DE3704634A1

DE3704634A1 - BALL VALVE

Info

Publication number: DE3704634A1
Application number: DE19873704634
Authority: DE
Inventors: Jr Edward Michael Yusko; Peter Charles Williams
Original assignee: Whitey Co
Current assignee: Whitey Co
Priority date: 1986-02-12
Filing date: 1987-02-11
Publication date: 1987-08-13
Also published as: GB8703056D0; JPS62266276A; GB2187264A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Hähne. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Kugelhähne. Insbesondere ist die Erfin dung bei einem neuen und verbesserten Kugelhahn anwendbar, der einen zu einem geringen Totraum führenden Ring aufweist. Die Erfindung wird unter besonderem Bezug auf diesen verbesserten Kugelhahn beschrieben. Es leuchtet jedoch ein, daß die Erfin dung breitere Anwendungen aufweist und auch bei anderen Typen und Bauarten von Hähnen verwendet werden kann.The invention relates to roosters. In particular relates the invention relates to ball valves. In particular, the inventor applicable to a new and improved ball valve that has a ring leading to a small dead space. The Invention is improved with particular reference to this Ball valve described. However, it is clear that the inventor broader applications and also with other types and types of taps can be used.

In den US-PS 38 94 718 und 44 10 165 werden die Entwicklungs geschichte und Konstruktion von in Kugelhähnen verwandten Dichtanordnungen beschrieben. In der Frühzeit der Entwicklung von Dichtanordnungen für Kugelhähne wurde eine elementare Sitzkonstruktion mit zwei ringförmigen Kunststoffsitzen ver wandt, die zwischen dem Hahnküken und Wandbereichen von Paß stücken zusammengedrückt wurden. Diese Sitzkonstruktionen lit ten unter zahlreichen Schwierigkeiten. Hierzu gehörten geringe Dichtkräfte bei niedrigen Drücken oder Vakuum und Hahnleckagen infolge Abnutzung und Toleranzfehlern.In US-PS 38 94 718 and 44 10 165 the development history and construction of related in ball valves Sealing arrangements described. In the early stages of development of sealing arrangements for ball valves became an elementary Seat construction with two ring-shaped plastic seats ver turns between the rooster chick and wall areas of pass pieces have been compressed. These seat constructions lit faced numerous difficulties. This included minor ones Sealing forces at low pressures or vacuum and tap leakage due to wear and tolerance errors.

Diese frühen Sitzkonstruktionen führten zu einer Sitzkonstruk tion mit einer bestimmten Außenform, bei der das Kugelküken entlang seines Außenumfanges in einem schmalen Bereich oder linienförmig erfaßt bzw. berührt wurde. Auch bei diesen Sitz konstruktionen mit einer bestimmten Außenform stellten sich Abnutzungsschwierigkeiten ein und führten zur Entwicklung des flexiblen Sitzes. Der flexible Sitz zeigte jedoch nur während einer sehr kurzen Zeitdauer ein verbessertes Betriebsverhalten. Ein Sitzring mit einer Scheibenfeder wie auch eine auf der stromaufwärtigen Seite angeordnete Sitz-Bypass-Anordnung waren andere von der Industrie entwickelte Verbesserungen, wobei die Industrie nach und nach verschiedene mit den Kugelhahnsitzan ordnungen verbundene Probleme überwand. In der US-PS 44 10 165 wird eine Abdichtanordnung beschrieben, die einen Stützring, eine Scheibenfeder und einen Sitzring enthält. Bei Hahnbauar ten mit schwimmendem Küken, die bei hohen Drücken eingesetzt werden, führt diese Anordnung zu einer zusätzlichen Abstützung des Sitzringes. Mit einer in bezug auf andere bekannte Sitzan ordnungen erreichten Kostenersparnis wurde eine längere Be triebsdauer verwirklicht.These early seat designs led to a seat structure tion with a certain outer shape, in which the ball plug along its outer circumference in a narrow area or was recorded or touched in a line. Even with this seat constructions with a certain external shape emerged Wear problems and led to the development of the flexible seat. The flexible fit only showed up during improved operating behavior over a very short period of time. A seat ring with a disc spring as well as one on the upstream side seat-bypass arrangement were other improvements developed by the industry, the Industry gradually different with the ball valve seat problems related to the order. In U.S. Patent 4,410,165 a sealing arrangement is described which has a support ring, contains a disc spring and a seat ring. At Hahnbauar ten with floating chicks, which are used at high pressures this arrangement leads to additional support of the seat ring. With a seat known to others cost savings achieved was a longer term drive time realized.

Insbesondere ist zu sagen, daß bei der Sitzanordnung nach der US-PS 44 10 165 zwei auf den beiden Seiten des Kükens angeord nete federnde Sitzringe verwendet werden. Eine Scheibenfeder liegt zwischen den Endstücken und den Sitzringen und drückt diese in dichtende Anlage an das Küken. Ein Verstärkungs- oder Stützring ist auf der vorderen Seite jedes Sitzringes angeord net und bewirkt eine die Lage festlegende Anlage mit einer in die Hahnkammer hinein verlaufenden Schulter.In particular, it should be said that in the seating arrangement according to the US-PS 44 10 165 two arranged on both sides of the chick nete resilient seat rings are used. A disc spring lies between the end pieces and the seat rings and presses this in sealing contact with the chick. A reinforcement or Support ring is located on the front of each seat ring net and brings about a system defining the location with an in the tap chamber shoulder.

In der US-PS ..., die auf die Patentanmeldung 5 42 399 zurück geht, wird eine ähnliche Sitzringanordnung beschrieben. Bei dieser Anordnung wird davon ausgegangen, daß ein Verstärkungs- oder Stützring nicht notwendigerweise in die Ventilsitzkon struktion eingeschlossen sein muß. Statt dessen kann mit glei chem Erfolg zur Anlage an dem Sitzring jegliche in der Hahn kammer angeordnete Lagerfläche verwendet werden.In the US-PS ..., which go back to the patent application 5 42 399 a similar seat ring arrangement is described. At this arrangement it is assumed that a reinforcement or support ring not necessarily in the valve seat con structure must be included. Instead, you can use the same chem success to rest on the seat ring any in the tap chamber arranged storage area can be used.

Die beiden letzteren Anordnungen haben sich als recht zufrie denstellend erwiesen. Bei einer anhaltenden Verwendung in ei ner mit Verschmutzungen angefüllten Umgebung setzen sich je doch in den zwischen dem Kugelküken, den Dichtanordnungen und den Hahnkammerwänden gebildeten offenen Räumen oder Leerstel len jedoch schließlich Verschmutzungen ab. Diese sich abset zenden Verschmutzungen haben eine nachteilige Auswirkung auf die Dichteigenschaften des Kugelhahnes. Ein Ausfüllen dieser offenen Räume oder Leerstellen in den Kugelhähnen zum weiteren Begrenzen der in dem Inneren des Hahnes vorhandenen Fläche, die sonst eine Druckmittelströmung um das Küken herum aufneh men könnte, hat sich deshalb als wünschenswert herausgestellt. Jede solche Anordnung sollte die Wirksamkeit der Dichtanord nungen selbst jedoch nicht beeinträchtigen oder diese herab setzen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Erfüllung dieser und anderer Bedürfnisse durch Ausbilden einer neuen Ringkonstruktion mit geringem Totraum.The latter two arrangements proved to be quite satisfactory proven. With continued use in egg in an environment filled with pollution but in the between the ball valve, the sealing arrangements and open spaces or empty spaces formed in the tap chamber walls however, eventually remove dirt. This settles soiling has an adverse effect the sealing properties of the ball valve. Filling in this open spaces or empty spaces in the ball valves for further Limiting the area inside the tap, which otherwise absorb a flow of pressure medium around the chick has therefore turned out to be desirable. Any such arrangement should affect the effectiveness of the sealing arrangement However, they do not affect or reduce the performance itself put. An object of the present invention is Meeting these and other needs by training one new ring construction with little dead space.

Summary description of the invention

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Hahn mit einem in der Hahnkammer zwischen einer Offen- und Schließstellung wählbar bewegbaren Hahnglied. Auf sich gegenüberliegenden Seiten des Hahngliedes sind Dichtanordnungen angeordnet. Jede Dichtanord nung besteht aus mindestens einem Dichtring und einer Schei benfeder. Die Scheibenfeder drückt den Dichtring ständig mit dem Hahnglied in dichtende Anlage. Mindestens ein Totraum-Ring ist vorgesehen und wird in der in der Hahnkammer zwischen dem Hahnglied, den Dichtanordnungen und den Hahnkammerwänden vor handenen Fläche zum Herabsetzen des Volumens der in dieser be findlichen Leerstellen oder des in dieser befindlichen offenen Raumes aufgenommen.According to the present invention is a tap with one in the Tap chamber can be selected between an open and a closed position movable tap member. On opposite sides of the Tap members are arranged sealing arrangements. Any sealing arrangement voltage consists of at least one sealing ring and a sheave benfeder. The disc spring presses the sealing ring constantly the tap member in sealing system. At least one dead space ring is provided and is located in the cockpit between the Tap member, the sealing arrangements and the tap chamber walls available area to reduce the volume of the be in this sensitive vacancies or the open ones in them Room added.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung weist der Tot raum-Ring eine zur allgemein dichten Anlage an dem Hahnglied geeignete erste krummlinige Oberfläche auf.According to another aspect of the invention, the dead space ring for a generally tight contact with the valve member suitable first curvilinear surface.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung besteht der Totraum-Ring aus einem einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisenden Werkstoff, wie zum Beispiel Polytetrafluoräthylen oder dergleichen. According to another aspect of the invention Dead space ring from a low coefficient of friction comprising material, such as polytetrafluoroethylene or similar.

Gemäß einem noch anderen Gesichtspunkt der Erfindung besteht der Totraum-Ring aus einem formhaltenden kunststoffartigen Werkstoff, um damit den Kaltfluß zu begrenzen.According to yet another aspect of the invention the dead space ring made of a shape-retaining plastic Material to limit the cold flow.

Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung liegt in dem Aus füllen des Totraumes in dem Hahn, um damit die sonst in der Hahnkammer vorhandene offene Fläche, die eine Druckmittelströ mung um das Hahnglied herum aufnehmen könnte, wirksam zu be grenzen oder herabzusetzen.The main advantage of the present invention lies in the end fill the dead space in the tap, so that the otherwise in the Tap chamber existing open area that a pressure medium flow could take up around the tap member, be effective limit or reduce.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in einer Konstruktion des Totraum-Ringes, die keine wesentliche Erhö hung des zum Öffnen und Schließen des Hahnes erforderlichen Drehmomentes bedingt.Another advantage of the present invention lies in one Construction of the dead space ring, which no significant increases hung that necessary to open and close the tap Due to torque.

Noch andere Vorteile und günstige Eigenschaften der Erfindung ergeben sich für Fachleute bei einem Lesen und Verstehen der folgenden ins einzelne gehenden Beschreibung.Still other advantages and beneficial properties of the invention arise for specialists in reading and understanding the following detailed description.

Brief description of the drawing

In bestimmten Teilen und Anordnungen von Teilen kann die Erfin dung eine bestimmte physikalische Gestalt annehmen. Bevorzug te und alternative Ausführungsformen der Erfindung werden in dieser Beschreibung in Einzelheiten beschrieben und in der beiliegenden Zeichnung, die einen Teil der Beschreibung bil det, dargestellt. In der Zeichnung ist:In certain parts and arrangements of parts, the inventor a certain physical form. Preferred te and alternative embodiments of the invention are in described in detail in this description and in the accompanying drawing, which forms part of the description bil det, shown. In the drawing is:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines erfin dungsgemäßen Kugelhahnes, Fig. 1 is a side view, partially in section, of a ball valve OF INVENTION to the invention,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Teilansicht des in Fig. 1 gezeigten Kugelhahnes in einem Gebiet neben einer Sitz anordnung, Fig. 2 is a partial assembly view of the ball valve shown in Fig. 1 in an enlarged scale in an area next to a seat,

Fig. 2A eine Ansicht ähnlich Fig. 2 mit Darstellung einer er findungsgemäßen alternativen Konstruktion, Fig. 2A is a view similar to FIG. 2 showing a he inventive alternative construction,

Fig. 3 eine Stirnansicht eines erfindungsgemäß verwandten be vorzugten Totraum-Ringes, Fig. 3 is an end view of the invention related vorzugten be dead space ring,

Fig. 4 eine Aufsicht auf den Totraum-Ring von Fig. 3, Fig. 4 is a plan view of the dead space ring of Fig. 3,

Fig. 5 ein Querschnitt entlang der Schnittlinie 5-5 in Fig. 3 und Fig. 5 is a cross section along section line 5-5 in Fig. 3 and

Fig. 5A ein Schnitt ähnlich Fig. 5 mit Darstellung eines bei der Ausführungsform nach Fig. 2A verwandten alternati ven Totraum-Ringes. Fig. 5A is a sectional view similar to Fig. 5 showing a related with the embodiment of Fig. 2A alternatively ven dead space ring.

Individual description of the preferred and alternative embodiment forms

Die Darstellungen in der Zeichnung dienen zum Erläutern bevor zugter und alternativer Ausführungsformen der Erfindung und nicht zu deren Beschränkung. Fig. 1 zeigt einen Kugelhahn A mit zwei Dichtanordnungen B. Diese sind auf den sich gegen überliegenden Seiten eines schwimmenden Kugelkükens oder Hahn gliedes C angeordnet. Das Kugelküken läßt sich, wie bekannt, wählbar zwischen einer Offen- und Schließstellung drehen.The illustrations in the drawing are used to explain before and alternative embodiments of the invention and not to limit it. Fig. 1 shows a ball valve A with two sealing arrangements B. These are arranged on the opposite sides of a floating ball plug or valve member C. As is known, the ball plug can be rotated selectively between an open and a closed position.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 enthält der Kugelhahn A einen Körper oder ein Gehäuse 10 mit einer durch ihn durchtretenden und eine Hahnkammer 12 umschließenden zentralen Öffnung. Zwei Endstücke 14 und 16 sind an den beiden Enden des Gehäuses 10 angeordnet. Sie weisen Schultern 18 und 20 auf. Diese werden durch die Stirnseiten 22 und 24 der Endstücke gebildet. Die Endstücke sind mit konventionellen Mitteln, wie zum Beispiel Zugbolzen 26, am Gehäuse befestigt. Sie halten die Dichtanord nungen B in im allgemeinen dichter Anlage am Kugelhahn A. Fach leute wissen, daß in den Endstücken im allgemeinen entlang der Längsachse 1 des Hahngehäuses nicht dargestellte durchgehende Öffnungen vorgesehen sind. In bekannter Weise ermöglichen sie eine Druckmittelströmung zwischen der Hahnkammer und einer au ßenliegenden Druckmittelanordnung oder einem zugehörigen Rohr leitungssystem. Zwei Nuten 28 und 30 an den beiden Enden des Gehäuses sind axial in Richtung auf die Endstücke und radial in Richtung auf die Dichtanordnungen offen und nehmen Dicht glieder 32, 34, wie O-Ringe oder dergleichen, auf. Auf diese Weise werden die Endstücke und die Abdichtanordnungen in ab gedichteter Beziehung auf das Hahngehäuse 10 aufgesetzt.As shown in Fig. 1, the ball valve A includes a body or housing 10 having a passing through it and a valve chamber 12 surrounding the central opening. Two end pieces 14 and 16 are arranged at the two ends of the housing 10 . They have shoulders 18 and 20 . These are formed by the end faces 22 and 24 of the end pieces. The end pieces are attached to the housing by conventional means, such as tie bolts 26 . They keep the sealing arrangements B in generally tight contact with the ball valve A. Those skilled in the art know that through openings, not shown, are generally provided in the end pieces, generally along the longitudinal axis 1 of the valve housing. In a known manner, they enable a pressure medium flow between the tap chamber and an external pressure medium arrangement or an associated pipe system. Two grooves 28 and 30 at the two ends of the housing are open axially towards the end pieces and radially towards the sealing arrangements and take sealing members 32 , 34 , such as O-rings or the like. In this way, the end pieces and the sealing arrangements are placed in a sealed relationship on the valve housing 10 .

Ein Kugelküken 36 ist so bemessen, daß es mit enger Passung in der Hahnkammer 12 aufgenommen wird und einen größeren Teil von dieser einnimmt. Es weist einen durchgehenden Axialkanal 38 auf. Das Kugelküken läßt sich wählbar um eine Schaftachse m drehen. Damit wird der Kanal 38 mit den entsprechenden, in den Endstücken ausgebildeten durchgehenden Öffnungen ausgerichtet. Wie bekannt, liegt ein spatenartiger Abschnitt eines Schaftes 40 in einem im Kugelküken ausgebildeten Schlitz oder einer entsprechenden Nute 42. Der Schaft tritt durch die Seitenwand des Gehäuses durch und weist einen radial verlaufenden Flansch 44 (Fig. 2) auf. Dieser wirkt mit einer ausgesparten oder das Gegengewicht haltenden Fläche 46 zusammen. Diese ist im Gehäu se ausgebildet und verhindert ein Herausziehen des Schaftes in Richtung nach außen aus dem Gehäuse entlang der Schaftachse m. Zusätzlich bildet der Flansch 44 noch eine untere Abstützung für eine Druckscheibe 48.A ball plug 36 is dimensioned such that it is received with a close fit in the cock chamber 12 and takes up a larger part of it. It has a continuous axial channel 38 . The ball plug can be rotated selectively around a shaft axis m . Thus, the channel 38 is aligned with the corresponding through openings formed in the end pieces. As is known, a spade-like section of a shaft 40 lies in a slot or corresponding groove 42 formed in the ball plug. The shaft passes through the side wall of the housing and has a radially extending flange 44 ( FIG. 2). This interacts with a recessed surface 46 or the counterweight holding surface 46 . This is formed in the housing and prevents the shaft from being pulled outward from the housing along the shaft axis m . In addition, the flange 44 also forms a lower support for a thrust washer 48 .

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 sind Schaftpackungen 56, 58, 60 und 62 an axial auseinanderliegenden Stellen am Schaft an geordnet. Die untere Packung 56 besteht aus zwei Chevron-Packungen, die entlang von abgeflachten, unter einem Winkel aus gerichteten Seiten zusammenwirken. Bei Ausüben eines Axial druckes auf die Chevron-Packungen üben diese eine radial aus gerichtete Dichtkraft auf den Schaft und das Gehäuse aus. Die Packungen 56, 58 und 60 werden durch eine im Gehäuse ausgebil dete Schulter 64 abgestützt. Eine zylinderförmige metallische Stopfbüchse 62 überträgt Druckkräfte auf die übrigen, im Gehäu se abgestützten Schaft-Packungen. Der Aufbau und die Funktion einer ähnlichen Schaftpackung wird in der US-PS 45 58 874 in Einzelheiten beschrieben.As shown in Fig. 1, shaft packings 56, 58, 60 and 62 at axially spaced apart locations on the shaft at sorted. The lower pack 56 consists of two chevron packs which cooperate along flattened sides oriented at an angle. When an axial pressure is exerted on the chevron packs, these exert a radially oriented sealing force on the shaft and the housing. The packs 56 , 58 and 60 are supported by a shoulder 64 formed in the housing. A cylindrical metallic stuffing box 62 transmits compressive forces to the other shaft packs supported in the housing. The structure and function of a similar shaft pack is described in detail in US Pat. No. 4,558,874.

Ein Betätigungsmechanismus 66 besteht gemäß der Darstellung im wesentlichen aus einem Handgriff 68 und enthält noch zwei nach abwärts verlaufende herabhängende Anschlagflächen 70 und 72. Diese gelangen in der Hahnoffen- und -schließstellung mit der Außenseite des Gehäuses 10 in Anlage. Zwei Muttern 74 und 76 sind an der Unter- und Oberseite des Handgriffes auf den Schaft aufgeschraubt. Sie versetzen die Schaftpackung in die richtige Abdichtlage und verklemmen den Handgriff auf dem Schaft. Fach leute werden jedoch sofort erkennen, daß auch andere Bauarten von Betätigungsmechanismen zur Zufriedenheit verwendet werden können, ohne daß man damit vom Gesamtkonzept oder Umfang der Erfindung abgeht.An actuating mechanism 66 essentially consists of a handle 68, as shown, and also contains two downwardly depending, depending stop surfaces 70 and 72 . These come into contact with the outside of the housing 10 in the open and closed position of the tap. Two nuts 74 and 76 are screwed onto the shaft at the top and bottom of the handle. They put the shaft pack in the correct sealing position and clamp the handle on the shaft. However, people will immediately recognize that other types of actuation mechanisms can be used to your satisfaction, without departing from the overall concept or scope of the invention.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 und in Weiterverfolgung der Darstellung in Fig. 1 werden nun besondere Einzelheiten der Dichtanordnungen B beschrieben. Fig. 2 zeigt einen Teil einer Dichtanordnung in zusammengebautem Zustand. Es leuchtet ein, daß die folgende Beschreibung gleichermaßen auch für die ande re Dichtanordnung gilt, es sei denn, daß anderes besonders vermerkt sei. Eine allgemein mit 80 bezeichnete, in Umfangs richtung kontinuierliche Schulter verläuft vom Gehäuse 10 nach innen in die Hahnkammer 12. Sie wird durch eine erste Axial fläche 82 und eine zweite Lager- oder Abstützfläche 84 be stimmt. Die Dichtanordnung B enthält einen Verstärkungs- oder Stützring 86 mit einer eingeschnittenen ersten Fläche 88. Die se liegt an einer Radialfläche 84 der Schulter an. Der Stütz ring weist eine durchgehende Öffnung 90 auf. Diese liegt in einem Radialabstand vom Außenumfang des Kugelkükens. Der Stütz ring weist weiter radial ausgerichtete Stirnseiten 92 und 94 auf. Diese liegen im wesentlichen parallel zueinander. Der Stützring weist auch noch eine die Öffnung 90 und die Stirn fläche 92 verbindende konische zweite Fläche 96 auf. Diese konische Fläche liegt im allgemeinen parallel zu und in einem Abstand zum Umfang des Kugelkükens 36. Weiter sei noch erwähnt, daß die Stirnseite 94 des Stützringes an einer ersten Fläche 98 eines Sitzringes 100 anliegt.According to the illustration in FIG. 2 and following the illustration in FIG. 1, special details of the sealing arrangements B will now be described. Fig. 2 shows part of a sealing arrangement in the assembled state. It is obvious that the following description applies equally to the other sealing arrangement, unless otherwise noted. A generally designated 80 , in the circumferential direction continuous shoulder extends from the housing 10 inwards into the tap chamber 12th It is determined by a first axial surface 82 and a second bearing or support surface 84 be. The sealing arrangement B contains a reinforcement or support ring 86 with a cut first surface 88 . This lies against a radial surface 84 of the shoulder. The support ring has a through opening 90 . This lies at a radial distance from the outer circumference of the ball plug. The support ring further has radially aligned end faces 92 and 94 . These are essentially parallel to each other. The support ring also has an opening 90 and the end face 92 connecting conical second surface 96 . This conical surface is generally parallel to and at a distance from the circumference of the ball plug 36 . It should also be mentioned that the end face 94 of the support ring rests on a first surface 98 of a seat ring 100 .

Alternativ und wie es in der US-PS ..., die aus der Patentan meldung 5 42 399 hervorging, beschrieben ist, muß der Verstär kungs- oder Stützring 86 nicht in ausgewählte Hahnkonstruktio nen eingebaut werden. Bei Wegfall des Stützringes wird die La gerfläche 84 ohne nachteilige Auswirkungen zwangsläufig die erste Fläche 98 des Sitzringes abstützen. Die verbleibende Be schreibung bezieht sich auf eine Hahnkonstruktion, die einen zwischen der Umfangsschulter 80 und einem Sitzring 100 einge legten besonderen Stützring verwendet. Fachleute werden erken nen, daß dieser Stützring bei bestimmten, ausgewählten Hahn konstruktionen weggelassen werden könnte und die verbleibende Hahnfunktion in im wesentlichen der gleichen Weise vor sich geht.Alternatively and as described in US-PS ..., which resulted from the patent application 5 42 399, the reinforcement or support ring 86 does not have to be installed in selected Hahnkonstruktio NEN. If the support ring is omitted, the bearing surface 84 will inevitably support the first surface 98 of the seat ring without any adverse effects. The rest of the description relates to a faucet construction that uses a special support ring inserted between the circumferential shoulder 80 and a seat ring 100 . Those skilled in the art will recognize that this support ring could be omitted from certain selected faucet designs and the remaining faucet function operates in essentially the same manner.

Der Sitzring 100 besteht aus einem elastischen Werkstoff, wie zum Beispiel einem Kunststoff oder einem kunststoffartigen Ma terial. Nach Maßgabe der besonderen Betriebsbedingungen, de nen der Hahn ausgesetzt ist, kann auch ein anderes Material verwendet werden. Der Sitzring weist eine durchgehende Öffnung 102 auf. Gegenüber der Öffnung 90 des Stützringes 96 ist diese radial nach innen versetzt. Eine zweite, im allgemeinen bogen förmige Oberfläche 104 weist im entspannnten, nicht zusammen gebauten Zustand einen Krümmungsradius auf, der größer als der Krümmungsradius der Außenfläche des Kugelkükens C ist. Eine dritte Fläche 106 ist dem benachbarten Endstück 16 zugekehrt. Sie ist kegelstumpfförmig und im allgemeinen parallel zu der ersten Fläche 98 des Sitzringes. Die dritte Fläche liegt an einer Scheibenfeder 114 an.The seat ring 100 consists of an elastic material, such as a plastic or a plastic-like material. Depending on the special operating conditions to which the tap is exposed, a different material can be used. The seat ring has a through opening 102 . Opposite the opening 90 of the support ring 96 , this is offset radially inwards. A second, generally arcuate surface 104 , in the relaxed, unassembled state, has a radius of curvature that is greater than the radius of curvature of the outer surface of the ball plug C. A third surface 106 faces the adjacent end piece 16 . It is frusto-conical and generally parallel to the first surface 98 of the seat ring. The third surface rests on a disc spring 114 .

Im nicht zusammengedrückten Zustand weist die Scheibenfeder 114 eine im allgemeinen kegelstumpfförmige Gestalt auf. Bei Einbau in den Kugelhahn wird die Scheibenfeder in einen im we sentlichen abgeflachten Zustand gedrückt. Ein erster, radial innenliegender Abschnitt 116 liegt dann an einer dritten Flä che 106 am Sitzring an, während ein radial außenliegender Ab schnitt 118 an der Schulter 20 des Endstückes 16 anliegt. Der abgeflachte Zustand der Scheibenfeder bewirkt, daß der Sitz ring 100 im wesentlichen entlang der bogenförmigen Oberfläche 104 in der dargestellten Weise in dichtende Anlage an das Ku gelküken 36 angedrückt wird.When not compressed, the disc spring 114 is generally frusto-conical in shape. When installed in the ball valve, the disc spring is pressed into a substantially flattened state. A first, radially inner section 116 then lies against a third surface 106 on the seat ring, while a radially outer section 118 abuts the shoulder 20 of the end piece 16 . The flattened state of the disc spring causes the seat ring 100 is pressed substantially along the arcuate surface 104 in the illustrated manner in sealing contact with the Ku chick 36 .

Ein wiederholtes Öffnen und Schließen des Hahnes führt insbe sondere bei rauhen Betriebsbedingungen zu einem Eintritt von Verschmutzungen in den zwischen dem Kugelküken, der Hahnkam mer und den Dichtanordnungen ausgebildeten Hohlraum 120 (Fig. 1 und 2). Der Eintritt von Verschmutzungen in diesen Hohlraum kann die richtige Funktion des Hahnes einschränken oder herab setzen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen genauen Strömungsweg des Druckmittels durch den Hahn und verhindert den Eintritt von Druckmittel in den Hohlraum 120. Dadurch wird die wirksame Betriebsdauer des Hahnes verlängert und der Hahn arbeitet einwandfrei und glatt.Repeated opening and closing of the tap leads, in particular in rough operating conditions, to the occurrence of dirt in the cavity 120 formed between the ball plug, the tap chamber and the sealing arrangements (FIGS . 1 and 2). The entry of dirt into this cavity can restrict or reduce the correct function of the tap. The present invention enables a precise flow path of the pressure medium through the tap and prevents the entry of pressure medium into the cavity 120 . This extends the effective operating time of the tap and the tap works perfectly and smoothly.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 2 ist der Hohlraum 120 durch Verwendung von zwei identischen Totraum-Ringen 122 im wesentlichen ausgefüllt. Einer der Totraum-Ringe wird in den Fig. 3 bis 5 in Einzelheiten gezeigt. Er ist allgemein mit 122 bezeichnet. Es sei darauf verwiesen, daß der andere Totraum-Ring im wesentlichen identisch ausgebildet ist. Die Totraum-Ringe bestehen aus einem Werkstoff mit niedrigem Rei bungskoeffizienten. Damit wird eine Erhöhung des zum Betrei ben des Hahnes bei Vorhandensein dieser Totraum-Ringe erfor derlichen Drehmomentes begrenzt. Als Beispiel sei genannt, daß bevorzugte und alternative Ausführungsformen der hier offen barten Totraum-Ringe Polytetrafluoräthylen, das mit Glas- oder Kohlenstoffasern verstärkt ist, verwendet. Es leuchtet jedoch ein, daß zur Anpassung an andere Betriebsbedingungen und/oder Parameter auch andere Werkstoffe verwendet werden könnten.As shown in FIGS. 1 and 2, the cavity 120 is essentially filled by using two identical dead space rings 122 . One of the dead space rings is shown in detail in FIGS. 3 to 5. It is generally designated 122 . It should be noted that the other dead space ring is essentially identical. The dead space rings are made of a material with a low coefficient of friction. An increase in the torque required to operate the tap in the presence of these dead space rings is thus limited. As an example, it should be mentioned that preferred and alternative embodiments of the open space rings disclosed here use polytetrafluoroethylene which is reinforced with glass or carbon fibers. However, it is clear that other materials could also be used to adapt to other operating conditions and / or parameters.

Insbesondere gilt, daß die Außenfläche oder der Umfang 130 des Ringes 122 so bemessen und geformt ist, daß er mit enger Pas sung von der Seitenwand der Hahnkammer 12 aufgenommen wird. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform weist die Außenflä che des Totraum-Ringes eine im allgemeinen glatte Kontur auf und verläuft von einer Innenkante 132 zu einer rückwärtigen Schulter 134. Der Ring weist weiter eine äußere, zwischen der Schulter 134 und einem äußeren Kantenabschnitt 138 verlaufen de abgeschrägte Fläche 136 auf. Wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Schulter 134, die abgeschrägte Flä che 136 und der äußere Kantenabschnitt 138 an die Stirnseite 92, die gekrümmte Fläche 96 und die Öffnung 90 des Stützrin ges 86 angepaßt. In dem Ring wird eine zentrale, durchgehende Öffnung von einer im allgemeinen gekrümmten Oberfläche 140 be grenzt und liegt konzentrisch in einem Abstand von dem Außen umfang 130. Dadurch ergibt sich eine dichte Anlage an der Au ßenfläche des Kugelkükens. Die Größe der zentralen Öffnung nimmt allmählich von ihrem größten Durchmesser an der Innen kante 132 bis zu ihrem kleinsten Durchmesser am äußeren Kanten abschnitt 138 (Fig. 4) ab. Die Innenkante 132 des in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Totraum-Ringes liegt oder liegt nahezu an der entsprechenden Kante am anderen Totraum-Ring an. Auch der Außenkantenabschnitt 138 jedes Totraum-Ringes liegt an der ersten Fläche 98 des zugehörigen Sitzringes (Fig. 1 und 2) an. Ein bogenförmiger Ausschnitt 142 verläuft durch die Seiten wand des Totraum-Ringes. Wenn die Ausschnitte in den beiden Totraum-Ringen einander gegenübergesetzt werden, nehmen sie den Betätigungsschaft des Hahnes auf. Dies wird deutlich in Fig. 1 dargestellt. Die Ausschnitte sind so bemessen, daß sie den Flansch 44 mit enger Passung aufnehmen.In particular, the outer surface or circumference 130 of the ring 122 is dimensioned and shaped so that it is received with a narrow fit solution from the side wall of the faucet chamber 12 . In the preferred embodiment shown, the outer surface of the dead space ring has a generally smooth contour and extends from an inner edge 132 to a rear shoulder 134 . The ring also has an outer tapered surface 136 extending between the shoulder 134 and an outer edge portion 138 . As shown in particular in Fig. 2, the shoulder 134 , the tapered surface 136 and the outer edge portion 138 are adapted to the front side 92 , the curved surface 96 and the opening 90 of the support ring 86 . In the ring, a central through opening is delimited by a generally curved surface 140 and is concentric at a distance from the outer circumference 130 . This results in a tight fit on the outer surface of the ball plug. The size of the central opening gradually decreases from its largest diameter at the inner edge 132 to its smallest diameter at the outer edge portion 138 ( Fig. 4). The inner edge 132 of the dead space ring shown in FIGS . 3 to 5 lies or lies almost on the corresponding edge on the other dead space ring. The outer edge section 138 of each dead space ring also bears on the first surface 98 of the associated seat ring ( FIGS. 1 and 2). An arcuate cutout 142 runs through the side wall of the dead space ring. When the cutouts in the two dead space rings are placed opposite each other, they take up the operating shaft of the valve. This is clearly shown in Fig. 1. The cutouts are sized to accommodate the flange 44 with a close fit.

Unter Bezug auf diese bevorzugte Ausführungsform der Totraum- Ringe und bei Zusammenbau des Kugelhahnes werden die Totraum- Ringe 122 zuerst auf den Kugelhahn aufgesetzt und die Abdicht anordnungen B werden dann in die Hahnkammer 12 eingeschoben. Die Endstücke 14 und 16 werden dann auf das Hahngehäuse aufge setzt und mit den Befestigungseinrichtungen 26 im zusammenge bauten Zustand gehalten. Nach dem Zusammenbau wird der Hohl raum 120, der bei den bekannten Hähnen im allgemeinen offen ge lassen wurde, nun mit den beiden Totraum-Ringen gefüllt. Der einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisende Werkstoff er höht das Drehmoment, das der Operator zum Drehen des Kugelkü kens zwischen der Offen- und der Schließstellung aufwenden muß, nicht wesentlich.With reference to this preferred embodiment of the dead space rings and when assembling the ball valve, the dead space rings 122 are first placed on the ball valve and the sealing arrangements B are then inserted into the valve chamber 12 . The end pieces 14 and 16 are then placed on the tap housing and held with the fasteners 26 in the assembled state. After assembly, the cavity 120 , which was generally left open in the known taps, is now filled with the two dead space rings. The material having a low coefficient of friction does not significantly increase the torque that the operator has to use to turn the ball valve between the open and closed positions.

Es sei bemerkt, daß die Totraum-Ringe zusätzlich aus einem formbeständigen Werkstoff bestehen. Damit wird ein Kaltfluß der Ringe in den Durchgang 38 des Kugelkükens begrenzt. Bei geschlossenem Hahn müssen die Totraum-Ringe den Druckmittel- Durchgang des Kugelkükens stetig überdecken. Beim Überdecken der Öffnung werden die Totraum-Ringe nicht abgestützt und sind damit einem Verbiegen und einem Verformen ausgesetzt. Zum Her absetzen der Wahrscheinlichkeit eines solchen Verformens be stehen die Totraum-Ringe aus einem formhaltenden Werkstoff, wie zum Beispiel dem vorstehend beschriebenen verstärkten Poly tetrafluoräthylen. Dies führt zu einer Verlängerung der Be triebsdauer des Hahnes. Gleichzeitig wird eine Beeinträchtigung des Mechanismus und der Vorteile der auf den beiden Seiten des Hahnkükens befindlichen Abdichtanordnungen vermieden. Die Ge samtanordnung führt zu einer Dichtwirkung mit niedrigem Druck. Dies gleicht die Abnutzung der Abdichtelemente aus und verhin dert ein Eindringen von Verschmutzungen in den Hahnkammerhohl raum.It should be noted that the dead space rings additionally consist of a dimensionally stable material. This limits the cold flow of the rings into the passage 38 of the ball plug. When the valve is closed, the dead space rings must cover the pressure medium passage of the ball valve constantly. When the opening is covered, the dead space rings are not supported and are therefore subject to bending and deformation. To reduce the likelihood of such deformation, the dead space rings are made of a shape-retaining material, such as, for example, the reinforced poly tetrafluoroethylene described above. This leads to an extension of the operating time of the tap. At the same time, an impairment of the mechanism and the advantages of the sealing arrangements located on both sides of the cock plug are avoided. The overall arrangement leads to a sealing effect with low pressure. This compensates for the wear of the sealing elements and prevents dirt from entering the cock chamber cavity.

Die Fig. 2A und 5A zeigen eine alternative Ausführungsform des zuvor beschriebenen Totraum-Ringes. Auch hier wird wieder nur eine Abdichtanordnung in ihren Einzelheiten beschrieben. Es leuchtet ein, daß die gleiche Beschreibung in gleichem Ma ße auch für die andere Abdichtanordnung gilt, es sei denn, daß dies besonders vermerkt sei. Zum Erleichtern der Beschreibung werden gleiche Teile zusätzlich mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Apostrophs (′) bezeichnet, und neue Tei le werden mit neuen Bezugszeichen gekennzeichnet. Figs. 2A and 5A illustrate an alternative embodiment of the dead space ring described above. Again, only one sealing arrangement is described in detail. It is obvious that the same description applies equally to the other sealing arrangement, unless this is particularly noted. To facilitate the description, the same parts are additionally identified by the same reference numerals with the addition of an apostrophe ('), and new parts are identified by new reference numerals.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2A enthält eine Schulter 80′ ei ne erste und eine zweite Fläche 82′ bzw. 84′, wobei die zweite Fläche 84′ zur Anlage an den Stützring 86′ bestimmt ist. Die ser Stützring ist von einfacherer Konstruktion als dies in be zug auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde. Er enthält eine Innenöffnung 90′ und Stirnseiten 92′ und 94′. Der Sitzring 100′ und die Scheibenfeder 114′ sind von identischer Konstruktion. Dadurch wird der Sitzring ständig in dichtende Anlage an das Kugelküken 36′ gedrückt.As shown in Fig. 2A contains a shoulder 80 'ei ne first and second surfaces 82' and 84 ', wherein the second surface 84' is intended to rest on the support ring 86 '. This support ring is of simpler construction than that described in relation to the preferred embodiment. It contains an inner opening 90 'and end faces 92 ' and 94 '. The seat ring 100 'and the disc spring 114 ' are of identical construction. As a result, the seat ring is constantly pressed in sealing contact with the ball valve 36 '.

Der andere Totraum-Ring 122′ von Fig. 5A ist auch von einfache rer Konstruktion als die bevorzugte Ausführungsform. Eine glat te Außenfläche 130′ verläuft von einer Innenkante 132′ zu ei ner rückwärtigen Fläche 134′. Die rückwärtige Fläche 134′ liegt im wesentlichen entlang der Stirnseite 92′ am Stützring 86′ an. Zusätzlich ist ein bogenförmiger Ausschnitt 142′ vorgesehen. In der gleichen, zuvor beschriebenen Weise nimmt er den Flansch 44′ des Betätigungsschaftes mit enger Passung auf. Die Anwen dung und die Funktion dieses alternativen Totraum-Ringes ist auch ähnlich wie vorstehend beschrieben.The other dead space ring 122 'of FIG. 5A is also of simple construction as the preferred embodiment. A smooth outer surface 130 'extends from an inner edge 132 ' to a rear surface 134 '. The rear surface 134 'lies essentially along the end face 92 ' on the support ring 86 '. In addition, an arcuate cutout 142 'is provided. In the same manner as described above, it receives the flange 44 'of the operating shaft with a close fit. The application and the function of this alternative dead space ring is also similar to that described above.

Die Erfindung ist unter Bezug auf bevorzugte und wechselweise zu verwendende Ausführungsformen beschrieben worden. Offen sichtlich werden andere bei einem Lesen und Verstehen dieser Beschreibung auf Abwandlungen und Änderungen stoßen. Es ist beabsichtigt, alle diese Änderungen und Abwandlungen einzu schließen, soweit sie in den Bereich der beifolgenden Patent ansprüche oder deren Äquivalente fallen.The invention is preferred with respect to and alternate Embodiments to be used have been described. Open others become visible when reading and understanding them Description encounter variations and changes. It is intends to incorporate all of these changes and modifications close insofar as they fall within the scope of the following patent claims or their equivalents fall.

Claims

1. Ball valve with:

a housing with a central passage; a ball plug with a pressure medium flow channel passing through it, the ball plug being arranged in the passage and being selectively rotatable between a valve open and closed position for controlling the pressure medium flow through the valve and further having a radius of curvature on an outer wall surface;
a shoulder which extends radially inwards in the passage and which is arranged in the passage on one of its sides on its circumference and generally faces the ball valve;
a bearing surface extending radially inward in the passageway and located on one side of the ball plug on the periphery of the passageway and generally facing the shoulder;
an assembled seat member arrangement arranged in the passage on one side of the ball plug between the shoulder and the bearing surface for effecting a pressure-tight connection to the ball plug, the seat member arrangement having the following features:
a sealing ring for elastic deflection generally in the direction of the associated Lagerflä surface and away from it and with a central opening, a shoulder generally facing the first upper surface, a bearing on the bearing surface second upper surface, the ball valve to the sealing system the outer wall surface of the ball plug facing third surface, wherein the third surface of the seat ring has a contour and in the unloaded, unassembled state has a radius of curvature which is greater than the radius of the ball plug;
an arranged between the seat ring and the shoulder disc spring with a central opening and a substantially frustoconical shape in the unloaded state;
a dead space ring with a first curvilinear upper surface, which lies close to the ball plug, and with a generally my shoulder facing second surface, the dead space ring essentially fills the central passage from; and
wherein the ball plug and the composite seat member arrangement are dimensioned such that the seat ring is bent and tensioned away from the bearing surface in the assembled state, so that it receives a radius of curvature on the third surface of the seat ring, which is generally equivalent to the radius of curvature of the ball plug and stands above the surface of the third surface of the seat ring with the ball plug in sealing contact, the disc spring being tensioned in the direction of a flattened state in order to press the third surface of the seat ring with the ball plug continuously.

2. Ball valve according to claim 1, characterized in that the Dead space ring made of polytetrafluoroethylene.

3. Ball valve according to claim 2, characterized in that the Polytetrafluoroethylene is reinforced with fibers.

4. Ball valve according to claim 1, characterized in that the Dead space ring to prevent cold flow in the print medium flow channel on a shape-retaining construction points.

5. Ball valve according to claim 1, characterized in that the Seat link arrangement one between the bearing surface and the Has seat ring arranged support ring.

6. Ball valve according to claim 1 to 5, with the following Merkma len:

a tap housing with a tap chamber formed in it,
a ball plug arranged in the cock chamber and rotatable between an open and closed position;
an actuating shaft cooperating with the ball plug for transmitting an applied force for rotating the ball plug;
a sealing arrangement with the following features: a bearing surface arranged on one side of the ball plug and extending radially inwards;
a seat ring with a first surface to the bearing surface, a second, generally curvilinear surface for sealing contact with the ball plug, the curvilinear surface in the relaxed, unassembled state having a radius of curvature which is greater than the radius of curvature of the Ball valve is, wherein the seat ring further ei ne through it through opening;
one between the seat ring and the cock chamber on ordered disc spring which presses the seat ring with the Ku gelküken in contact, the disc spring in the unloaded state has a generally frustoconical shape;
a dead space ring with a close to the ball plug lying first curvilinear surface and with a two-th surface that lies closely against the valve housing, the dead space ring essentially filling the valve chamber.

7. Ball valve according to claim 6, characterized in that the Dead space ring made of a material with a low friction exercise coefficient exists.

8. Ball valve according to claim 7, characterized in that the the material with the low coefficient of friction Is polytetrafluoroethylene.

9. Ball valve according to claim 6, characterized in that the Dead space ring to limit a cold flow of his work consists of a shape-retaining material.

10. Ball valve according to claim 6, characterized in that the Storage area contains a support ring.

11. Ball valve according to claim 1 to 10 with the following Merkma len:

a valve body with a generally cylinder-shaped pressure medium flow passage, with a ball plug with an opening passing through it, the ball plug filling a larger part of the passage and being accommodated in this for the purpose of rotation between an open and a closed position, the ball plug is axially displaceable depending on the pressure medium pressure conditions;
two support rings which are arranged on the two sides of the ball plug and are fixed at an inner axial position at a certain distance from the ball plug;
two seat rings, which are arranged on the two sides of the Kugelkü kens and bear against the support rings to limit their axial inward movement and have a curvilinear surface intended for contacting you on the Kugelküken;
two disc springs, which are arranged on both sides of the Ku gelkükens, the disc springs are further arranged in the cock chamber between the seat rings and the walls of the passage at an axially far outward position, and the disc springs the seat rings constantly dig towards the Push ball plug;
the support ring, seat ring and disc ring forming pair of primary sealing arrangements on the upstream and downstream sides;
wherein further a first and a second dead space ring are arranged on both sides of the ball plug and fill a smaller section of the passage, and wherein the dead space rings are arranged between the ball plug along a curvilinear surface and a support ring along a second surface.

12. Ball valve according to claim 11, wherein the dead space rings for Avoid cold flow into the ball plug opening are made of a shape-retaining material.

13. Ball valve according to claim 11, characterized in that the Dead space rings made of a material with a low friction exercise coefficients exist, so that a rotation of the tap chick without a significant increase in torque in the Comparison with a tap without these dead space rings can.

14. Ball valve according to claim 11, characterized in that the Dead space rings are made of polytetrafluoroethylene.

15. Ball valve according to claim 11, characterized in that the Dead space rings are reinforced with fibers.