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Title:
BALL VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/104692
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a ball valve, especially a three-way ball valve, comprising a housing (10) which accommodates a substantially spherical valve base (1; 26). In said housing an especially straight passage (20) is disposed between two especially coaxially disposed connections (E, A). Said passage is open in a first position of the valve base (1; 26) and is closed in a second position of the valve base (1; 26). The invention is characterized in that the passage (20) is closed in a third position of the valve base (1; 26) in such a manner that one of the passages (E, A) communicates with a drain opening (43) provided on the housing (10).

Inventors:
KUMPF WILLI (DE)
SPERBER HERMANN (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/005771
Publication Date:
December 18, 2003
Filing Date:
June 03, 2003
Export Citation:
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Assignee:
IAT INGOLSTADT ARMATUREN TECHN (DE)
KUMPF WILLI (DE)
SPERBER HERMANN (DE)
International Classes:
F16K5/06; F16K11/087; (IPC1-7): F16K5/06; F16K24/02
Foreign References:
US4027698A1977-06-07
GB2235036A1991-02-20
US5785074A1998-07-28
Attorney, Agent or Firm:
Brisch, Georg (Stuttgart, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Kugelhahn, insbesondere Dreiwegekugelhahn, mit einem einen im Wesentlichen kugelförmigen Ventilkörper (1 ; 26) aufnehmenden Ge häuse (10), in dem ein zwischen zwei insbesondere koaxial ange ordneten Anschlüssen (E, A) insbesondere gradlinig verlaufender Durchlass (20) vorgesehen ist, der in einer ersten Stellung des Ven tilkörpers (1 ; 26) geöffnet und in einer zweiten Stellung des Ventilkör pers (1 ; 26) geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (20) in einer dritten Stellung des Ventilkörpers (1 ; 26) so verschlossen ist, dass einer der Anschlüsse (E, A) mit einer Entlee rungsöffnung (43) in Verbindung steht, die an dem Gehäuse (10) vorgesehen ist.
2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (1 ; 26) ein Durchgangsloch (2 ; 28) aufweist, von dem ein Entleerungskanal (3 ; 29) ausgeht, der in der zweiten Stellung des Ventilkörpers (1 ; 26) insbesondere durch das Gehäuse (10) ge schlossen ist, und der in der dritten Stellung des Ventilkörpers (1 ; 26) mit der Entleerungsöffnung (43) in Verbindung steht.
3. :.
4. Kugelhahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Entleerungskanal (3 ; 29) einen kleineren Querschnitt aufweist als das Durchgangsloch (2 ; 28) in dem Ventilkörper.
5. Kugelhahn nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Entleerungskanal (3 ; 29) im Wesentlichen quer zu dem Durchgangsloch (2 ; 28) in dem Ventilkörper (1 ; 26) angeordnet ist.
6. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Ventilkörper (1 ; 26) die Gestalt einer Kugel mit einem kreiszylindermantelförmigen Durchgangsloch (2 ; 28) aufweist.
7. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass der Entleerungskanal (3 ; 29) als Durchgangsbohrung ausgebildet ist.
8. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der Entleerungskanal (3 ; 29) bezogen auf das Durch gangsloch (1 ; 28), mittig in dem Ventilkörper (1 ; 26) angeordnet ist.
9. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Entleerungsöffnung (43) in der Nähe des Durch lasses (20) in dem Gehäuse (10) angeordnet ist.
10. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass im Bereich der Entleerungsöffnung (43) zwischen dem Gehäuse (10) und dem Ventilkörper (1) eine insbesondere ring förmige Dichtung (41) angeordnet ist.
11. Kugelhahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass an dem Ventilkörper (1) ein Betäti gungsorgan (14) angebracht ist, mit dem der Ventilkörper (1) in die drei Stellungen verstellt werden kann.
Description:
Kugelhahn Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn, insbesondere einen Dreiwe- gekugelhahn, mit einem einen im Wesentlichen kugelförmigen Ven- tilkörper aufnehmenden Gehäuse, in dem ein zwischen zwei insbe- sondere koaxial angeordneten Anschlüssen insbesondere gradlinig verlaufender Durchlass vorgesehen ist, der in einer ersten Stellung des Ventilkörpers geöffnet und in einer zweiten Stellung des Ventil- körper geschlossen ist.

Kugelhähne werden zum Beispiel in Wasserversorgungsleitungssys- temen eingesetzt, um den Durchfluss durch bestimmte Leitungsab- schnitte gezielt zu unterbrechen. Aus Frostschutzgründen kann es zum Beispiel erforderlich sein, einen von der Wasserversorgung ab- getrennten Leitungsabschnitt zu entleeren. Zu diesem Zweck kann zusätzlich zu dem Kugelhahn ein separates Entleerungsventil vorge- sehen werden. Das separate Entleerungsventil ist in der geöffneten Stellung des Kugelhahn geschlossen. Wenn der Durchfluss durch den Kugelhahn unterbrochen ist, kann das Entleerungsventil geöff- net werden, um den zugehörigen Leitungsabschnitt zu entleeren.

Nach dem Entleeren kann das Entleerungsventil wieder geschlossen werden, um zu verhindern, dass Schmutz oder Bakterien aus der Umgebung in den entleerten Leitungsabschnitt gelangen können.

Die Herstellung eines Kugelhahn mit einem zusätzlichen Entlee- rungsventil ist aufwendig und teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kugelhahn der eingangs geschilderten Art mit Entleerungsfunktion bereitzustellen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Die Aufgabe wird durch einen Kugelhahn gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist. Der Kugelhahn ist vorzugsweise als Dreiwegekugelhahn ausgebildet. In einem Gehäuse, das ein-oder mehrteilig ausgebildet sein kann, ist ein im Wesentlichen kugelförmi- ger Ventilkörper aufgenommen. In dem Gehäuse ist ein Durchlass vorgesehen, der zwischen zwei koaxial angeordneten Anschlüssen gradlinig von der Eingangsseite zur Ausgangsseite des Gehäuses verläuft. Der Ventilkörper ist drehbar in dem Gehäuse aufgenommen und kann mindestens drei unterschiedliche, definierte Stellungen einnehmen. In der ersten Stellung des Ventilkörpers ist der Durch- lass durch das Gehäuse geöffnet. In der zweiten Stellung des Ventil- körpers ist der Durchlass geschlossen. In der dritten Stellung des Ventilkörpers ist der Durchlass auf der Eingangsseite verschlossen.

Die Auslassseite des Durchlasses steht der dritten Stellung des Ven- tilkörpers mit einer Entleerungsöffnung in Verbindung, die an dem Gehäuse vorgesehen ist. Es wird also ein Kugelhahn in Form eines 3/3-Wegenventils mit integriertem Entleerungsventil geschaffen.

Durch die Integration des Entleerungsventils in den Kugelhahn kann auf ein separates Entleerungsventil verzichtet werden. Dadurch re- duziert sich die Baulänge des Kugelhahns.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kugelhahn ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper ein Durchgangsloch aufweist, von dem ein Entleerungskanal ausgeht, der in der zweiten Stellung des Ventilkörpers insbesondere durch das Gehäuse geschlossen ist, und der in der dritten Stellung des Ventilkörpers mit der Entlee- rungsöffnung in Verbindung steht. Die Anordnung des Entleerungs- kanals in dem Ventilkörper liefert den Vorteil, dass der Ventilkörper mit nur einem Betätigungselement ausgestattet sein braucht, mit Hil- fe dessen der Ventilkörper in die drei unterschiedlichen Stellungen gebracht, insbesondere verdreht werden kann.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kugelhahn ist dadurch gekennzeichnet, dass der Entleerungskanal einen kleineren

Querschnitt aufweist als das Durchgangsloch in dem Ventilkörper.

Da in der Regel nur ein begrenztes Volumen entleert werden muss, kann der Entleerungskanal einen deutlich kleineren Querschnitt auf- weisen als das Durchgangsloch.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kugelhahn ist dadurch gekennzeichnet, dass der Entleerungskanal im Wesentli- chen quer zu dem Durchgangsloch in dem Ventilkörper angeordnet ist. Dadurch wird gewährleistet, dass der Entleerungskanal in einen zwischen dem Ventilkörper und dem Gehäuse vorhandenen Ring- raum mündet. Der Ringraum stellt ein Totwassergebiet dar, in dem sich unter Umständen Bakterien und/oder Krankheitskeime ansam- meln können. Durch den in dieses Totwassergebiet mündenden Ent- leerungskanal kann einerseits Wasser austreten. Andererseits kann durch den Entleerungskanal auch Frischwasser in das Totwasserge- biet gelangen, wenn sich der Ventilkörper in der ersten Stellung be- findet. Dadurch ist eine gute Durchmischung der sich in dem Tot- wassergebiet ansammelnden Flüssigkeit gewährleistet. Darüber hin- aus dient der Entleerungskanal zur Belüftung des Ringraums, wenn sich der Ventilkörper in der dritten Stellung befindet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kugelhahn ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper die Gestalt einer Ku- -gel mit einem kreiszylindermantelförmigen Durchgangsloch aufweist.

Diese Ausgestaltung des Ventilkörpers hat den Vorteil, dass sie fer- tigungstechnisch einfach zu realisieren ist.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kugelhahn ist dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungskanal als Durch- gangsbohrung ausgebildet ist. Dadurch werden die Fertigungskosten weiter reduziert.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kugelhahn ist dadurch gekennzeichnet, dass der Entleerungskanal, bezogen auf

das Durchgangsloch, mittig in dem Ventilkörper angeordnet ist. Da- durch wird die größtmögliche Festigkeit und Stabilität des Ventilkör- pers gewährleistet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kugelhahn ist dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungsöffnung in der Nähe des Durchlasses in dem Gehäuse angeordnet ist. Das führt zu einer einfachen Bauform des Gehäuses und zu kurzen Verstellwegen für den Ventilkörper.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kugelhahn ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Entleerungsöffnung zwischen dem Gehäuse und dem Ventilkörper eine insbesondere ringförmige Dichtung angeordnet ist. Die Dichtung verhindert, dass Wasser in den Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Ventilkörper gelangt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kugelhahn ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ventilkörper ein Betätigungs- organ angebracht ist, mit dem der Ventilkörper an die drei Stellungen verstellt werden kann. Dadurch wird die Bedienung des Kugelhahn enorm vereinfacht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben - sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen : Figur 1 eine stark vereinfachte, schematische Darstellung ei- nes Kugelhahn mit einem Ventilkörper in einer ersten, geöffneten Stellung ; Figur 2 den Kugelhahn aus Figur 1 in einer zweiten, geschlos- senen Stellung ;

Figur 3 den Kugelhahn aus den Figuren 1 und 2 in einer drit- ten, sogenannten Entleerungsstellung ; Figur 4 ein Ausführungsbeispiel eines Kugelhahn in der Sei- tenansicht und Figur 5 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie V-V in Figur 4.

In Figur 1 ist ein Kugelhahn stark vereinfacht, schematisch darge- stellt. Die Eingangsseite des Kugelhahn ist mit E und die Aus- gangsseite mit A bezeichnet. Die Eingangsseite E und die Aus- gangsseite A sind vorzugsweise als Anschlüsse zum Beispiel für wei- tere Leitungselemente ausgeführt. Der Kugelhahn umfasst einen Ventilkörper 1, der die Gestalt einer Kugel aufweist. In dem kugel- förmigen Ventilkörper 1 ist ein zentraler Durchlass 2 vorgesehen. Der Durchlass 2 hat die Gestalt eines Kreiszylindermantels und kann durch Bohren hergestellt werden. In Längsrichtung des Durchlasses 2 betrachtet geht von der Mitte des Durchlasses 2 ein Entleerungs- kanal 3 aus, der in radialer Richtung verläuft. Die Durchflussrichtung durch den Ventilkörper 1 ist durch einen Pfeil 4 angegeben.

Der Ventilkörper 1 ist zwischen zwei Ringdichtungen 5 und 6 ange- ordnet. Die Ringdichtungen 5 und 6 liegen in bekannter Art und Wei- se an (nicht dargestellten) Gehäuseteilen an. Der Innendurchmesser der Ringdichtungen 5 und 6 entspricht dem Durchmesser des Durch- lasses 2. Die Ringdichtungen 5 und 6 schaffen eine Abdichtung zwi- schen dem Ventilkörper 1 und dem Gehäuse.

Außerdem befindet sich der Ventilkörper 1 in Anlage an einer Ring- dichtung 8, deren Innendurchmesser 9 dem Durchmesser eines (nicht dargestellten) Entleerungsdurchgangs entspricht. Der Entlee- rungsdurchgangs ist in dem Gehäuse ausgebildet und dient dazu, die Ausgangsseite des Kugelhahn zu entleeren, während die Ein- gangsseite des Kugelhahn geschlossen ist.

In Figur 1 befindet sich der Ventilkörper in einer ersten Stellung, in der die Eingangsseite E über den Durchlass 2 mit der Ausgangsseite A des Kugelhahn verbunden ist. In dieser Stellung steht der Durch- lass 2 über den Entleerungskanal 3 mit einem Totwassergebiet T in Verbindung, das außerhalb des Ventilkörpers 1 und innerhalb des (nicht dargestellten) Gehäuses in Form eines Ringraums ausgebildet sein kann.

In Figur 2 ist der Ventilkörper 1 in seiner zweiten, geschlossenen Stellung dargestellt. In dieser Stellung ist die Eingangsseite E des Kugelhahn durch den Ventilkörper 1 verschlossen. Die Ausgangs- seite A des Kugelhahn steht über den Entleerungskanal 3 mit dem Durchlass 2, nicht aber mit dem Innendurchmesser 9 der Ringdich- tung 8 und der daran anschließenden Entleerungsöffnung in dem Gehäuse in Verbindung. In der zweiten Stellung findet also keine Entleerung statt.

In Figur 3 ist der Ventilkörper in seiner dritten, sogenannten Entlee- rungsstellung dargestellt. In dieser Stellung ist die Eingangsseite E des Kugelhahn immer noch durch den Ventilkörper 1 verschlossen.

Allerdings ist der Ventilkörper gegenüber der in Figur 2 dargestellten Stellung so verdreht, dass die Ausgangsseite A des Kugelhahn ü- ber den Entleerungskanal 3 und den Durchlass 2 mit dem Innen- durchmesser 9 der Ringdichtung 8 und dem daran anschließenden Entleerungsdurchgang in dem Gehäuse in Verbindung steht. In die- ser sogenannten Entleerungsstellung ist die Ausgangsseite des Ku- gelhahns also mit dem in dem Gehäuse vorgesehenen Entleerungs- durchgang verbunden. Das heißt, der zugehörige Leitungsabschnitt auf der Ausgangsseite des Kugelhahn kann entleert werden. Nach dem Entleeren kann der Ventilkörper in die in Figur 2 dargestellte zweite Stellung verdreht werden, um zu verhindern, dass Verunreini- gungen aus der Umgebung über den Entleerungsdurchgang bezie- hungsweise die Entleerungsöffnung in den Durchlass 2 und/oder

über den Entleerungskanal 3 zur Ausgangsseite des Kugelhahn gelangen.

In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel des Kugelhahn in der Drauf- sicht dargestellt. Der Kugelhahn umfasst ein Gehäuse 10, das einen nicht näher bezeichneten Durchlass einschließt, der wiederum in einen Durchlass 12 mündet. Der Durchlass 12 ist am Ende mit ei- nem Anschlussflansch 13 ausgestattet.

Der in Figur 4 dargestellte Kugelhahn ist durch einen Betätigungsgriff 14 betätigbar, der über eine Spindel 15 mit einem (in Figur 4 nicht sichtbaren) Ventilkörper verbunden ist. Der Ventilkörper kann über den Betätigungsgriff 14 in verschiedene Stellungen gebracht werden.

In einer sogenannten Entleerungsstellung ist die Ausgangsseite des Kugelhahn mit einem Entleerungsschlauch 18 verbunden.

In Figur 5 sieht man, dass auf der dem Anschlussflansch 13 abge- wandten Seite des Durchlasses 12 ein Anschlussflansch 19 ange- bracht ist. An den Anschlussflanschen 13 und 19 können beispiels- weise Wasserversorgungsleitungen angeschlossen sein.

Von dem Durchlass 12 geht ein Durchlass 20 aus, der zusammen mit dem Durchlass 12 ein T-Stück bildet. Die Eingangsseite des Durchlasses 20 ist mit E bezeichnet. Die Ausgangsseite des Durch- lasses 20 ist mit A bezeichnet. Der Durchlass 20 ist im Inneren einer Steigleitung 22 ausgebildet. Die Steigleitung 22 geht in einen Ge- häusegrundkörper 24 über, der sowohl einen größeren Innendurch- messer als auch einen größeren Außendurchmesser als die Steiglei- tung 20 aufweist.

Im Inneren des Gehäusegrundkörpers 24 ist ein Ventilkörper 26 auf- genommen, der die Gestalt einer Kugel aufweist. In dem Ventilkörper 26 ist ein Durchlass 28 in Form einer Durchgangsbohrung vorgese- hen. Von dem Durchlass 28 geht ein Entleerungskanal 29 aus, der radial zu dem Durchlass 28 angeordnet ist.

Der Ventilkörper 26 befindet sich auf der Eingangsseite E an dem Innendurchmesser einer Ringdichtung 31 in Anlage, die in dem Ge- häusegrundkörper 24 fixiert ist. Auf der Ausgangsseite A befindet sich der Ventilkörper 1 in Anlage an einer Ringdichtung 32, die in einem Gehäuseverschlusskörper 34 fixiert ist, der wiederum in den Gehäusegrundkörper 24 eingeschraubt ist. An dem Gehäusever- schlusskörper 34 ist ein Anschlussstück 35 mit einem Innengewinde 36 und einem Außengewinde 37 ausgebildet.

Außerdem befindet sich der Ventilkörper 1 in Anlage an einer Ring- dichtung 41, die auf der Eingangsseite des Kugelhahn in der Nähe des Durchlasses 20 in dem Gehäusegrundkörper 24 fixiert ist. Im Bereich der Ringdichtung 41 ist dem Gehäusegrundkörper 24 eine Entleerungsbohrung 43 vorgesehen, in welcher ein Ende des Entlee- rungsschlauchs 18 befestigt ist.

In der in Figur 5 dargestellten Stellung des Ventilkörpers 26 ist so- wohl die Eingangsseite E des Durchlasses 20 als auch die Entlee- rungsöffnung 43 verschlossen. Die in Figur 5 dargestellte Stellung des Ventilkörpers 26 entspricht der in Figur 2 dargestellten Stellung des Ventilkörpers 1. Der Ventilkörper 26 der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform kann jedoch, ebenso wie der Ventilkörper 1, auch in die in den Figuren 1 und 3 dargestellten Stellungen gebracht wer- -den.

Das in Figur 5 dargestellte Gehäuse 10 beziehungsweise der Ge- häusegrundkörper 24 kann mit oder ohne Entleerungsbohrung 43 aus ein und demselben Rohling gefertigt werden. Ebenso kann der Ventilkörper 26 mit oder ohne Entleerungskanal 29 aus ein und dem- selben Rohling hergestellt werden. Das hat den Vorteil, dass aus einem Rohling sowohl ein Kugelhahn mit als auch ein Kugelhahn ohne Entleerungsfunktion herstellbar ist.