DK157325B - Kuglehane - Google Patents

Description

DK 157325 B

Opfindelsen angâr en kuglehane af den i krav l's indledning angivne art. En sâdan kuglehane kendes fra DE-U1-7910913.

5 Denne kendte kuglehane er opbygget asymmetrisk pà en sâdan mâde, at huset ved den ene ende har det rorformede endeafsnit, det dertil tilsluttende mellemafsnit og slutteligt midteraf-snittet udformet i ét stykke. Midterafsnittet er fra forst af âbent, sâledes at kuglen og en tætningsring kan indsættes.

10 Tætningsringen bæres af en stottedel af hârdt isoleringsmate-riale, der skubbes ind i midterafsnittet indtil et anslag. Derefter bortles midterafsnittets frie kant over en fas pâ stottedelens ende. Derpâ kan der i et hulgevind af stette-delen indskrues et ror med boltgevind, hvilket rer danner et 15 andet endeafsnit. En i en omkredsnot af stettedelen indlagt tætningsring ligger an imod det cylindriske midterafsnits in-dre frembringerflade.

I US-A-2.553.177 beskrives en kuglehane med et fra forst af 20 todelt hus, der i kuglens midterplan er delt pâ tværs af ror-akseretningen, og hvori der i hver del er indlagt en metal-tætning i det væsentlige formet som et korrugeret ror. Hus-halvdelene fores sâ med indlagt kugle mod hinanden indtil man har opnàet den onskede forspænding for tætningerne. I denne 25 position fastgores sâ hushalvdelene til hinanden, f.eks. ved svejsni ng.

Endvidere beskrives i DE-B-2235557 en kuglehane med et i ét stykke usvejsët hus, der er fremstillet ved spânfri deforme-30 ring. I et emne med màlene for det senere midterafsnit indsættes en i forvejen monteret byggegruppe bestâende af kuglen og to med tætninger forsynede stottedele, hvorefter emnets frie ender trækkes ind, indtil de ligger an imod stottedelenes endekanter. Derefter forbindes disse tætnet med huset, for-35 trinsvis ved hjælp af en inden for omkredsen lagt svejsesom.

Qâende ud fra teknikkens indledningsvist definerede stade er det den foreliggende opfindelses formâl at anvise en kugle-

DK 157325 B

2 hane, der pà lignende mâde sont beskrevet i det sidstnævnte skrift har et i ét stykke svejst hus, men som ogsà i evrigt i de for medietryk underkastede omràder ikke har nogen kompli-cerede svejsesemme, der kræver afprovning.

5

Dette formâl tilgodeses ved, at den indledningsvist omtalte kuglehane er ejendommelig ved det i den kendetegnende de! af krav 1 anforte.

10 Karakteristikonet (a) kendes som nævnt fra skriftet DE-B-2235557, der er af en teknisk set anden art. Dette gælder ogsà for det andet karakteristikon (b), der fremgàr af det oven for nævnte skrift US-A-2573177. Men medens teknikken ifolge det ferste skrift kræver et særligt arbejdstrin til 15 fastlægning og tætning af stottedelene i husets indre og den sidst beskrevne teknik ubetinget nodvendigger et med juste-ringsarbejde forbundet monteringstrin, er det ved hjælp af ka-rakteristiken (c) muligt væsentlig at forenkle hanens frem-stilling, hvorved ligeledes kraft!inierne mellem de koniske 20 mellemafsnit forlober via stottedelene og kuglen under en tilsvarende forspænding af den pâgældende indkoblede pakning.

Ved anvendelse med rer med store fremsti11ingstolerancer kan overholdelsen af forspændingen ved hjælp af udligningselemen-ter sikres inden for givne grænseværdier, hvilket imidlertid i 25 mange tilfælde ikke engang er nodvendigt.

Da det af okonomiske grunde hyppigt er nedvendigt at benytte rer med store vægtykkelsestolerancer, kan det til opnâelse af den rigtige presning mellem tætningsringene og kuglen være 30 fordelagtigt, i de kraft!inier, der forleber gennem stettede-len, som stotter kuglen ved det koniske mellemafsnit, at ind-koble et fortrinsvis plastisk deformerbart toleranceoptageor-gan, der er lettere deformerbart end tætningsringen, men under driftsmæssig belastning ved kuglen er praktisk taget ude-35 formerbar. Dette toleranceoptageorgan er sâ, afhængig af væg-tykkelsen for den ved husendeafsnittets ydre omformning, mere eller mindre kraftigt aksialt deformeret, men under driftsmæssig belastning ved kuglen fungerer det dog som et praktisk taget stift legeme.

3

DK 157325B

Det skal nævnes, at elastisk understetning af tætningselemen-ter for kuglehaner er almindelig bekendt, dog er disse ifolge deres federkarakteristik kun egnet til at udligne tætningsma-terialets slid eller ved husets deformering betingede for-5 spændinger; men der kan ikke slâs bro hen over sterre af-stande, fordi den elastiske understotning sâ er for svag til uden utilladelig aksial forskydning at optage kuglens drifts-mæssige belastning.

10 Ved en egnet udforelsesform for hanen ifolge opfindelsen kan stottedelen selv i et afsnit være udformet som deformerbart toieranceoptageorgan, men det er ogsà muligt at indkoble tole-ranceoptageorganet som særskilt del mellem kuglen og det ko-niske midterafsnit, fortrinsvis som aksial understetning for 15 den med sin omkreds mod stettedelen tætnede tætningsring.

Denne aksiale understotning kan være en ring af plast, hvis deformerbarhed er storre end for tætningsringens materiale. I denne forbindelse mâ man være opmærksom pà, at en fuldstændig omslutning af plastringen fuldstændigt kan forhindre dennes 20 deformering, sàledes at den ikke længere ville kunne udfore den denne tiltænkte funktion.

Opfindelsen forklares nedenfar pâ grundlag af tegningen, hvori 25 fig. 1 og 2 viser to kuglehaner if01ge opfindelsen set i aksialt snit.

Den i fig. 1 vis te kuglehane har et af ror fremstillet hiis 1.

30 I et dermed sammensvejset r0rstykke 2 er der lejret en via O-ringe 3 mod det ydre tætnet forskydningsbolt 4, der pâ sin ydre ende bærer et hândgreb 5, og som med sin i huset belig-gende ende er i indgreb med den koblingsleddannende kugle 6 sâledes, at denne kan drejes ved hjælp af hândgrebet 5r 35 o hvorved et anslag 7 begrænser drejningsforskydningen til 90 .

4

DK 157325 B

Kuglen 6 er lejret drejeligt mellem tætningsringene 10, der via af metalpladeformede st0ttedele 11 stâr i forbindelse med husr0ret l's indre omkreds. Disse st0ttedele 11 bestâr af to nabostillet anbragte skiveformede metalpladeformdele 11', 11". Ved den indre rand er disse udformet sâledes, at de i fællesskab danner optageorgan for tætningsringen 10; pâ den ydre ring har de to cylindriske, mcdr0rhuset 1 anliggende, randafsnit, der viser væk fra hinanden.· Disse randafsnit st0tter sig i aksial retning mod r0rhuset l's indad vendende 10 omformninger. Den viste kuglehane har indtrukne cylindriske husendeafsnit 1', der i forhold til midterstykket af huset 1, der har den oprindelige r0rdiameter, har en mindre diame-ter, hvilket blev opnâet ved efterf01gende plastisk defor-mering af det cylindriske r0r. Koniske mellemafsnit 12 mellem husendeafsnittet 1’ tjener som st0tte for de udadven-dende randafsnit af de ydre skiveformede metalpladeformdele 11", hvorimod de hen imod hanens midte rettede randafsnit af de indre skiveformede metalpladeformdele 11" st0tter imod i omkredsretningen forl0bende indadrettede vulster 13. I denne forbindelse er det ogsâ fordelagtigt, nâr randafsnit-tene har mindre konicitet sâledes, at de med forspænding ligger an imod den indre omkreds af huset 1. I omrâdet for overgangene mellem de koniske afsnit af metalpladeformdelene 11', 11" til randafsnittene er der anbragt en 0-ring 14, der ogsâ ligger an imod den indre omkreds af r0rhuset 1 sâledes, at de to metalpladeformdele 11', 11" og huset 1 er tætnet over for hinanden. De to skiveformede metalpladeformdele 11', 11", der danner st0ttedelen 11 til at optage tætningsringene 10, kan ved punktsvejsning forbindes til et stykke, 3 0 hvorved O-ringen 14 rager frem over randafsnittene og derfor ved indf0ring i r0rhuset 1 slæber mod den indre omkreds af huset 1; men det er ogsâ muligt at indsætte de to skiveformede metalpladeformdele 11' i kuglehanen sâledes, at O-ringen 14 kan indf0res uden at glide særlig meget mod huset 1.

35

5 DK 157325B

Til fremstilling af kuglehanen kan man enten fçSrst pâ en side fremstille det cylindriske husendeafsnit 1', derpâ efter hinanden indf0re en St0ttedel 11, kuglen 6 og den anden st0ttedel 11 og fiksere disse i den rigtige stilling i huset 5 1, hvorpâ sâ de 0vrige formforandringer for r0rhuset 1 fore tages. Menddet er ogsâ muligt i det ikke omformede r0r at indsætte de indre dele 10, 11, 6 og f0rst derpâ samtidig gennemf0re aile omformninger af r0ret. En konusvinkel a pâ 50° sikrer i denne forbindelse, at akaial-afstanden mellem 10 mellemafsnittene 12's inderflader ikke varierer utilladelig som f01ge af r0rtolerancerne. Ved fiksering af kuglehanens indre dele 10, 11, 6 pâ det rigtige hussted kan der f0r hu-sets omformning ogsâ ved hjælp af en spændindretning s0rges for, at st0ttedelene 11 ved deres ydre omkreds bevæges sâ 15 meget i forhold til hinanden, at metalpladeformdelene 11', 11" omformes i det konisk forl0bende afsnit og under forspænding ligger an imod tætningsringene 10. En sâdan elastisk forspænding er frem for ait pâkrævet ved st0rre driftstryk, for at kuglen 6's presning endnu er tilstrækkelig efter noget 20 slid af tætningsringene 10. Den viste konstruktion muligg0r ved en kuglehane med et i et stykke formet r0rformet hus 1 en svejseteknisk enkel konstruktion, der sikrer en sikker funktion.

25 Den i fig, 2 viste kuglehane har et af et r0r fremstillet hus 31, hvor ogsâ forskydningsbolten 4's styring er formet ud fra selve r0ret. Huset 31 har sâledes ikke nogen svejse-s0m. De ved formgivning pâ r0rets ydervæg dannede koniske mellemafsnit 31’, der derpâ gâr over i cylindriske husende-30 afsnit 31", har en konusvinkel a pâ 60°. Ved anvendelse af et r0r med normale r0rtolerancer kan man med et kuglegen-neml0b pâ 40 mm variere aksialafstanden mellem indervæggene af de koniske mellemafsnit 31' ca. 1,5 mm og den stejle konusvinkel er i dette tilfælde ikke uden tilvejebringelse af 35 ekstra forholdsregler tilstrækkelig til at holde presningen mellem kuglen 6 og tætningsringene 10 inden for tilladelige grænser.

DK 157325 B

6

Til venstre i fig. 2 vises drejede st0ttedele 32, der med en konisk flade st0tter sig mod den indre væg af mellemaf-snittet 31', idet en O-ring 33 er tilvejebragt for tætning.

Ved den anden ende er der pâ st0ttedelen 32 til tætning over 5 for kuglen 6 anbragt tætningsringen 10, der er indsat tæt-nende i st0ttedelen 32's ydre omkreds. Mellem st0ttedelen 32 og tætningsringen 10 er der indkoblet en tallerkenfjeder- agtig styredel 34, der ogsâ tjener til at udligne tætningsringen 10’s slid efter længere drifttid eller til at udligne 10 forspændinger, der opstâr pâ grund af deformering af huset 31 pâ grund af ydre kræfter eller varmepâvirkninger. St0tte-delen 32 har i omrâdet mellem de to ved enderne tilvejebragte tætninger udefra henholdsvis indefra forl0bende ringnoter 35, 36, der danner et aksialt deformerbart toleranceopta-15 georgan.

Den i fig. 2 viste kuglehane viser et hus 31 med en af to-lerancerne betinget st0rste aksialafstand mellem de koniske indre vægge af mellemafsnittene 31*. Toleranceoptageorganet 20 deformeres sâledes, og ringnoterne 35, 36 i st0ttedelen 32 har parallelle vægge. I det tilfælde, hvor der betinget af tolerancerne ved fremstillingen fremkommer en mindre aksial afstand mellem de koniske indre vægge, ville st0ttedelen 32 blive aksial forkortet ved, at væggen 37 mellem ringnoterne 25 35, 36 formes konisk; derved udflades det radiale afsnit for styredelen 34. Deformeringsmodstanden for dette toleran-ceoptageorgan i st0ttedelen 32 skal i denne forbindelse være sâ stor, at der ganske vist under husfremstillingen muligg0-res en deformering uden beskadigelse af tætningsringen 10, 30 men at i lukket tilstand under driftstryk den ulejrede kugle 6 sikkert st0ttes uden yderiigeB aksialforskydning. Pâ denne mâde kan man altsâ udligne de ved r0rets ydre deformering ved tykkelsestolerancen betingede aksialafstande mellem de koniske indre vægge, uden at st0ttedelene 32 efter r0rets 35 formgivningsproces skal forbindes fast med dette.

Den h0jre side viser en udf0relsesform for en st0ttedel 40 i form af en metalpladeformdel, der tætnende pâ inderkappen optager tætningsringen 10. St0ttedelen 40 har ganske vist

Claims (5)

1. 7 DK 157325 B i aksial retning en lille egenelasticitet, men kan ikke op-tage de pâ taie kommende store tolerancer. Derfor er der mellem styredelen 41 og st0ttedelen 40 tilvejebragt en plast-ring 42, der i den viste situation (st0rste aksialafstand) 5 ikke er deformeret. Med st0rste r0rtykkelse forskydes ved r0rets deformering st0ttedelen 40 (under udfladning af styredelen 41) nærmere til kuglen 6, hvorved den som tolerance-optageorgan udforinede plastring 42 under tykkelsesreduktion deformeres plastisk indefter. F.eks. kan plastringen 42 være 10 formet af polytetrafluorethylen (PTFE), hvorimod tætnings-ringen 10 kan være formet af glasfiberforstærker PTFE. Da glasfiberforstærket PTFE's trykstyrke er omtrent dobbelt sâ stor som for simpelt PTFE, deformeres ved den tolerance-betingede forskydning af st0ttedelen 40 mod kuglen 6 PTFE-15 ringen 42 og ikke tætningsringen 10. Formningen af den som toleranceoptageorgan udformede plastring 42 af gummielastisk materiale ville i de fieste tilfælde være en mere ugunstig 10sning. Bortset fra,at næsten aile gummielastiske materialer har en lavere temperaturstabilitet end PTFE, skulle tole-20 ranceoptageorganerne være udformet væsentligt længere for for de pâ taie kommende deformationsveje at holde de via tætningsringen 10 pâ kuglen 6 virkende kræfter omtrent lige store. I givet fald skulle ogsâ et af elastisk plast bestâen-de toleranceoptageorgan delvis være f0rt indvendigt. Tilsva-25 rende gælder for et toleranceoptageorgan, der ville blive fremstillet af en metallisk fjeder, fordi dette ligeledes af de oven for nævnte ârsager skulle være udformet længere end et frem for ait plastisk deformerbart toleranceoptageorgan . 30 Patentkrav. Kuglehane med et hus, der bestâr af et rerformet endeafsnit (1', 31') og et i forhold til dette udvidet midterafsnit (1, 31), der over et konisk menemafsnit (12, 31') med en kegle-længde pâ mindst 30° er forbundet med endeafsnittet (1', 31*), og med en i midterafsnittet lejret kugle (6), der ved hj*ld af DK 157325B en betjeningsbolt (4) kan drejes udefra og som er tætnet ved hjælp af mîndst en tætningsring, der er anbragt i en i forhold til huset stettet stettedel (11; 32; 42), kendeteg- n e t ved, 5 (a) at hele huset (1, 12, 1', 31, 31', 31") pâ i og for sig kendt mâde er formet i ét stykke og usvejset med til begge si-der til midterafsnittet i via koniske mellemafsnit tilslut-tende endeafsnit, 10 (b) at kuglen (6) pâ ligeledes i og for sig kendt mâde er op- taget mellem to tætningsringe (10), der er anbragt i hver en stottedel (11, 32, 42), og (c) at stettedelene tætnet stetter sig mod de koniske mellem-,15 afsnit (12, 31')·
2. 2. Kuglehane ifelge krav 1, kendetegnet ved, at der i kraftlinier, der forleber gennem stettedelen (32; 40), som understetter kuglen (6) mod det koniske midterafsnit (12, 20 31'), er indkoblet et fortrinsvis plastisk deformerbart tole- ranceoptageorgan (35, 36; 42), der lettere deformeres end tæt-ningsringen (10), men som under driftsmæssig belastning ved kuglen (6) er praktisk udeformerbar.
3. 3. Kuglehane ifolge krav 2, kendetegnet ved, at stettedelen (32) selv i et afsnit r udformet som deformerbart toleranceoptageorgan.
4. 4. Kuglehane ifelge krav 2, kendetegnet ved, at to-30 leranceoptageorganet (42) er formet som aksialunderstetning for den med stettedelens (40) omkreds tætnede tætningsring (10).
5. 5. Kuglehane ifelge krav 4, kendetegnet ved, at to-35 leranceoptageorganet (42) er en ring af plast, hvis deformer- barhed er sterre end for tætningsringens (10) materiale.