DE2661013C2

DE2661013C2 -

Info

Publication number: DE2661013C2
Application number: DE19762661013
Authority: DE
Inventors: Earl Allen Bake; Leonard J. Pittsburgh Pa. Us Stephens; E.Frederick Coraopolis Pa. Us Schoeneweis
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Sensus Spectrum LLC
Priority date: 1975-09-17
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1987-11-26
Also published as: SE422834B; AU507621B2; GB1536729A; DE2641931A1; NL179844C; GB1536728A; IT1068472B; FR2324960A1; SE435544B; SE7906359L; NL7609732A; MX143438A; GB1536730A; AR215022A1; JPS6181064U; BR7606127A; AU1653876A; AR211028A1; NL179844B; DE2641931C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelhahn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a ball valve according to the Preamble of claim 1.

Ein solcher Kugelhahn ist aus der US-PS 35 50 902 bekannt. Dieser Kugelhahn eignet sich zum Einsatz in Anwendungs fällen, in denen äußere und innere Drücke auftreten, je doch sind keinerlei Maßnahmen gezeigt oder beschrieben, mit der der Innendruck ausgeglichen werden kann und dabei gleichzeitig die Dichtheit gegen Eindringen von Verunrei nigungen von außen her gewährleistet bleibt.Such a ball valve is known from US-PS 35 50 902. This ball valve is suitable for use in applications cases in which external and internal pressures occur, each but no measures are shown or described, with which the internal pressure can be balanced and at the same time at the same time, the tightness against the ingress of vermin from outside is guaranteed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelhahn der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei dem trotz der Möglichkeit eines Druckausgleichs von innen nach außen stets eine gute Dichtheit gegen Eindringen von Ver unreinigungen von außen her aufrechterhalten wird. The invention has for its object a ball valve to create the type described above, in spite of the possibility of pressure equalization from the inside out outside always a good seal against ingress of ver external cleaning is maintained.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im Kenn zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen ge löst. Im erfindungsgemäßen Kugelhahn bewirkt die in der Abdichtung zwischen der Abdeckkappe und dem Gehäuse vor gesehene konische äußere Ringfläche am Gehäuse, daß der Dichtring durch seine Elastizität nach dem Abheben unter Druckeinwirkung von innen anschließend wieder entlang dieser konischen Ringfläche an die Unterseite der Schul ter an der Abdeckkappe zurückversetzt wird. Dadurch ist die Dichtheit mit großer Zuverlässigkeit gewährleistet.This object is achieved according to the invention with the in Character of claim 1 specified features ge solves. In the ball valve according to the invention causes the Sealing between the cover cap and the housing seen conical outer ring surface on the housing that the Sealing ring thanks to its elasticity after lifting off Then press the pressure from the inside again this conical ring surface to the bottom of the school ter is set back on the cover cap. This is ensures tightness with great reliability.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous developments of the invention are in the Subclaims marked.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshal ber erläutert. Es zeigtThe invention will now be explained using the drawing about explained. It shows

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfin dungsgemäßen Kugelhahns, wobei ein Teil des Gehäuses weggeschnitten ist, damit das Innere besser erkennbar wird, und Fig. 1 is a perspective view of a ball valve according to the inven tion, with part of the housing cut away so that the interior is easier to see, and

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts durch die Lagerung der Abdeckkappe und einem O-Ring zur Entlüftung des die Schaltwelle umgebenden Bereichs. Fig. 2 is an enlarged view of a section through the storage of the cover cap and an O-ring for venting the area surrounding the selector shaft.

Der aus der Fig. 1 in seinem Gesamtaufbau er kennbare Kugelhahn weist ein Gehäuse 12 mit drei äußeren Ge häuseteilen auf, nämlich einem Hauptkörper 13 und zwei Endab schnitten 18 und 20. Diese Elemente bestehen zur Erzielung einer Kompatibilität mit den angrenzenden Leitungsrohren aus Polyäthylen mit dessen inhärenten Vorzügen bezüglich der Ein flüsse in der Umgebung des Montageortes. Der Hauptkörper 13 umschließt ein Polypropylen-Küken 14; er trägt außerdem eine Betäti gungsanordnung 16. Eine Schaltwelle 54 zum Stellen des Kugelhahns besteht aus einem Kunststoffmaterial, das auch bei starker Feuchtigkeitseinwirkung nur geringfügig aufquillt und keine Porösitätsprobleme bringt, wie dies bei glasgefüllten Materialien zuweilen der Fall ist. Die Endab schnitte 18 und 20 sind in der Regel gleich ausgebildet, ausgenommen dann, wenn unterschiedliche Anschlüsse an den Leitungsrohren erforderlich sind; sie sind an Verbindungs stellen 22 und 24 an den Hauptkörper 13 angefügt. Die Ver bindungsstellen 22 und 24 sind als Stoßschweißstellen aus geführt und werden in der weiter unten näher erläuterten Weise hergestellt. Die äußeren Enden der Endabschnitte 18 und 20 sind zur Erzeugung irgendeiner gewünschten Anschluß ausbildung angepaßt, wobei jedes Ende einzeln an unterschiedli che Anschlußbedingungen angepaßt sein kann.He identifiable ball valve of FIG. 1 in its overall construction includes a housing 12 with three outer Ge on housing parts, namely a main body 13 and two Endab cut 18 and 20. These elements exist to achieve compatibility with the adjacent conduits made of polyethylene with its inherent advantages with regard to the influences in the vicinity of the installation site. The main body 13 encloses a polypropylene plug 14 ; it also carries an actuation arrangement 16 . A switching shaft 54 for setting the ball valve consists of a plastic material which swells only slightly even when exposed to strong moisture and does not cause any porosity problems, as is sometimes the case with glass-filled materials. The Endab sections 18 and 20 are generally the same, except when different connections to the conduit are required; they are at connection points 22 and 24 attached to the main body 13 . The Ver connection points 22 and 24 are performed as butt welds and are made in the manner explained in more detail below. The outer ends of the end portions 18 and 20 are adapted to provide any desired connection training, each end may be individually adapted to different connection conditions.

Im Inneren des Kugelhahns sind Dichtringe 26 und 28 in Ausneh mungen der Endabschnitte 18 und 20 vorgesehen. Die Dichtrin ge 26 und 28 werden durch Haltestücke 32 aus Polypro pylen lagegesichert. Inside the ball valve sealing rings 26 and 28 are provided in Ausneh measurements of the end portions 18 and 20 . The sealing ring 26 and 28 are secured in position by holding pieces 32 made of polypropylene.

Es sind nicht dargestellte Entlüftungsöffnungen vorgesehen, die dazu dienen, den Druck hinter den Haltestücken 32 einer seits und im Mittelstück des Gehäuses 12 andererseits auszugleichen, so wie auch des Druckes hinter den Dichtringen 26 und 28. Da durch werden unausgeglichene Krafteinwirkungen auf die Dicht ringe 26 und 28 während des Betriebes des Kugelhahns vermieden. Diese Teile und ihre aneinander anliegende Oberflächen sind so ausgelegt, daß an den Anlageflächen die gewünschte Vor belastung des Dichtringes 26 bei seiner Berührung mit dem Küken 14 erzeugt wird. Das Haltestück für den Dichtring dient sowohl zur Lagesicherung des Dichtringes 26 als auch zur exakten Lageausrichtung des Endabschnittes 18 gegenüber dem Hauptkörper 13 des Gehäuses 12. Vent openings (not shown) are provided which serve to compensate for the pressure behind the holding pieces 32 on the one hand and in the center piece of the housing 12 on the other hand, as well as the pressure behind the sealing rings 26 and 28 . Since unbalanced forces on the sealing rings 26 and 28 are avoided during operation of the ball valve. These parts and their abutting surfaces are designed so that the desired load on the sealing ring 26 is generated on its contact with the plug 14 on the contact surfaces. The holding piece for the sealing ring serves both for securing the position of the sealing ring 26 and for the exact positional alignment of the end section 18 with respect to the main body 13 of the housing 12 .

Das Ende 70 der Schaltwelle 54, welches sich über das obere Ende eines Vorsprunges 72 des Hauptkörpers 13 hinaus erstreckt, ist mit nicht-kreisförmigen Abschnitten geformt, welche zur Übermittlung des Drehmomentes auf das Küken 14 dienen. Über dieses vorspringende Ende 70 ist eine Abdeckkappe 74 gesetzt. Die Abdeckkappe 74 weist eine große Bohrung 76 auf, die den darunterliegenden Vosprung 72 teilweise übergreift. In der Bohrung 76 sind eine innere Ringschulter 78 und eine Ausneh mung 80 vorgesehen, die so dimensioniert sind, daß sie über eine Lippe 82 am oberen Ende des Vorsprunges 72 greifen und federnd einschnappen. Die Lippe 82 weist einen größeren Außen durchmesser auf als die Schulter 78, wird jedoch in der Aus nehmung 80 frei aufgenommen. Die Lippe 82 ist bevorzugt nicht durchgehend umlaufend ausgebildet, sondern weist in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise wenigstens eine Lücke 83 auf, um eine Druckabdichtung zwischen der Schulter 78 und der Lippe 82 zu vermeiden. Das Material der Abdeckkappe erlaubt geringfügi ge Verformungen während der Montage und eine Zurückfederung in die ursprüngliche Form, nachdem die Schulter 78 über die Lippe 82 gedrückt worden ist, so daß die Abdeckkappe 74 in ihrer Endlage am Vorsprung 72 einschnappt und die Öffnung 64 für die Schaltwelle umgibt. Als Schutz gegen den Eintritt von Fremdkörpern von der Außenseite her ist das offene Ende der Abdeckkappe 74 mit einer Gegenbohrung versehen, welche einen O-Ring 84 aufnimmt. Der O-Ring 84 ist an einer geneigten oder konischen Außenfläche des Vorsprunges 72 gelagert. Die Nei gung ist dabei so bemessen, daß der O-Ring 84 in Anlage an die Unterseite der Schulter 78 der Kappe 74 gedrückt wird und so normalerweise das geringe Spiel zwischen der Schul ter 78 und dem Vorsprung 72 dichtend überdeckt. Im Falle einer Leckströmung vom Inneren des Hahnes her um die Schalt welle herum kann sich der O-Ring 84 zum Ausgleich von Druckunterschieden von seiner Dichtlage im Dichtspalt entfernen und anschließend wieder in seine Dichtstellung zurückkehren. The end 70 of the control shaft 54 , which extends beyond the upper end of a projection 72 of the main body 13 , is shaped with non-circular sections which serve to transmit the torque to the plug 14 . A cover cap 74 is placed over this projecting end 70 . The cover cap 74 has a large bore 76 , which partially overlaps the projection 72 below it. In the bore 76 , an inner annular shoulder 78 and a Ausneh tion 80 are provided, which are dimensioned so that they engage over a lip 82 at the upper end of the projection 72 and snap resiliently. The lip 82 has a larger outer diameter than the shoulder 78 , but is freely received in the recess 80 . The lip 82 is preferably not formed all the way round, but has at least one gap 83 in the manner shown in FIG. 2 in order to avoid a pressure seal between the shoulder 78 and the lip 82 . The material of the cap allows small ge deformations during assembly and a spring back into the original shape after the shoulder 78 has been pressed over the lip 82 , so that the cap 74 snaps in its end position on the projection 72 and the opening 64 for the selector shaft surrounds. To protect against the entry of foreign bodies from the outside, the open end of the cover cap 74 is provided with a counterbore which receives an O-ring 84 . The O-ring 84 is supported on an inclined or conical outer surface of the projection 72 . The Nei supply is dimensioned so that the O-ring 84 is pressed into contact with the underside of the shoulder 78 of the cap 74 and so normally covers the slight play between the school ter 78 and the projection 72 sealing. In the event of a leakage flow from the inside of the tap around the switching shaft, the O-ring 84 can remove its sealing position in the sealing gap to compensate for pressure differences and then return to its sealing position.

Die Außenseite der Kappe 74 weist einen kreisförmigen Ab schnitt 90 mit vermindertem Durchmesser zur Aufnahme eines Adapters 92 für einen Schraubenschlüssel od. dgl. auf, wobei der Adapter 92 spielfrei an der Kappe sitzt und an seiner Außenseite zur Aufnahme eines Schaltwerkzeuges wie eines Schraubenschlüssels ausgebildet ist. Zwischen der Kappe 74 und dem Adapter 92 ist als Kupplung ein Scherstift 94 vorge sehen. Der Scherstift 94 schert bei einer Aufbringung eines vorgegebenen, zu großen Drehmomentes auf die Schaltwelle ab. Dadurch ist eine Beschädigung der Innenteile des Kugelhahnes vermieden.The outside of the cap 74 has a circular section 90 from a reduced diameter for receiving an adapter 92 for a wrench or the like. The adapter 92 is seated on the cap without play and is designed on its outside for receiving a switching tool such as a wrench . Between the cap 74 and the adapter 92 a shear pin 94 is seen as a clutch. The shear pin 94 shears off when a predetermined, excessive torque is applied to the selector shaft. This prevents damage to the inner parts of the ball valve.

Claims

1. Ball valve for use when internal and external pressures occur with a housing exposed to an external pressure on its outside with a flow channel therein for guiding a fluid generating an internal pressure, a ball in the housing which is used to open and close the flow channel between two switch positions is movable, an actuating device with a switching shaft rotatably mounted in the housing for moving the ball between its two switching positions, the switching shaft extending from the housing interior to the housing exterior through the housing and creating a potential leakage flow path along the switching shaft, characterized in that that to actuate the control shaft ( 54 ) from the outside, a cover cap ( 74 ) connected to this drive is provided, that a shoulder ( 78 ) is attached to the cover cap ( 74 ), that on the housing ( 13 ) one to the axis of the control shaft ( 54 ) tapered running ring surface is attached, wherein the space between the underside of the shoulder ( 78 ) and the annular surface forms a continuation of the leakage flow path, and that an elastic sealing device ( 84 ) is provided, which presses and seals the ring surface on the housing ( 13 ) and seals against the underside of the shoulder ( 78 ).

2. Ball valve according to claim 1, characterized in that the housing ( 12 ) on its outside in the region of the circumference of the control shaft ( 54 ) has a lip ( 82 ), and that the cover cap ( 74 ) on its inside with an annular recess ( 80 ) is designed to receive the lip ( 82 ), the cover cap ( 74 ) being connectable to the housing ( 13 ) by elastic deformation and springing back into the tension-free state when the lip ( 82 ) is joined to the cover cap ( 74 ).

3. Ball valve according to claim 2, characterized in that the sealing device is an elastic O-ring ( 84 ) which surrounds the switching shaft ( 54 ) below the lip ( 82 ) and bears on the cover cap ( 74 ).

4. Ball valve according to claim 2 or 3, characterized in that the lip ( 82 ) on its periphery on the outside of the housing ( 12 ) has at least one gap at which a sealing system between the lip ( 82 ) and the cap ( 74 ) is avoided.