer wall and a bottom wall. Ab-seat be available. If one of the components is seen in the fact that its tolerance limits is greater through such housing expansion range, increases the excess of the chick and seat both in the axial direction to the chick. Because these tolerances are open towards and radially inward, the pressure and with the bearing of the sealing rings, especially where the pressure load between the seat and the assembly of the plug is possible, must be in this spherical surface of the plug elevated. Known constructions with the sealing rings have shown that the torsional stress required to actuate the valve after a certain radial or tangential pre-pressurization period of non-actuation is built in, so that it is very high at the moment. To hold 50 recesses after initial actuation. As a result, however, the required torque is noticeably smaller in these known arrangements, the advantageous one. On the basis of an investigation it has the function of the sealing rings in the sense of the present appearance that some plastic, for example polygenden invention, namely an inverting movement directed away from the axis of the tetrafluoroethylene onto the spherical surface of the plug flow channel, so that at Start of actuation a 55 when installing the ball plug, whereby the shearing of a small amount of plastic required sealing rings to expand elastically outward, even is. If this assumption is correct, there is no di- not possible, because the known sealing rings are built in right relationship between the slightly compressed state between the plug. With one and the seat effective force and the amount and the mentioned known arrangements (USA.-Pader speed of the transition of the plastic. 60 tentschrift 2 989 990) there is an inverted movement of the sealing ring according to the results of thorough investigations, but in the this is apparently the case, since in taps with manner that the sealing zone at the beginning of the sealing effect is small oversize the kung for the initial actuation on the inner edge of the sealing ring. The required torque increased less sharply than the sealing zone does not increase from the outside in taps with a large oversize. This led to the 65 inwardly as in the case of the seal recognition according to the invention that a seat is required that has no arrangement, but from the inside to the outside. This has undergone severe compression deformation. with the result that at the beginning of the sealing effect a

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer kegelstumpfförmiger Spalt bildet, der nach innen ab-The object of the invention is to create a frustoconical gap that forms inwardly

geschlossen, aber nach außen zu offen ist. In einem wolchen Spalt können sich Feststoffteilchen ansammlen, welche dann, wenn das Kugelküken an einem breiteren Bereich des Dichtungsringes zur Anlage kommt, in dem vorher vorhandenen Spalt eingeschlossen sind und daher dort zur Ablagerung neigen. Zumindest können solche Feststoffteilchen verhindern, daß der Dichtungsring satt zur Anlage an die Dichtfläche des Kugelkükens kommt. Darüber hinaus besteht bei der bekannten Anordnung auch die Gefahr eines Abhebens der Dichtung durch den Druck des Leitungsmediums, da die Feststoffteilchen, insbesondere nach mehrmaligem Absetzen, einen Belag auf der Oberfläche des Kugelkükens bzw. der Dichtfläche des Dichtungsringes bilden können, der ein dichtendes Anlegen der beiden Dichtflächen dieser beiden Bauteile verhindert. Darüber hinaus sind.in der Dichtfläche des Dichtungsringes außen noch Schlitze eingearbeitet, durch die das Leitungsmedium eintreten und den Dichtungsring von der Dichtfläche des Kugelkükens abheben kann.closed, but too open to the outside world. Solid particles can collect in a small gap, which when the ball plug to the plant on a wider area of the sealing ring comes, are included in the previously existing gap and are therefore deposited there tend. At least such solid particles can prevent the sealing ring from resting comes to the sealing surface of the ball plug. In addition, there is also in the known arrangement the risk of the seal lifting off due to the pressure of the pipe medium, as the solid particles, especially after repeated settling, a deposit on the surface of the ball plug or the Can form the sealing surface of the sealing ring, a sealing application of the two sealing surfaces these two components prevented. In addition, in the sealing surface of the sealing ring on the outside still incorporated slots through which the line medium can enter and the sealing ring from the Sealing surface of the ball plug can lift off.

Es ist auch ein Kugelhahn mit einer nicht schwimmenden Lagerung des Kükens bekannt, wobei der zugehörige Dichtungsring eine biegsame Dichtlippe aufweist (britische Patentschrift 892 599). Auch hier ist die Anordnung so getroffen, daß der Dichtungsring am Kugelküken im Gegensatz zur Erfindung mit seinem Innenrand anliegt. An eine Verlagerung des Kükens bzw. die dadurch hervorgerufene Stülpbewegung des abflußseitigen Dichtungsringes wurde dabei nicht gedacht.There is also a ball valve with a non-floating mounting of the plug known, the associated sealing ring has a flexible sealing lip (British patent specification 892 599). Here too the arrangement is made so that the sealing ring on the ball plug in contrast to the invention with rests against its inner edge. A displacement of the plug or the resulting tilting movement the sealing ring on the outflow side was not considered.

Auch bei einem weiteren bekannten Kugelhahn mit nicht schwimmender Lagerung des Kükens, wobei die Dichtungsringe in diese an drei Seiten umgebenden Ausnehmungen aufgenommen sind, findet infolge der definierten gegenseitigen Lage von Küken und Ausnehmungen keine Stülpbewegung der Dichtungsringe und praktisch auch keine Nachstellung im Falle einer Abnützung der Dichtungsringe statt (französische Patentschrift 1 273 252).Also in another known ball valve with non-floating mounting of the plug, wherein the sealing rings are received in these recesses surrounding three sides, takes place as a result the defined mutual position of chicks and recesses, no inverting movement of the sealing rings and practically no readjustment takes place in the event of wear of the sealing rings (French patent specification 1,273,252).

Schließlich ist eine Dichtungsanordnung für einen Kugelhahn bekannt, wobei jeder der beiden mit dem Küken zusammenwirkenden Dichtungsringe mit Vorspannung auf einen zylindrischen Sitz aufgezogen ist. Mit ihren zylindrischen Außenflächen liegen die Dichtungsringe nicht am Gehäuse an, sondern stehen frei. Beim Zusammenbau dieses bekannten Hahnes wird die Anschlußmuffe so weit eingeschraubt, bis das Küken an den kugeligen Stützflächen fest anliegt, wobei die Dichtungsringe zusammengedrückt werden und das Küken, da es sich senkrecht zur Bohrungsachse verschieben kann, dabei durch die Stützflächen zentriert wird. Bei diesem bekannten Hahn, bei dem die Dichtungsringe bereits durch das Aufziehen auf den zylindrischen Sitz eine Vorspannung erhalten haben, erfolgt also eine Verformung dieser Dichtungsringe im wesentlichen nur beim Zusammenbau des Hahnes, da im Betrieb das Küken zwischen den starren Stützflächen geführt ist (deutsche Patentschrift 1019 133). Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung wird die Dichtwirkung an der abflußseitigen Dichtung um so mehr verbessert, je größer der Leitungsdruck ist. Mit zunehmender Verlagerung des Kugelkükens wächst der Flächenteil des Dichtungsringes, der sich an die Kugelkükenoberfläche anschmiegt. Stets bleibt hierbei am Außenrand eine Dichtzone erhalten, die verhindert, daß Leitungsmedium zwischen Kugelküken und Dichtungsring eindringt und dadurch den Dichtungsring abhebt. Außerdem wird verhindert, daß von der Flüssigkeit mitgeführte Festkörper sich auf der Dichtfläche absetzen und zwischen Kugelküken und Dichtungsring eingeschlossen werden können. Im Gegensatz dazu wirkt beim letzterwähnten bekannten Kugelhahn der Leitungsdruck nicht nur auf die äußere Umfangsfläche, sondern auch auf die Stirnfläche des Dichtungsringes, so daß dadurch doch Leitungsmedium zwischen den Dichtungsring und das Kugelküken eindringen könnte. Da der Dichtungsring des bekannten Hahnes von vornherein mit seiner gesamten Abschrägung am Kugelküken anliegt, wird er beim Zusammenbau des Hahnes etwas nach außen aufgeweitet werden. Dabei wird aber auf die Abschrägung in Richtung zur Innenfläche des Dichtungsringes hin ein zunehmender axialer Druck ausgeübt, so daß der maximale Anpreßdruck zwischen Dichtungsring und Kugelküken nicht, wie dies zweckmäßig wäre, bei der Stirnseite des Ringes, sondern in der Nähe der erwähnten Innenfläche auftritt. Dagegen gelangt bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung zunächst nur die äußere Partie der kegelstumpfförmigen Dichtfläche des Dichtungsringes zur Anlage am Kugelküken, so daß das Leitungsmedium diese Partie des abflußseitigen Dichtungsringes gegen das Küken drückt und nicht im Sinne einer Abhebung des Dichtungsringes vom Küken auf den Ring wirkt.Finally, a sealing arrangement for a ball valve is known, each of the two with the Chick cooperating sealing rings are preloaded onto a cylindrical seat is. With their cylindrical outer surfaces, the sealing rings do not rest on the housing, but stand free. When assembling this well-known tap, the connecting sleeve is screwed in so far until the chick rests firmly against the spherical support surfaces, whereby the sealing rings are compressed and the chick, as it can move perpendicular to the axis of the hole, through it the support surfaces is centered. In this known tap, in which the sealing rings are already through the pulling on the cylindrical seat have received a bias, so there is a deformation these sealing rings essentially only when assembling the tap, since during operation the Chick is guided between the rigid support surfaces (German Patent 1019 133). In the inventive Sealing arrangement, the sealing effect on the seal on the outflow side is all the greater improved the greater the line pressure. With increasing displacement of the ball plug, the grows Area of the sealing ring that clings to the ball plug surface. Always stay here Get a sealing zone on the outer edge, which prevents the line medium between the ball plug and sealing ring penetrates and thereby lifts the sealing ring. It is also prevented that Solids carried along by the liquid settle on the sealing surface and between ball plugs and sealing ring can be included. In contrast to this, the last-mentioned known one acts Ball valve the line pressure not only on the outer peripheral surface, but also on the end face of the sealing ring, so that thereby line medium between the sealing ring and the Ball plug could penetrate. Since the sealing ring of the well-known cock from the outset with its entire If the bevel rests on the ball plug, it is slightly outwards when the valve is assembled be expanded. In doing so, however, the bevel is in the direction of the inner surface of the sealing ring towards an increasing axial pressure exerted, so that the maximum contact pressure between the sealing ring and ball plug not, as would be appropriate, at the face of the ring, but in occurs near the mentioned inner surface. In contrast, in the case of the sealing arrangement according to the invention initially only the outer part of the frustoconical sealing surface of the sealing ring to rest on the ball plug, so that the line medium this part of the outflow-side sealing ring presses against the chick and not in the sense of lifting the sealing ring from the chick the ring works.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch veranschaulicht. Es zeigtThe invention is illustrated schematically in the drawing using an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1 einen Kugelhahn mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung im Axialschnitt,1 shows a ball valve with a sealing arrangement according to the invention in axial section,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den in der zugehörigen Ausnehmung angeordneten Dichtungsring vor dem Einbau des Kugelkükens,F i g. 2 shows a cross section through the sealing ring arranged in the associated recess before installing the ball plug,

F i g. 3 eine ähnliche Darstellung wie F i g. 2, jedoch nach Einbau des Kugelkükens, undF i g. 3 shows a representation similar to FIG. 2, however after installing the ball plug, and

F i g. 4 eine ähnliche Darstellung wie F i g. 3, jedoch für den Betriebszustand des abflußseitigen Dichtungsringes.F i g. 4 shows a representation similar to FIG. 3, but for the operating state of the downstream Sealing ring.

Der in F i g. 1 dargestellte Kugelhahn besteht aus einem Gehäusemittelteil A, einem Kugelküken B, abnehmbaren Seitenteilen C, Dichtungsringen D und einer Betätigungsspindel E. The in F i g. 1 consists of a housing middle part A, a ball plug B, removable side parts C, sealing rings D and an actuating spindle E.

Der Mittelteil A des Gehäuses weist eine Kammer 10 auf, in welcher das Kugelküken B schwimmend gelagert ist. An beiden Seiten des Mittelteils A sind die Seitenteile C angeschraubt, deren äußere Enden als Flansche 12 ausgebildet sind und die durchgehende Kanäle 18 besitzen, welche den Ein- bzw. Austrittskanal des Hahnes bilden. Das Küken B besitzt ebenfalls einen Kanal 20, der in der geöffneten Stellung mit dem Ein- bzw. Austrittskanal 18 fluchtet. An der Oberseite ist das Küken B mit einer Nut 22 versehen, die einen komplementär ausgebildeten Zapfen 24 der Spindel E aufnimmt. In einem mit einer Bohrung 28 versehenen Ansatz 26 am Mittelteil A des Gehäuses ist eine Stopfbüchse zur dichten Durchführung der Betätigungsspindel E vorgesehen.The middle part A of the housing has a chamber 10 in which the ball plug B is mounted in a floating manner. On both sides of the middle part A , the side parts C are screwed, the outer ends of which are designed as flanges 12 and which have continuous channels 18 which form the inlet and outlet channels of the tap. The plug B also has a channel 20 which, in the open position, is aligned with the inlet and outlet channel 18. On the upper side, the plug B is provided with a groove 22 which receives a complementarily designed pin 24 of the spindle E. In a shoulder 26 provided with a bore 28 on the middle part A of the housing, a stuffing box for the tight passage of the actuating spindle E is provided.

Die innere Stirnfläche 14 jedes Seitenteils C ist kegelstumpfförmig ausgebildet, und in diese kegelstumpfförmigen Abschnitte ragt das Küken B hinein.The inner end face 14 of each side part C is frustoconical, and the plug B protrudes into these frustoconical sections.

In jeder Stirnfläche 14 ist eine Gehäuseausnehmung 16 mit einer zylindrischen Innenwand 30, einer zylindrischen Außenwand 32 und einer zu diesen senkrechten Bodenfläche 34 vorgesehen. In jeder Ge-In each end face 14 is a housing recess 16 with a cylindrical inner wall 30, a cylindrical one Outer wall 32 and a bottom surface 34 perpendicular to these are provided. In every area

häuseausnehmung 16 ist ein Dichtungsring D angeordnet. Housing recess 16, a sealing ring D is arranged.

Jeder Dichtungsring D besteht aus einem Material mit folgenden Eigenschaften: Undurchlässig gegen Lecken von innen; beständig gegenüber den Medien, die durch den Hahn geführt werden sollen; so biegsam, daß sich der Ring der kugeligen Fläche des Kükens anpassen kann; genügende Eigenfestigkeit zur Vermeidung von übermäßigen Verformungen und zur Vermeidung des Herausziehens des Dichtungsringes aus der Gehäuseausnehmung im Betrieb; niedriger Reibungskoeffizient, um eine leichte Betätigung zu ermöglichen; gleichbleibende Eigenschaften in einem großen Temperaturbereich; angemessene Elastizität; leichte Manipulierbarkeit; einfache Anwendbarkeit und wirtschaftlicher Preis. Je nach der Größe der aufzunehmenden Belastung und der Druckbeanspruchung kann der Dichtungsring D aus Fluorkohlenstoff-Kunststoffen, wie Polytetrafluoräthylen oder Polychlortrifluoräthylen, oder aus Polyamid, anderen Kunststoffen, Hertgummi od. dgl. hergestellt werden. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, dem vorstehend genannten Material Füllstoffe, wie Asbest, Glasfasern, Trockenschmierstoffe usw. beizumischen. Each sealing ring D consists of a material with the following properties: impermeable to leakage from the inside; resistant to the media to be passed through the tap; so flexible that the ring can adapt to the spherical surface of the plug; Sufficient inherent strength to avoid excessive deformation and to avoid pulling the sealing ring out of the housing recess during operation; low coefficient of friction to allow easy operation; consistent properties over a wide temperature range; adequate elasticity; easy manipulation; ease of use and economical price. Depending on the size of the load to be absorbed and the compressive stress, the sealing ring D can be made of fluorocarbon plastics, such as polytetrafluoroethylene or polychlorotrifluoroethylene, or of polyamide, other plastics, Hert rubber or the like. In some cases it can be useful to add fillers such as asbestos, glass fibers, dry lubricants, etc. to the above-mentioned material.

Im unbelasteten Zustand hat jeder Dichtungsring D eine zylindrische Innenfläche 36, die mit der Innenwand 30 der Gehäuseausnehmung 16 übereinstimmt, eine Außenfläche 38, die einen Teil eines mit dem Durchflußkanal 18 koaxialen Kegels bildet, der sich zum Küken B hin verjüngt, und eine Rückseite 40 mit einem inneren, ebenen Teil 42 und einer äußeren Abschrägung 44 in Form einer zur Achse des Durchflußkanales 18 koaxialen Kegelstumpfmantelfläche. Ohne Belastung nimmt der Dichtungsring D in bezug auf die Gehäuseausnehmung 16 die in F i g. 2 gezeigte Stellung ein.In the unloaded state, each sealing ring D has a cylindrical inner surface 36 which corresponds to the inner wall 30 of the housing recess 16, an outer surface 38 which forms part of a cone which is coaxial with the flow channel 18 and tapers towards the plug B , and a rear surface 40 with an inner, planar part 42 and an outer bevel 44 in the form of a truncated cone jacket surface which is coaxial to the axis of the flow channel 18. Without a load, the sealing ring D takes on the housing recess 16 as shown in FIG. 2 position shown.

Der Dichtungsring D ist so bemessen, daß beim Zusammenbau des Hahns die dem Küken B zugekehrte Stirnfläche 46 dieses berührt und von der Achse des Durchflußkanals 18 weg nach außen gedrückt wird, so daß die Innenfläche 36 des Dichtungsringes nicht mehr an der Innenwand 30 der Gehäuseausnehmung 16 anliegt, während die Außenfläche 38 des Dichtungsringes D sich der Außenwand 32 der Gehäuseausnehmung 16 nähert, ohne sie zu berühren. Weiters nähert sich die Abschrägung 44 der Rückseite 40 des Dichtungsringes D der Bodenfläche 34 der Gehäuseausnehmung 16, ohne sie zu berühren. F i g. 3 zeigt das Verhältnis zwischen dem Dichtungsring D, der Gehäuseausnehmung 16 und dem Küken B nach dem Zusammenbau. Der Dichtungsring D ist dabei nicht druckverformt, sondern vom Küken B weggestülpt, welcher Stülpbewegung die durch die Verformung des Dichtungsringes hervorgerufenen Spannungen entgegenwirken. Da der Dichtungsring D nicht druckverformt ist, werden die Druckbelastungen und mit ihnen die Neigung zu einem Übergang geringer Kunststoffmengen auf das Küken B stark herabgesetzt. Infolgedessen nimmt das zur anfänglichen Betätigung des Kugelhahnes nach längerer Zeit der Nichtbetätigung erforderliche Drehmoment nicht beträchtlich zu, wie dies der Fall ist, wenn der Dichtungsring infolge einer Druckverformung starken Druckbelastungen ausgesetzt ist. Neben einer Verminderung des Überganges von geringen Kunststoffmengen auf das Küken B ergibt die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung noch weitere Vorteile. Dazu gehört auch, daß die Belastung vorwiegend auf die Kante des Dichtungsringes konzentriert ist, an welcher der Sitzring durch eine zur Kükenoberfläche rechtwinkelige Fläche abgestumpft ist, die das Küken durch eine schabende Wirkung reinigt, bevor sich das Küken an die Stirnfläche des Dichtungsringes anlegt. Da die Druckbelastung vorwiegend in der Nähe der vordersten Kante des Dichtungsringes auftritt, fließt ein von der Zuflußseite kommendes Leitungsmedium fast über die gesamte Innenfläche des Dichtungsringes, kann aber nicht zur Außenfläche desselben gelangen, so daß die erzeugte Kraftkomponente in die Gehäuseausnehmung 16 hineingerichtet ist und den zuflußseitigen Dichtungsring in der Gehäuseausnehmung festzuhalten trachtet.The sealing ring D is dimensioned so that when the cock is assembled, the end face 46 facing the plug B contacts it and is pressed outwardly away from the axis of the flow channel 18, so that the inner surface 36 of the sealing ring is no longer on the inner wall 30 of the housing recess 16 rests, while the outer surface 38 of the sealing ring D approaches the outer wall 32 of the housing recess 16 without touching it. Furthermore, the bevel 44 of the rear side 40 of the sealing ring D approaches the bottom surface 34 of the housing recess 16 without touching it. F i g. 3 shows the relationship between the sealing ring D, the housing recess 16 and the plug B after assembly. The sealing ring D is not deformed by pressure, but is turned away from the plug B , which turning movement is counteracted by the stresses caused by the deformation of the sealing ring. Since the sealing ring D is not deformed in compression, the pressure loads and with them the tendency to transfer small amounts of plastic to the plug B are greatly reduced. As a result, the torque required to initially operate the ball valve after a long period of inactivity does not increase significantly, as is the case when the sealing ring is subjected to high compressive loads due to compression deformation. In addition to a reduction in the transition from small amounts of plastic to the plug B , the sealing arrangement according to the invention also provides further advantages. This also means that the load is mainly concentrated on the edge of the sealing ring, at which the seat ring is truncated by a surface at right angles to the plug surface, which cleans the plug with a scraping effect before the plug rests against the face of the sealing ring. Since the pressure load occurs predominantly in the vicinity of the foremost edge of the sealing ring, a line medium coming from the inflow side flows over almost the entire inner surface of the sealing ring, but cannot reach the outer surface of the same, so that the force component generated is directed into the housing recess 16 and the Tries to hold the inflow sealing ring in the housing recess.

Die Dichtungsringe sind so ausgebildet, daß bei Druckbeaufschlagung der abflußseitige Dichtungsring D das Küken B voll abstützt, wobei die vom Küken auf die Stirnfläche 46 des abflußseitigen Dichtungsringes ausgeübte Belastung bewirkt, daß diese Stirnfläche auswärts gestülpt wird, bis die Außenfläche 38 des abflußseitigen Dichtungsringes die Außenwand 32 der Gehäuseausnehmung 16 berührt und sich die Abschrägung 44 der Rückseite 40 des Dichtungsringes satt an die Bodenfläche 34 der Gehäuseausnehmung 16 anlegt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Auswärtsstülpung des Dichtungsringes beendet. Der Dichtungsring ist so bemessen, daß nach Beendigung des Stülpvorganges der Schub des Kükens B durch geradliniges Zusammendrücken aufgenommen wird, ohne daß das Küken die kegelstumpfförmige Stirnfläche 14 des Seitenteiles C berührt. Diese Begrenzung der Bewegung erfolgt in einer Stellung, in der die Zugelastizitätsgrenze des Materials des Dichtungsringes noch nicht überschritten ist, so daß sich das Material nach Druckentlastung wieder ganz von der Zugbeanspruchung erholt. Die einzige während der Druckbeaufschlagung auftretende Verformung ist eine Druckverformung der dem Küken B gegenüberliegenden Stirnfläche 46 des Dichtungsringes. Dieser Zustand ist in F i g. 4 dargestellt. Da die Elastizitätsgrenze des den Dichtungsring D bildenden Materials nicht überschritten ist, kehrt der Dichtungsring bei Herabsetzung des Druckes wieder in den in F i g. 3 gezeigten Zustand zurück, so daß der Hahn sowohl einen niedrigen Druck als auch den höchst zulässigen Druck halten kann. Ferner erfolgt die Abdichtung vorwiegend im Bereich der vordersten Kante des Dichtungsringes D, und die durch das Küken B ausgeübte Belastung wird durch Biege- und Druckspannungen aufgenommen, so daß beim Drehen des Kükens kein Material in die Sitzflächen eintreten kann.The sealing rings are formed so that when pressure is applied to the drain side seal ring D the chick B fully supported, wherein the load exerted by the chicks on the end face 46 of the outflow-side seal ring causes this end face is outwardly everted until the outer surface 38 of the outflow-side seal ring, the outer wall 32 touches the housing recess 16 and the bevel 44 of the rear side 40 of the sealing ring rests snugly against the bottom surface 34 of the housing recess 16. At this point in time, the everting of the sealing ring is complete. The sealing ring is dimensioned so that after the end of the everting process, the thrust of the plug B is absorbed by squeezing it in a straight line without the plug touching the frustoconical end face 14 of the side part C. This limitation of the movement takes place in a position in which the tensile elasticity limit of the material of the sealing ring has not yet been exceeded, so that the material recovers completely from the tensile stress after the pressure has been relieved. The only deformation occurring during the application of pressure is a compression deformation of the end face 46 of the sealing ring opposite the plug B. This state is shown in FIG. 4 shown. Since the elastic limit of the material forming the sealing ring D is not exceeded, the sealing ring returns to the position shown in FIG. 1 when the pressure is reduced. 3 so that the tap can hold both a low pressure and the maximum allowable pressure. In addition, the seal is mainly carried out in the area of the foremost edge of the sealing ring D, and the load exerted by the plug B is absorbed by bending and compressive stresses, so that no material can enter the seat surfaces when the plug is turned.

Claims

Patent claims:

1. Sealing arrangement for a ball valve with a floating ball plug in which elastic sealing rings, in particular made of plastic, in housing recesses concentric to the flow channel each with a flat bottom surface, which sealing rings are facing the ball plug in the unloaded state, Have frustoconical end face and on the flat bottom surface of the housing recess abut, with a frustoconical bevel of part of the ball plug facing away from the back of the sealing

ring, an annular gap is formed between the bottom surface and the back of the sealing ring, the contact pressure of the sealing rings on the ball plug is created by an inverting movement of the same, and the back of the sealing ring on the outflow side is pressed against the bottom surface of the housing recess under load, with a side surface of the sealing ring from which you associated cylindrical side wall of the housing recess is lifted off, characterized in that the housing recesses (16) surround the sealing rings (D) on three sides each so that the sealing rings (D) in the relaxed state with their inner surface closest to the flow channel (18) ( 36) rest against the inner wall (30) of the housing recess (16) and with its rear side (40) only in an area of the bottom surface (34) adjoining the inner wall (30) and with its outer surface (38) a gap with the associated outer wall (32) of the housing recess (16) form that the inverting movement of the Dic ht rings (D) when installing the ball plug (B) from the axis of the flow channel

(18) takes place away, so that the sealing rings (D) expand outwards, and that the The sealing ring on the outflow side lifts off the inner wall (30) under load, the gap on the bottom surface (34) fills and rests against the outer wall (32).

2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the bottom surface (34) the housing recess (16) in a known manner on the two side walls (30, 32) of the same stands vertically and that in the unloaded state of the sealing ring (D) the inner, flat part (42) its rear side (40) is perpendicular to its adjacent inner surface (36).

3. Sealing arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that in the unloaded state of the sealing ring (D) its outer surface (38) delimiting a gap as well as the end face (46) and the bevel (44) of its rear side (40) have the shape has a truncated cone jacket surface coaxial to the axis of the flow channel (18), this outer surface (38) tapering towards the ball plug (B).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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