DE3100037A1

DE3100037A1 - Hahn mit linsen- oder kugelfoermigem verschlussglied

Info

Publication number: DE3100037A1
Application number: DE19813100037
Authority: DE
Inventors: André 94100 Saint-Maur Legris
Original assignee: Legris SA
Current assignee: Legris SA
Priority date: 1980-01-03
Filing date: 1981-01-02
Publication date: 1981-11-19
Also published as: ES265093U; ES269765Y; DE3100037C2; GB2066931B; ES269765U; FR2473149A1; US4399976A; ES265093Y; GB2066931A; FR2473149B1

Description

LEGRIS
35ooo Rennes, Frankreich

Hahn mit linsen- oder kugelförmigem Verschlußglied

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die vorhandenen Vorrichtungen benötigen für den Ausbau der biegsamen Dichtung die systematische Zerlegung der gesamten Verschlußvorrichtung, wobei die Dekompression der Dichtung häufig die Anwendung von komplizierten Teilen oder Bearbeitungen erfordert. Der Hauptnachteil derartiger Vorrichtungen beruht in der eventuellen Gefahr eines falschen Wiederzusammenbaus der Verschlußeinrichtung nach dem Ersetzen der Dichtung, wenn dieser Vorgang durch keinen Spezialisten durchgeführt wird, woraus sich ein Hahn mit fehlerhaftem Betrieb ergibt. Derselbe.: Nachteil wird bei den Dekompressionsorganen der Dichtung angetroffen. Derartige Vorrichtungen genügen den geforderten Bedingungen

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keineswegs, wobei ihre Zuverlässigkeit stark gefährdet ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung dieser Nachteile und die Ausführung der Dekompression und des Ausbaus einer biegsamen kreisförmigen Sitzdichtung in Hähnen mit einem Verschlußglied mit der Form eines kugelförmigen Segments oder einer vollständigen Kugel zur Steuerung des Durchtritts eines Fluids in Rohrleitungen für Wasser, Luft, öl, Benzin, Heizöl, Kraftgas usw.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Anordnung nach der Erfindung gestattet mit einem einzigen Organ die Ausführung der folgenden Funktionen:

1) Das Halten der Dichtung in ihrem ringförmigen Sitz,

2) Die Dekompression des Sitzes der Dichtung beim öffnen des Hahns.

3) Den schnellen und wirtschaftlichen Ausbau der ringförmigen Dichtung und deren Austausch ohne Ausbau von inneren Teilen des Hahns.

Die Dichtung wird an ihrem Innendurchmesser durch ein ringförmiges Organ gehalten, das die vollständige Festlegung dieser Dichtung im Gehäuse und den teilweisen Verschluß der Ringnut gewährleistet.

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Die am ringförmigen Organ vorgesehenen Entlüftungslöcher gewährleisten eine schnelle und wirtschaftliche Dekompression des im Sitz der Dichtung enthaltenen Fluids. Beim öffnen des Hahns entsteht ein bettächtlicher Druckabfall in der Leitung während des Füllens des stromab gelegenen Kreislaufs, wobei der hinter der Dichtung in ihrem Sitz bestehende erhöhte Druck kräftig auf die Dichtung wirkt und sie aus dem Sitz herausdrückt. Es ist daher sehr wichtig, die Dekompression unter Anwendung von Verbindungseinrichtungen mit groß bemessenen Querschnitten durchzuführen.

Bezüglich des Ein- und Ausbaus der Dichtung genügt nach einer Drehung des Verschlußglieds um 90 pder 180 eine Freigabe des ringförmigen Organs nach einem Ausbau des Verriegelungsorgans oder nach dem Abschrauben des ringförmigen Organs, um Zutritt zur Dichtung zu erhalten und diese herauszuziehen oder einzusetzen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Hahns mit linsenförmigem Verschlußglied mit der Verbesserung nach der Erfindung;

Fig.la einen vergrößerten Schnitt einer Ausführungsform der Dichtung und deren Halte- und Dekompressionseinrichtung;

Fig.Ib und Ic Schnitte mit der Wirkung der Kräfto, die bei der Dekomrfoession auf die Dichtung wirken;

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Fig. 2 einen Schnitt der Vorrichtung mit einer Darstellung des Ausbaus der Dichtung;

Fig. 3 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform einesteils des nach der Erfindung verbesserten Hahns;

Fig. 3a einen Schnitt IHa-IIIa von Fig. 3;

Fig. 4 einen Längsschnitt eines Teils des verbesserten Hahns, indem das ringförmige Organ in das Gehäuse eingeschraubt ist;

Fig.4a einen Querschnitt mit einer Darstellung der Nuten des ringförmigen Organs;

Fig. 5 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des in das Gehäuse eingeschraubten ringförmigen Organs;

Fig. 6 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des in das Gehäuse eingeschraubten ringförmigen Organs;

Fig. 7 und 7a Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des durch einen Verriegelungsring gehaltenen ringförmigen Organs;

Fig. 8 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des mit einem kegelförmigen Gewinde eingeschraubten ringförmigen Organs;

Fig. 9 einen Längsschnitt eines ringförmigen Organs, das durch einen elastischen geschlitzten Ring gebildet ist;

Fig. 9a eine Ansicht der verschiedenen Stellungen des geschlitzten Rings für den Ein- und den Ausbau;

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Fig. 10 einen Schnitt eines Hahns mit nach der Erfindung verbessertem kugelförmigem Küken;

Fig. 11 einen Längsschnitt eines Hahns mit gemäß der Erfindung verbesserten Flanschen;

Fig. 12 bis 15 Querschnitte von Dichtungen mit verschiedenen Querschnittsformen.

Fig. 1 zeigt einen Hahn mit einem Gehäuse 1, das einen Kanal la aufweist, in dem ein Fluid in Richtung eines Pfeils F strömt und in dem ein linsenförmiges Verschlußglied 2 drehbar eingebaut ist. Das Verschlußglied ist auf der einen Seite auf einen Ansatz 3 gesetzt und auf der anderen Seite in einen Einschnitt einer Steuerstange 4 für seinen Drehantrieb.

Das Gehäuse 1 hat stromab des Verschlußglieds 2 eine Ringnut Ib (Fig. 1 und la), in der eine ringförmige Dichtung 5 angeordnet ist, die eine Abdichtung herstellt einerseits an einer kreisförmigen Berührungszone Ic der Ringnut Ib und andererseits an einer Kugelkalotte 2a des Verschlußglieds 2, wenn sich diese in ihre Schließstellung befindet beim Durchtritt des Fluids in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung längs des Pfeils F.

Die Dichtung 5 wird an ihrem Innendurchmesser durch ein ringförmiges Organ 6 gehalten, das in einer stromab vom Verschlußglied 2 befindlichen Bohrung Ie verschiebbar eingebaut ist. Dieses Organ 6 wird durch

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einen an einer Schulter Id des Gehäuses 1 anliegenden elastischem geschlitzten Ring 7 in zurückgesetzter Stellung festgelegt.

Diese Anordnung der verschiedenen Organe im Gehäuse dient zum Einfangen der Dichtung 5 durch teilweises Verschließen der Ringnut Ib. Zur Ausführung der Entspannung oder Dekompression der Dichtung 5 hat das ringförmige Organ Ablauf- oder Entlüftungslöcher 6a, die radial in Nähe der Dichtung 5 angeordnet sind und mit der Ringnut Ib über Kerben oder. Ausnehmungen If in verbindung stehen, die im Gehäuse 1 des Hahns ausgebildet sind. Wenn das Verschlußglied 2 sich gemäß Fig. Ib in Schließstellung befindet, wirkt der Druck P, des Fluids in der Nut Ib stromauf der Abdichtungszone Ic und übt das Verschlußglied 2 auf die Dichtung 5 einen Druck P_ aus, der diese in Berührung mit dem Grund der Ringnut Ib hält. Beim öffnen des Verschlußglieds 2 (Fig. Ic) erfolgt die Dekompression der Dichtung 5 durch Verbinden der Ausnehmungen If, der Entlüftungslöcher 6a und der Ringnut Ib, wobei die Dichtung 5 durch die Kraft P beaufschlagt wird, die die Dichtung vom Grund der Ringnut Ib abheben will, während die Dichtung vom Ende 6b des ringförmigen Organs 6 und vom Rand der Ringnut Ib gehalten wird.

Diese Anordnung gestattet die Freigabe des in der Ringnut Ib gegenüber der Dichtfläche 2a der Dichtung. angesammelten Fluids, das längs des Pfeils F₁ in die stromab des Verschlußglieds gelegene Leitung la strömt. Da die Dichtung 5 durch das ringförmige Organ

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gehalten wird und Grund der Freigabe des Fluids aus der Ringnut Ib keinerlei bedeutenden Druck erfährt, wird somit das Ausstoßen der Dichtung aus ihrem Sitz vermieden.

Zum Ersetzen der Dichtung 5 nach dem Abbau des Hahns von der Rohrleitung genügt das Zurückziehen des elastischen Rings 7 und das Verschieben des ringförmigen Organs 6 gegen die Schulter Id des Gehäuses 1, vergleiche Fig. 2.

Die Ausbaubedingungen der Dichtung 5 sind erfüllt, wenn bei den linsen- oder kugelsegmentförmigen Verschlußgliedern (Fig. 1) das Verschlußglied eine Drehung um 180° oder 90° gegenüber der Schließstellung, etwa eine halbe Umdrehung, gemacht hat.

Dagegen ist bei den Hähnen mit vollkugelförmigen Verschlußgliedern 8 (Fig. 10) eine Abflachung 8a vorgesehen, die zur völligen Freigabe der Dichtung 5 genügt. Diese Abflachung 8a befindet sich um 180 gegenüber der Schließstellung gemäß Fig. 10, wobei das Verschlußglied geschlossen ist, während bei der Fig. 2 das Verschlußglied 2 sich in der Ausbaustellung der Dichtung 5 befindet und die Abflachung 8a die Dichtung völlig freigibt.

Die gemäß der Erfindung verbesserten Hähne müssen die Rastvorrichtung schnell freigeben (im allgemeinen 1/4 Drehung) und eine halbe Umdrehung des Verschlußglieds ausführen, um sich in die Stellung für das Wechseln der Dichtung zu bringen.

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Sind diese Vorgänge ausgeführt, so ist es sehr leicht, die Dichtung 5 zu entfernen, um sie durch eine andere zu ersetzen, was in Fig. 2 gezeigt ist.

Um den Hahn in einen guten Betriebszustand zu bringen, muß die neue Dichtung 5 in die Ringnut Ib des Gehäuses gebracht werden und muß danach das ringförmige Organ 6 auf die Dichtung geschoben werden. Dieses Organ 6 wird zur Verhinderung seiner Rückbewegung durch Einbau des elastischen Rings 7 verriegelt.

Bei der Ausführungsform von Fig. 3 ist der elastische Ring 7 in eine Ringnut Ig des Gehäuses eingesetzt, wo er festgelegt ist. Diese Anordnung ermöglicht eine Bohrung Ie mit konstantem Durchmesser und ein Verschieben des ringförmigen Organs 6 auf der gesamten Länge der Bohrung für dessen vollständiges Herausziehen, was Zugang zur Dichtung 5 erleichtert. In Fig. 3 und 3a sind die Ausnehmungen If dargestellt, die die Verbindung zwischen den Entlüftungslöchern 6a und der Ringnut Ib ermöglichen. Bei den Ausführungsfformen von Fig. 4 bis 6 ist der elastische Verriegelte Ring 7 weggelassen und hat das den Ring 5 haltende ringförmige Organ 9 außen einen Gewindeteil 10, durch den es in einen entsprechenden Gewindeteil des Gehäuses 1 eingesetzt ist.

Das ringförmige Organ 9 hat innen eine mehrflächige öffnung 11, die die Verwendung eines entsprechenden Werkzeugs beim Los- oder Festschrauben des ringförmigen Organs ermöglicht.

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Bei diesen Ausführungsformen von Fig. 4 bis 6 liegt das ringförmige Organ 9 nach seinem Einschrauben in das Gehäuse 1 an einer Schulter 12 des Gehäuses an.

Der Sitz, in dem sich die Dichtung 5 befindet, ist gebildet durch die Vereinigung einer Schulter 13 im Gehäuse 1 und einer Schulter 14 an einem der Enden des ringförmigen Organs 9.

Bei der in Fig.4 und 4a dargestellten Ausführungsform erfolgt die Verbindung zwischen den Entlüftungslöchern 9a und dem Sitz der Dichtung 5 durch im Gehäuse 1 ausgebildete Ausnehmungen If, während bei den Ausführungsformen von Fig.5 und 6 die Verbindung zwischen den Entlüftungslöchern 9a und dem Sitz der Dichtung 5 durch Einschnitte 15 (Fig.5) oder Leitungen (Fig.6) erfolgt. In Fig. 7 und 7a ist eine Ausführungsvariante der Fig. la dargestellt, in der das ringförmige Organ 6 in der Bohrung Ie des Gehäuses nach dem Ausbau des elastischen Rings 7 eingefangen ist. Um ein größeres Zurückstellen des ringförmigen Organs 6 zu ermöglichen, hat dieses an seinem mit dem Ring 7 in Berührung stehenden Ende einen ausgedrehten Teil 17 mit geringerem Querschnitt, der sich über die Mündung der Bohrung Ie hinaus erstrecken kann, wenn das ringförmige Organ nach dem Ausbau des Rings 7 in Anlage an der Schulter Id liegt, vergleiche Fig. 7a. Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform des ringförmigen Organs 18 mit einem kegelförmigen Gewinde 19, das in ein entsprechendes Gewinde 19a am Gehäuse 1 eingeschraubt ist. Das ringförmige Organ 18 hat außerdem

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einen Teil mit großem Querschnitt und mit einer radialen Fläche 18a, die in Anlage an einer Schulter des Gehäuses steht, und einen Teil 18b mit verringertem Querschnitt, dessen Ende in Berührung mit der Dichtung steht.

Für den Ein- und Ausbau hat das ringförmige Organ 18 einen Einschnitt 21, in den die Klinge eines Schraubenziehers eingesetzt werden kann.

Fig. 9 und 9a zeigt eine weitere Ausführungsform des ringförmigen Organs, das aus einem bei 23 geschlitzten Ring 22 besteht, der radial verformbar ist. Zum Einsetzen in die Bohrung Ie des Gehäuses wird der Ring 22 gemäß Fig. 9a zusammengedrückt, damit dessen Querschnitt verringert wird, wonach er entspannt wird und elastisch seine in der Bohrung Ie festgelegte Stellung einnimmt. Der Ring 22 wird in Anlage an eine Schulter Id des Gehäuses gehalten. Der Ring 22 hat außerdem zwei Löcher 24, 24a, in die zum Verspannen die beiden Teile eines Werkzeugs eingesetzt werden können. Bei der Ausführungsform von Fig. 11 hat das Gehäuse 1 des Hahns Befestigungsflansche 25. Eine Ringdichtung 26 des Befestigungsflansches ist in einen Sitz 27 des Gehäuses eingesetzt und liegt an einem mit gegenläufiger Verjüngung versehenen Teil 28 an, der am Ende des ringförmigen Teils 6 ausgebildet ist und sich aus der Bohrung Ie des Gehäuses heraus erstreckt. Die Ringdichtung 26 gewährleistet das Festhalten des ringförmigen Organs 6 bei der Zerlegung des Hahns.

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Bei den verschiedenen Ausführungsformen des Hahns ist eine Dichtung 5 mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt, die somit ringförmig ist. Es können aber ebenfalls Dichtungen 29 mit vieleckigem oder quadratischem Querschnitt verwendet werden, was in Fig. 13 dargestellt ist. Eine Dichtung 30 kann ebenfalls eine Lippe 30a (Fig. 14) oder Nuten 31 an den vier Seiten aufweisen (Fig. 15).

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L e e r s e

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Claims

Ansprüche

IJ Hahn mit linsen- oder kugelförmigem Verschlußglied, das unter Zwischenschaltung einer Ringdichtung drehbar in ein Hahngehäuse eingebaut ist,

dadurch gekennzeichnet,

- daß das Hahngehäuse (1) stromab des Verschlußglieds (2) eine Bohrung (Ie) hat, in der ein ringförmiges Organ (6) abnehmbar eingebaut ist, an dem die Dichtung (5) anliegt und das einen die entsprechende Form des Verschlußglieds (2) annehmenden kugelförmigen Teil (6b) hat,

- daß das ringförmige Organ (6) Entlüftungslöcher (6b) hat, die die stromab der Dichtung (5) gelegene Leitung (la) mit einem Sitz (Ib), in den die Dichtung (5) eingesetzt ist, in Verbindung bringen und für einen sofortigen Druckausgleich sorgen können, und

- daß das ringförmige Organ mit dem Gehäuse (1) durch eine Einrichtung (7) verbunden ist, die sich auf der der Dichtung (5) gegenüberliegenden Seite befindet (z. B. Fig. l-3a).
2.Hahn nach Anspruch 1,

gekennzeichnet

durch im Gehäuse (1) hinter der Dichtung (5) angeordnete Nuten (If), die den im Gehäuse (1) zur Aufnahme der Dichtung (5) vorgesehenen Sitz (Ib) mit den

96-(H3O48 cas 8 3)-TeF

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im ringförmigen Organ (6) vorgesehenen Entlüftungslöchern (6b) verbinden (z. B. Pig. l-3a).
3. Hahn nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Einrichtung (7) zur Verbindung des ringförmigen Organs (6) mit dem Gehäuse (1) aus einem elastischen geschlitzten verriegelnden Ring (7) besteht, der zwischen einer im Gehäuse (1) vorgesehenen Schulter (Id) und dem der Dichtung (5) gegenüberliegenden Ende des ringförmigen Organs (6) angeordnet ist, und

- daß das ringförmige Organ (6) eingefangen ist und nach dem Entfernen des Rings (7) durch Verschieben in Anlage an die Schulter (Id) kommen kann

(z. B. Fig. la).
4. Hahn nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Einrichtung (7) zur Verbindung des ringförmigen Organs (6) mit dem Gehäuse (1) aus einem elastischen geschlitzten arretierenden Ring (7) besteht, der in einer im Gehäuse (1) ausgebildeten Ringnut (Ig) abnehmbar angeordnet ist und an dem das ringförmige Organ (6) mit der der Dichtung (5) entgegengesetzten Seite anliegt (z. B. Fig. 3).
5. Hahn nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

- daß das eingefangene ringförmige Organ (6) einen

in der Bohrung (Ie) des Gehäuses (1) verschiebbaren

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zylindrischen Teil und einen ausgedrehten Teil (17) mit gel ngerem Querschnitt hat, der sich auf der Seite d( ; verriegelnden Rings (7) befindet und sich über die Mündung der Bohrung (Ie) hinaus erstrecken kann, wenn das ringförmige Organ (6) nach dem Ausbau des verriegelnden Rings (⁷) in Anlage an der Schulter (Id) befindet (Fig. 7, 7a).
6. Hahn nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

- daß das ringförmige Organ (5) einen Gewindeteil (9a) hat, der in einem entsprechenden Gewindeteil des Gehäuses (1) eingeschraubt ist, das eine Schulter (12) hat, an der das ringförmige Organ (9) anliegt, und

- daß das ringförmige Organ (9) für das Verspannen ein mehrflächiges Loch (11) hat (Fig. 4-6).
7. Hahn nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß der Sitz, in dem die Dichtung (5) angeordnet

ist, gebildet ist durch Vereinigung einer Schulter (13) im Gehäuse (1) und einer Schulter (14) an einem der Enden des ringförmigen Organs (9) (Fig. 4-6).
8. Hahn nach einem der Ansprüche 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,

- daß das ringförmige Organ (9) Leitungen oder Schlitze (If) hat, die die Entlüftungslöcher (9a) mit dem Sitz in Verbindung setzen, in dem sich die Dichtung (5) befindet (Fig. 4-6).

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9. Hahn nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

- daß das ringförmige Organ (18) ein kegelförmiges Gewinde (19a) hat, durch das es in einem entsprechenden Gewindeteil (19) des Gehäuses (1) eingeschraubt ist, und

- daß das ringförmige Organ (18) folgendes aufweist: einen Teil mit großem Querschnitt und mit einer radialen Fläche (18a), die an einer Schulter (20) des Gehäuses (1) in Anlage kommt, und einen Teil mit verringertem Querschnitt (18b), dessen Ende in Berührung mit der Dichtung (5) steht (Fig. 8).
10. Hahn nach Anspruch 6 und 9,
dadurch gekennzeichnet,

- daß das ringförmige Organ (18) an einem seiner Enden einen Schnitt (51) zur Anwendung eines Schraubenziehers hat (Fig. 8).
11. Hahn nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß das ringförmige Organ (22) aus einem geschlitzten radial verformbaren Ring (22) besteht, der in eine Bohrung (Ie) des Gehäuses(1) elastisch eingesetzt ist, das an einem seiner Enden eine Schulter (Id) hat, an der eines der Enden des ringförmigen Organs (2) anliegt (Fig. 9).
12. Hahn nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß das Gehäuse Befestigungsflansche (25) hat und

- daß die in einem Sitz (27) des Gehäuses (1) angeordnete ringförmige Dichtung (26) des Befestigungsflansches (25) in Anlage am einem Teil (28)

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ist, das eine gegenläufige kegelförmige Abschrägung hat, c!ie am Ende des ringförmigen Organs (6) ausgebildet ist und sich außerhalb der Bohrung (Ie) des Gehäuses (1) erstreckt, und

- daß die Dichtung (26) das ringförmige Organ (6) während der Zerlegung des Hahns festhält (Fig. 11).
13. Hahn nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Dichtung (5, 29, 30, 31) einen kreisförmigen, quadratischen, mit einer Lippe (3Oa) versehenen oder viereckigen Querschnitt hat (Fig. 12-15).

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