DE1425687B2 - Fluorkohlenstoffpolymerauskleidung für einen Kugelhahn - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn mit einem folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Es

ringförmigen Gehäusemittelteil, dessen Stirnflächen zeigt

in Ausnehmungen von Flanschen an Gehäuseend- Fig. 1 eine Gesamtansicht des Kugelhahnes,

teilen eingreifen und mit diesen dicht verbunden Fig. 2 eine Teilansicht des nach Fig. 1 längs der

sind, und dessen Kugelküken in nachgiebiger An- 5 Ebene 2-2 geschnittenen Kugelhahnes,

lage mit einer Dichteinrichtung in Ausnehmungen Ein Kugelküken 20 mit einem Durchtrittskanal 26

am Innendurchmesser der Flansche der Gehäuseend- ist einteilig mit einem Zapfen 22 ausgebildet, der

teile steht. Derartige Kugelhähne müssen für den einem abgeflachten unteren Teil 24 gegenüberliegt.

Durchgang korrodierender Medien, wie sie beispiels- Das Kugelküken besteht aus einem metallischen

weise in der chemischen Verfahrenstechnik vorkom- io Kernkörper 28, der mit Ausnahme des außenlie-

men, mit einer Auskleidung aus korrosionsfestem genden Endes des Zapfens 22 mit einer Schicht 30

Material versehen werden. aus Polytetrafluoräthylen überzogen ist. Ein Ge-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen häusemittelteil 12 umgibt das Kugelküken 20, wobei Kugelhahn der vorstehend genannten Gattung derart der Zapfen 22 des Kükens sich durch eine Stopfmit einem Fluorkohlenstoffpolymer auszukleiden, 15 buchse 16 des Gehäusemittelteiles erstreckt. Diadaß wiederholte thermisch und dynamisch bedingte metral gegenüber der Stopfbuchse 16 ist am Ge-Druckschwankungen mit entgegengesetzten Bean- häusemittelteil 12 ein mit Gewinde versehener spruchungen des Auskleidungswerkstoffes zu keiner- Anguß 32 zur Aufnahme eines unteren Führungslei Streckung, Rißbildung oder Wegschrumpfen der zapfens 34 vorgesehen, der mit einer Kunststoff-Auskleidung von dem den Druck aufnehmenden 20 scheibe 35 und einer elastischen Scheibe 37 abge-Bauteil des Kugelhahnes führen. deckt ist. An der Innenseite des Gehäusemittelteiles

Die Auskleidung eines Kugelhahnes der eingangs und der Stopfbuchse ist eine Auskleidung 36 vorgenannten Gattung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, gesehen, die um die Stirnseiten des Gehäusemitteldaß die Gehäuseendteile, das Gehäusemittelteil und teües umgebogen ist.

das Kugelküken an den Flächen, die mit dem abzu- 25 Die beiden zylindrischen Gehäuseendteile 10 haben sperrenden Druckmittel in Berührung kommen, mit außenliegende Verbindungsflansche 38 zur Befesti-Fluorkohlenstoffpolymer ausgekleidet sind und die gung des Ventils an anderen, in ähnlicher Weise mit Auskleidungen der Gehäuseendteile die Ausnehmun- Flanschen versehenen Teilen, wozu in diesen Flangen in den einander zugewandten Flanschflächen sehen Bohrungen 40 vorgesehen sind. Am inneren abdecken, die Auskleidung des Gehäusemittelteiles 30 Ende jedes Gehäuseendteiles sind in einem Flansch dessen Stirnseiten so überlappt, daß sie dichtend an 42 ringförmige Ausnehmungen 44 und 46 angeordden Abschnitten der Auskleidung der Gehäuseend- net, in denen ringförmige, nachgiebige Dichtungsteile anliegt, welche Abschnitte die Ausnehmungen ringe 48 und 50 vorgesehen siqd. überdecken, und daß an den Abdichtungsstellen In die Gehäuseendteile sind Auskleidungen 52 zwischen den Gehäuseendteilen und dem Gehäuse- 35 eingesetzt. Ein äußerer Flansch 54 der Auskleidung mittelteil sowie dem Kugelküken in den Ausnehmun- überdeckt einen Teil der Außenfläche des Verbingen der Flansche ringförmige nachgiebige Dich- dungsflansches 38 und bildet eine Dichtungsfläche, tungsringe von den Auskleidungen abgedeckt wenn der Kugelhahn mit benachbarten, ebenfalls mit werden. Flanschen versehenen Bauteilen verbunden wird. Ein

Aus der USA.-Patentschrift 1 998 882 ist es be- 40 innerer Flansch der Auskleidung erstreckt sich über reits bei einem Schieber bekannt, daß alle mit dem die Dichtungsringe 48 und 50 hinweg und endet in Druckmittel in Berührung kommenden Gehäuseteile einem Lippenteil 58, der um den zurückgefalteten und das Verschlußstück mit einer Schutzschicht aus- Teil der Auskleidung 36 herumgebogen ist. gekleidet sind. Die Schutzschicht deckt dabei auch Die Flansche 42 der Gehäuseendteile 10 sind mit die Flächen der Anschlußflansche ab. Aus der USA.- 45 Bohrungen für Zugstangen 14 versehen. Auf diese Patentschrift 2 832 563 ist ein Kegelhahn bekannt, Zugstangen aufgeschraubte Muttern 60 halten die dessen Küken vollständig umkleidet ist. Weiterhin beiden Gehäuseendteile 10 und das Gehäusemittelist es aus der USA.-Patentschrift 2 728 550 bekannt, teil 12 zusammen. An den Innenseiten der Flansche bei Kegelhähnen Polytetrafluoräthylen als Ausklei- 42 anliegende Kontermuttern halten die Muttern 60 dungswerkstoff zu verwenden, der sowohl dichtend 50 in der gewünschten Lage fest, als auch selbstschmierend wirkt und von vielen Ein nachgiebiger, zusammengesetzter Stopfbuch-Druckmitteln chemischer Art nicht angegriffen sendichtring 64 liegt zwischen der Stopfbuchse 16 wird. und der Auskleidung 36. Der mit Gewinde versehene

Gegenüber diesen bekannten . Absperrvorrichtun- Stopfbuchsenring 66 ist in die Stopfbuchse einge-

gen ist es bei dem Kugelhahn nach der Erfindung 55 schraubt, so daß er den Dichtungsring 64 zusammen-

als vorteilhaft anzusehen, daß an den Abdichtungs- drückt, wodurch eine druckmitteldichte Abdichtung

stellen zwischen Gehäusemittelteil und Gehäuseend- zwischen der Auskleidung 36 und dem mit einem

teil sowie zwischen Kugelküken und Gehäuseendteil Überzug versehenen Zapfen 32 gebildet wird,

durch eine elastische Abstützung der Gehäuseaus- Die Zapfenverlängerung 68 ist an dem Zapfen 22

kleidung mittels nachgiebiger Dichtungsringe eine 60 des Kugelkükens mittels einer Schraube 70 befestigt

gute Abdichtung erreicht wird, die den Werkstoff- und trägt einen Handgriff 18 zur Betätigung des

eigenschaften, wie z. B. Kaltfließen bei hohen Drük- Kükens. An der Stopfbuchse 16 sind Anschläge 72

ken oder irreversible Verformung bei hohen Tempe- und 74 zur Festlegung des Handgriffes 18 in der voll

raturen des Polytetrafluorkohlenstoffes angepaßt ist. geöffneten und in der voll geschlossenen Stellung

Insbesondere hat es sich bei dem Hahn nach der 65 befestigt.

Erfindung als vorteilhaft erwiesen, als Fluorkohlen- Öffnungen 76 im Gehäuseendteil 10 bewirken eine

Stoffpolymer Polytetrafluoräthylen zu verwenden. Entlüftung des Bereichs zwischen dem Gehäuseend-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im teil und der zugehörigen Auskleidung 52. Zum selben

Zweck sind in dem metallischen Kernkörper 28 des Kugelkükens und in dem unteren Führungszapfen 34 Entlüftungsörfnungen 78 bzw. 82 vorgesehen.

In der Absperrstellung des Kugelhahnes ist dei Druckmitteldurchgang auf beiden Seiten des Kükens durch die Auskleidung über den ringförmigen elastischen Dichtungsringen verschlossen, um eine doppelte Sicherung gegen Lecken zu erzielen.

Das Druckmittel übt innerhalb des Kugelhahnes auf das Kugelküken weder in der geöffneten noch in der geschlossenen Lage ein Drehmoment aus. Infolgedessen muß die rund um die Dichtungsringe 48 durch Einstellung der Zugstangen 14 aufgebrachte Dichtungskraft nur ausreichend sein, um ein Lecken des Druckmittels durch diese Kugelsitzdichtungen zu verhindern. Diese Dichtungsspannung hängt normalerweise von dem Druckmitteldruck ab.

Das Anziehen des Stopfbuchsenringes 66 zum Zusammendrücken des Dichtungsringes 64 übt auch eine nach unten gerichtete Kraft auf den Zapfen 22 des Kugelkükens aus, die von den unteren Abschnitten der Dichtungsringe 48 aufgenommen würde, wodurch eine ungleiche Abdichtung zwischen dem Kugelküken und seinem nachgiebigen Sitz hervorgerufen würde. Um dies zu vermeiden, ist der untere Führungszapfen 34 vorgesehen, der mit einer nachgiebigen Scheibe 37 abgedeckt ist, so daß sich der abgeflachte untere Abschnitt 24 des Kugelkükens 20 hierauf abstützen kann, so daß dieser Führungszapfen die durch das Anziehen des Stoffbuchsenringes 66 erzeugte Kraft aufnimmt. Falls die Dicke der Auskleidung im Zapfenabschnitt durch Fließen des Kunststoffes verringert wird, so gleicht diese nachgiebige Scheibe automatisch die herabgesetzte Dicke aus und gewährleistet die Aufrechterhaltung einer druckmitteldichten Abdichtung. In ähnlicher Weise wird, wenn eine Wärmedehnung entweder der Auskleidung oder des Kugelkükens eintritt, ungeachtet dessen durch den fortgesetzten Druck der elastischen Scheibe eine flüssigkeitsdichte Abdichtung aufrechterhalten. An Stelle der elastischen Scheibe kann auch eine mit einer Federscheibe oder Spiralfeder versehene Einstellvorrichtung verwendet werden. Der Führungszapfen 34 sollte, nachdem er zunächst richtig eingestellt worden ist, keine weitere Einstellung mehr benötigen.

Die Dicke der Auskleidungen ist wählbar, im Falle eines 50-mm-Kugelhahnes hat es sich gezeigt, daß Auskleidungen von 1,6 mm Dicke gut geeignet sind, um die nachgiebige Abdichtung in Verbindung mit den verschiedenen Dichtungsringen zu schaffen. Die Verwendung einer nachgiebigen Abstützung unter den abdichtenden Teilen der Kunststoffauskleidung ist wichtig, um deren Tendenz zum Kaltfließen unter Druckwirkung und zum Festsetzen auszugleichen. Ohne eine derartige Federwirkung auf der Rückseite würde die anfängliche Abdichtung bald verlorengehen, oder es würde, wenn ein ausreichender Einstelldruck angewandt würde, um eine Dauerabdichtung zu erzielen, das Kugelküken im Sitz festgeklemmt und eine Drehung verhindert.

Die vorgeschlagene Verwendung von Polytetrafluoräthylen für die Kunststoffauskleidungen ist insbesondere zweckmäßig in Hinsicht auf dessen Selbstschmierungseigenschaften, wodurch die Kugelhähne keinerlei äußere Schmierung mehr benötigen, zumal sämtliche Gleitflächen aus einem Material bestehen. Außerdem gestattet dessen chemische Widerstandsfähigkeit die Benutzung der Kugelhähne bei fast allen Arten von korrodierenden Druckmittel.

Durch die einfache und leichte Konstruktion wird ein kompakter, leckdichter Hochleistungskugelhahn geschaffen, der ein Geringstmaß an Einstellung und Wartung benötigt.

Wie weiter oben bereits erwähnt, ist ein bevorzugter Werkstoff für die Auskleidung des erfindungsgemäßen Ventils Polytetrafluoräthylen. Für die Auskleidung können jedoch auch andere Fluorkohlenwasserstoffpolymere Verwendung finden, wie beispielsweise Copolymere von Tetrafluoräthylen mit anderen ungesättigten organischen Verbindungen, wie z. B. Äthylen und Chlortrifluoräthylen. Andere geeignete Fluorkohlenwasserstoffpolymere sind PoIychlortrifluoräthylen und verschiedene Copolymere des Chlortrifluoräthylens.

Vorzugsweise soll das synthetische organische Auskleidungsmaterial einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Angriffen aufweisen. Bestimmte Fluorpolymere, wie z. B. Polytetrafluoräthylen, haben einen derart niedrigen Reibungskoeffizienten, daß man sie als selbstschmierend bezeichnen kann.

Ein besonders geeignetes Kugelküken für den erfindungsgemäßen Kugelhahn kann aus einem vollen Stück aus einem Fluorkohlenstoffpolymer hergestellt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kugelhahn mit einem ringförmigen Gehäusemittelteil, dessen Stirnflächen in Ausnehmungen von Flanschen an Gehäuseendteilen eingreifen und mit diesen dicht verbunden sind, und dessen Kugelküken in nachgiebiger Anlage mit einer Dichteinrichtung in Ausnehmungen am Innendurchmesser der Flansche der Gehäuseendteile steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseendteile (10), das Gehäusemittelteil (12) und das Kugelküken (20) an den Flächen, die mit dem abzusperrenden Druckmittel in Berührung kommen, mit Fluorkohlenstoffpolymer ausgekleidet sind, und die Auskleidungen (52) der Gehäuseendteile die Ausnehmungen (46) in den einander zugewandten Flanschflächen abdecken, die die Auskleidung (36) des Gehäusemittelteiles dessen Stirnseiten so überlappt, daß sie dichtend an den Abschnitten der Auskleidung (52) der Gehäuseendteile anliegt, welche Abschnitte die Ausnehmungen (46) überdecken, und daß an den Abdichtungsstellen zwischen den Gehäuseendteilen und dem Gehäusemittelteil sowie dem Kugelküken in den Ausnehmungen (46, 44) der Flansche (42) ringförmige, nachgiebige Dichtungsringe (50, 48) von den Auskleidungen (52) abgedeckt werden.

2. Kugelküken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorkohlenstoffpolymer aus Polytetrafluoräthylen besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen