BALL VALVE

Abstract: 1. A ball valve having a ball (14) provided with a through recess (28), which is open on one side, in a pipe housing (1) between seals (9, 10) in the housing pipes (2, 3), which valve by swivelling of the ball (14) around one of its ball axes (13) provides a free passage through the housing (1) or in cooperation with the housing walls provides a blind closure, wherein the recess (28) is delimited by at least two parallel walls (29, 30) and by one connecting end wall (31) which serves for the blind closure and which provides limited throttling cross-section ("1" to "5") in positions of the ball (14) intermediate free passage and blind closure, characterized in that the recess (28) is delimited by plane walls (29, 30, 31), the plane of the end wall (31) being located parallel to the swivel axis of the ball (14), and that the spacing of the parallel walls (29, 30) of the recess (28) is less than the free passage cross-section of the connected pipes (2, 3) or the seals (9, 10) of the pipe housing (1).

Description: Kugelhahn Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1; sie bezieht sich insbesondere auf das Absperren von strömenden Flüssigkeiten in Rohrleitungen, welche die in den Gehäuserohren sitzenden Dichtungen des Kugelhahns infolge ihrer Strömung belasten und dabei von ihren Sitzen abzuheben versuchen. Die Erfindung geht von einem Kugelhahn bekannter Bauart aus. Das Kugelküken dieses Hahnes hat eine im Querschnitt runde durchgehende Aussparung, welche das Küken senkrecht zu seiner Schwenkachse durchsetzt. Bei Durchgang bildet diese Aussparung einen zylindrischen Kanal, dessen freier Querschnitt die an jedem seiner Enden im Gehäuse angeordneten ringförmigen Dichtungen umgeben. Bei Blindschluss umgeben die Dichtungen dagegen jeweils eine geschlossene Kugelfläche, und die Öffnungen des von der Aussparung im Küken gebildeten Kanales stehen vor den Wänden des mittleren Gehäuseteils, welcher die beiden Gehäuserohre verbindet. Nachteilig ist an einem solchen Kugelhahn, dass sich mit ihm praktisch keine Drosselquerschnitte einstellen lassen. Das schränkt seine Verwendbarkeit auf wenige Anwendungen ein. Einerseits nämlich besteht bei Drosselung die Gefahr, dass das strömende Medium die auf ringförmigen Bunden der Gehäuserohre abgestützten Dichtringe ausspült bzw. abhebt und den Hahn dadurch unbrauchbar macht. Andererseits entstehen bei Verschwenken des Kükens Stellungen zwischen Durchgang und Blindschluss bzw. umgekehrt, bei denen sich der freie Querschnitt des von der Aussparung gebildeten nicht in entsprechendem, sondern in einem jeweils abweichenden Masse ändert. Daher lässt sich der Forderung nach Proportionalität der Durchflussquerschitte und der Verschwenkstellungen des Kükens im Gehäuse, also einer sogenannten geraden Kennlinie nicht Rechnung tragen. Es ist bekannt, das Küken mit einer einseitig offenen, allgemein V-förmigen Aussparung zu versehen. In Zwischenstellungen des Kükens wird dadurch der Durchfluss weniger scharf umgelenkt. Infolgedessen lässt sich die Gefahr vermindern, dass in den Drosselstellungen des Kükens die Ringdichtungen mit dem strömenden Medium überlastet werden. Andererseits lässt sich dadurch der Nachteil nicht beseitigen, der in der fehlenden Proportionalität der Drosselung, d.h. in einer nicht gerade verlaufenden Kennlinie liegt. Es ist ferner bekannt, das Küken mit einer Halbkugel zu verwirklichen, die aber noch genügend Umfang für die Lagerung auf dem Boden des Gehäusemittelteiles und an der Welle behalten muss, die zumeist formschlüssig mit dem Küken verbunden ist. Deswegen ist bei dieserAusführungsform zwar auch eine geringe Belastung der Dichtungen bei Drosselung des Durchflussquerschittes in Zwischenstellungen des Kükens gegeben. Es fehlt jedoch auch hier eine Drosselkennlinie mit geradem Verlauf, so dass die Proportionalität fehlt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den als bekannt vorausgesetzten Kugelhahn auf einfache Weise so einzurichten, dass sich in Zwischenstellungen des Kükens eine Umlenkung des Durchfluss stromes ergibt und die Drosselquerschnitte der Verschwenkung des Kükens proportional sind,so dass ein gerader Kennlinienverlauf eintritt. Erfindungsgemäss wird das durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht. Zweckmässige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Durch die erfindungsgemässe Formgebung der Aussparung im Küken wird die Proportionalität der Drosselung erreicht, weil diese durch den jeweiligen freien Querschnitt der Aussparung gegeben ist, der seinerseits von der Endwand, den parallelen Begrenzungswänden der Aussparung und der der Endwand gegenüberliegenden Gehäusewand bzw. des dieser zugeordneten Abschnittes der Ringdichtung gegeben ist. Jeder Zwischenstellung des Kükens entspricht hierbei ein um eine Konstante vergrösserter oder verkleinerter Drosselquerschnitt, d.h. es besteht eine proportionale Verminderung bzw. Vergrösserung des freien Querschnittes zur Verschwenkstellung des Kükens, weil in jeweils gleichem Masse die immer grösser bzw. immer kleiner werdende Kugelabschnittsfläche in den freien Querschnitt wandert und im selben Masse immer mehr freie Querschnittsfläche der Aussparung hinter die Ringdichtung gelangt oder hervortritt, wenn das Küken verschwenkt wird. Diese der Verschwenkstellung des Kugelkükens absolut proportionale freie Querschnittsfläche ist zugleich die gerippte freie Fläche des verbliebenen Durchflusses und nur an der Endwand wird der Strom umgelenkt, was für die Dichtungen ungefährlich ist, auch wenn sich der Restquerschnitt so weit verkleinert hat, dass der Strom an der Kante der Endwand abreisst; das tritt aber erst verhältnismässig spät, d.h. bei geringen freien Querschnittsflächen der Aussparung und bei hoher Drosselung ein. Besonders einfach gestaltet sich die Herstellung des Kugelhahnes bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Aussparung einseitig offen und von ebenen Wänden begrenzt ist, wobei die Ebene der Endwand parallel zur Schwenkachse des Kükens orientiert ist. Die Aussparung hat dann die Form eines einseitig offenen Schlitzes, der sich durch Räumen oder eine andere rationelle Bearbeitung des Kugelkükens herstellen lässt. Vorzugsweise und gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung erreicht man eine weitere Vereinfachung dadurch, dass die Drosselquerschnitte durch Selbsthemmung des Kükens zwischen Durchgang und Blindschluss festlegbar sind. Um die bei Durchfluss und Drosselung zwangsläufig freigelegten, d.h. nicht mit der Kugelfläche unterstützten Segmente der Ringdichtungen möglichst klein zu halten, ist es ferner zweckmässig, gemäss einem anderen Merkmal der Erfindung den Abstand der parallelen Wände der Aussparung geringer als den freien Durchgangsquerschnitt der anschliessenden Rohre bzw. Dichtungen des Rohrgehäuses zu wählen. Die Einzelheiten und weiteren Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen Fig. 1 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt einen Kugelhahn gemäss der Erfindung und Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1. Der in den Figuren dargestellte Kugelhahn hat ein allgemein mit 1 bezeichnetes Gehäuse. Hierbei bilden Gehäuserohre 2, 3 mit Innengewinden 4 und einem Anschlussnippel 5 mit einem Gehäusemittelstück 6 eine Baueinheit. Im Gehäusemittelstück und an den inneren Enden der Gehäuserohre 2 sind ringförmige Sitze 7, 8 für je eine Ringdichtung 9, 10 ausgebildet. Diese Ringdichtungen 9, 10 haben eine Fase 11, mit der sich die Ringdichtungen jeweils auf der Kugelfläche 12 des allgemein mit 14 bezeichneten Kükens abstützen. Das Küken hat an seinem oberen Pol einen durch dessen Mitte verlaufenden Schlitz 15, in den ein rechteckiger Endabschnitt 16 einer allgemein mit 17 bezeichneten Welle passt, die in einer Verschlussmutter gelagert ist, welche in die Oberseite 18 des Gehäuses eingedreht ist. Ein Vierkant 19 der Welle steht aus dem Oberteil 18 des Gehäuses vor. Auf ihn lässt sich eine sternförmig bei 20 ausgenommene Nabe 21 eines Griffes 22 mit einer Endkugel 23 schieben und mit Hilfe einer die Zinken 24, 25 der Nabe durchsetzenden Schraube 26 verspannen. Die Achse der Schwenkwelle ist in Fig. 1 mit 13 bezeichnet und durchsetzt die Kugelmitte 27. Gemäss dem Ausführungsbeispiel verläuft senkrecht zur Achse 13 in einer durch den Kugelmittelpunkt 27 verlaufenden Ebene 27'eire einseitig offene Aussparung 28, welche von zwei parallelen Wänden 29, 30 und einer diese verbindenden Endwand 31 begrenzt ist. Diese Endwand dient in der in Figur 2 dargestellten Stellung des Kükens, in der die Aussparung 28 blindgeschlossen ist, den Blindschluss her, indem sie gegenüberliegende Abschitte der Ringdichtung 9 überbrückt. In dieser Stellung steht die an den Gabelzinken unten angebrachte Schneide 32 auf der in Fig.2 bei 33 wiedergegebenen Nullmarke. In der Durchgangsstellung des Kugelkükens, die in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, steht dagegen die Schneide 32 auf der bei 34 wiedergegebenen Marke, die auf einer Ringscheibe 36 mit "5" gekennzeichnet ist. Die Zwischenstellungen sind auf der Ringscheibe 36 mit 1 - "4" wiedergegeben und weiter unterteilt. In diesen Stellungen des Kükens begrenzt die Endwand 31 Drosselquerschnitte, die sich zwischen "1" und "5" einstellen lassen und sich proportional zur jeweiligen Verschwenkstellung des Kükens verhalten, wie sie sich aus der Skaleneinteilig auf der Scheibe 36 ablesen lässt. In der Durchgangsstellung liegt die senkrechte Wand 28 hinter der zugeordneten Ringdichtung 9,10. In der Blindschluss stellung dient die senkrechte Aussparungswand 31 im Zusammenwirken mit den zugeordneten Gehäusewänden 41, 42 zur Sperrung des Durchganges.

Claims: Patentansprüche: 1. Kugelhahn, welcher in einem Rohrggäuse (1) zwischen in den Gehäuserohren (2, 3) sitzenden Dichtungen (9, 10) mit einer durchgehenden Aussparung (28) versehenes Küken (14) aufweist, die durch Verschwenkung des Kükens (14) um eine seiner Kugelachsen (13) einen Durchgang durch das Gehäuse (1) herstellt oder mit Hilfe der Gehäusewände blindgeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (28) von wenigstens zwei parallelen Wänden (29, 30) und einer diese verbindenden Endwand (31) begrenzt ist, die zum Blindschliessen dient und in Stellungen des Kükens (14) zwischen Durchgang und Blind schlussdrosselquerschnitte ("1" - "5") begrenzt. 2. Kugelhahn nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (28) einseitig offen und von ebenen Wänden (29, 30, 31) begrenzt ist, wobei die Ebene der Endwand (31) parallel zur Schwenkachse (13) des Kükens orientiert ist. 3. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass die Drosselquerschnitte ("1" - "5") durch Selbst hemmung des Kükens (14) zwischen Durchgang und Blind schluss festlegbar sind. 4. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der senkrechte Abstand der parallelen Wände {29, 30) sich zur Nennweite des Kugelhahnes wie 20 : 9 verhält.

Inventors: BOHMER, GUNTER, Böhmer, Günter
Applicants: MASCHINENFABRIK WERNER BOHMER GMBH
Application year: 1982
Main classification: F16K5
IPC codes: F16K5