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Title:
BALL VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/049117
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a ball valve (10) comprising a housing and at least three liquid connections (12, 14, 16), namely an inlet connection (12), a first outlet connection (14), and a second outlet connection (16). The first outlet connection (14) and the second outlet connection (16) are connected via a piggable connection piece (18), and the inlet connection (12) transitions into the piggable connection piece (18) at an angle, wherein a blocking element (20) which can be rotated about a blocking element rotational axis (D) is arranged in the transition between the inlet connection (12) and the connection piece (18). The invention is characterized in that the sealing region of the blocking element (20) is formed by a ball segment (26) which has a ball central axis (KM) that is parallel to the blocking element rotational axis (D) and parallel to the base surface of the ball segment (26). The ball central axis (KM) and the blocking element rotational axis (D) are arranged in a mutually spaced manner.

Inventors:
MIERTZ MARCUS (DE)
MIERTZ MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/073744
Publication Date:
March 12, 2020
Filing Date:
September 05, 2019
Export Citation:
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Assignee:
PFEIFFER CHEMIE ARMATURENBAU GMBH (DE)
International Classes:
F16K5/20; F16L55/46
Foreign References:
US5193572A1993-03-16
FR2719100A11995-10-27
DE3818805A11989-12-14
DE9309917U11994-08-04
Attorney, Agent or Firm:
PUSCHMANN BORCHERT BARDEHLE PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Kugelhahn (10) umfassend ein Gehäuse und wenigstens drei fluidische Anschlüsse (12, 14, 16), nämlich einen Einlassanschluss (12), einen ersten Auslassanschluss (14) und einen zweiten Auslassanschluss (16), wobei der erste Auslassanschluss (14) und der zweite Auslassanschluss (16) über ein molchbares Verbindungsstück (18) verbunden sind, wobei der Einlassanschluss (12) in einem Winkel in das molchbare Verbindungsstück (18) übergeht, wobei in diesem Übergang zwischen Einlassanschluss (12) und dem Verbindungsstück (18) ein um eine Absperrelementdrehachse (D) drehbares Absperrelement (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (20) in seinem Dichtbereich durch ein Kugelsegment (26) gebildet ist, das eine Kugelmittelachse (KM) aufweist, die parallel zur Absperrelementdrehachse (D) liegt und parallel zur Grundfläche des Kugelsegments (26) liegt, wobei die Kugelmittelachse (KM) und die Absperrelementdrehachse (D) beabstandet zueinander angeordnet sind.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse im Übergang von Einlassanschluss (12) zum Verbindungsstück (18) eine in ihrem Dichtbereich teil kugelförmige Ausnehmung (24) hat, wobei der Kugelmittelpunkt der Ausnehmung dem Mittelpunkt des Kugelsegments (26) des Absperrelements (20) entspricht.

3. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelsegment (26) des Absperrelements (20) eine Ausnehmung (24) aufweist, die an die Kontur der Wandung des molchbaren Verbindungsstücks (18) angepasst ist.

4. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen Einlassanschluss und Verbindungsstück 90° beträgt.

5. Kugelhahn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelmittelachse (KM) in Geschlossen-Stellung, quer, insbesondere orthogonal zur Flußrichtung gesehen, zur Absperrelementdrehachse (D) beabstandet ist. 6. Kugelhahn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der

Abstand von Kugelmittelachse (KM) zur Absperrelementdrehachse (D) zwischen 2% und 15% des Kugelradius des Kugelsegments (26) beträgt.

Description:
Kugelhahn

Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Die DE 93 09 917 U1 offenbart eine Armatur für eine molchbare Rohrleitung. Die Armatur umfasst einen Kugelhahn mit einem ersten Eingangsanschluss und zwei Ausgangsanschlüssen, wobei zwischen den beiden Ausgangsanschlüssen ein molchbares Verbindungsstück vorgesehen ist. Im Übergang von dem Eingangsanschluss in das Verbindungstück zwischen den Ausgangsanschlüssen ist ein drehbares Absperrelement vorgesehen, das in seiner zur Abdichtung des Übergangs vorgesehenen

Kugelsegmentfläche eine Aussparung aufweist, die in Geschlossen-Stellung des Kugelhahns in dem Verbindungsstück liegt, so dass auch in der Geschlossen-Stellung das Verbindungsstück molchbar ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen molchbaren Kugelhahn anzugeben, bei welchem eine Keimbildung im Kugelhahn reduziert ist.

In bekannter Weise umfasst ein molchbarer Kugelhahn wenigstens drei fluidische Anschlüsse, nämlich einen Einlassanschluss, einen ersten Auslassanschluss und einen zweiten Auslassanschluss, wobei der erste Auslassanschluss und der zweite Auslassanschluss über ein molchbares Verbindungsstück verbunden sind.

Der Einlassanschluss mündet in einem Winkel in das molchbare Verbindungsstück, wobei ferner im Übergang zwischen Einlassanschluss und dem Verbindungsstück ein um eine

Absperrelementdrehachse drehbares Absperrelement angeordnet ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Absperrelement in seinem Dichtbereich durch ein

Kugelsegment gebildet ist, das eine Kugelmittelachse aufweist, die parallel zur

Absperrelementdrehachse und parallel zur Grundfläche des Kugelsegments liegt, wobei die Kugelmittelachse und die Absperrelementdrehachse parallel zueinander liegen und beabstandet zueinander angeordnet sind.

Dies hat den Vorteil, dass das Absperrelement in Offenstellung von der Gehäuseanordnung beabstandet ist, so dass das Absperrelement vollständig umspült wird, da sich kein Totvolumen zwischen dem Gehäuse und dem Absperrelement ergibt.

Die Grundfläche des Kugelsegments muss dabei nicht gegenständlich vorhanden sein, sondern kann so ausgenommen sein, dass sich eine hohlkugelartige Gestaltung ergibt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse im Übergang vom Einlassanschluss zum Verbindungsstück im Dichtbereich eine teilkugelförmige Ausnehmung hat, wobei der Kugelmittelpunkt der Ausnehmung dem Mittelpunkt des Kugelsegments des Absperrelements entspricht. Auf diese Weise wird eine ausgezeichnete Abdichtfunktion gewährleistet und dennoch eine Umspülung des Absperrelements in Offenstellung ermöglicht.

Vorzugsweise kann das Kugelsegment des Absperrelements in seinem Kugelsegment eine

Ausnehmung aufweisen, die in ihrer Kontur an die Kontur der Wandung des molchbaren

Verbindungsstücks angepasst ist, so dass sich bei geschlossenem Kugelhahn eine durchgehende Wandung an dem Verbindungsstück entsteht, so dass ein zuverlässiger Einsatz eines Molches in diesem Verbindungsstück gewährleistet werden kann.

Insbesondere beträgt der Winkel zwischen dem Einlassanschluss und dem Verbindungstück, das insbesondere geradlinig verläuft, 90°.

Das Absperrelement ist bevorzugt so angeordnet, dass die Absperrelementdrehachse die Mittelachse des Eingangsanschlusses schneidet. Dies sorgt für ein besonders günstiges Strömungsverhalten und sorgt für den Abstand zur Gehäusewandung in Offenstellung. Die Kugelmittelachse liegt in

geschlossener Stellung bevorzugt in Querrichtung zur Strömungsrichtung gesehen beabstandet zur Absperrelementdrehachse.

Bevorzugt beträgt der Abstand von Kugelmittelachse zu Absperrelementdrehachse zwischen 2% und 15% des Kugelradius des Kugelsegments. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten

Ausführungsbeispielen.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 a eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kugelhahn;

Fig. 1 b eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kugelhahns;

Fig. 2 eine Schnittansicht B-B des erfindungsgemäßen Kugelhahns gemäß Fig.1 a;

Fig. 3 eine Schnittansicht E-E des erfindungsgemäßen Kugelhahns gemäß Fig. 1 b;

Fig. 4a Detailansicht des Ausschnitts A gemäß Fig. 3 in Geschlossen-Stellung;

Fig. 4b Detailansicht des Ausschnitts A gemäß Fig. 3 in einer ersten teilweise geöffneten Stellung;

Fig. 4c Detailansicht des Ausschnitts A gemäß Fig. 3 in einer zweiten teilweise geöffneten Stellung, und

Fig. 4d Detailansicht des Ausschnitts A gemäß Fig. 3 in geöffneter Stellung.

Fig. 1 a zeigt eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Kugelhahn 10 mit einem Einlassanschluss 12, einem ersten Auslassanschluss 14 und einem zweiten Auslassanschluss 16, wobei die beiden

Auslassanschlüsse 14, 16 über ein rohrartiges molchbares Verbindungsstück 18 verbunden sind.

Ferner ist die Lage des Absperrelements 20 im Übergang vom Einlassanschluss 12 in das molchbare Verbindungsstück 18 dargestellt. Die Ausgestaltung des Absperrelements 20 wird in den nachfolgenden Figuren detaillierter beschrieben. Fig. 1 b zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kugelhahns 10 mit einer Betätigungswelle 22, mit der das Absperrelement 20 in einer Drehbewegung um die Absperrelementdrehachse D betätigbar ist.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht B-B des Kugelhahns 10 in Geschlossen-Stellung, wobei die Drehachse D dargestellt ist. Ferner ist die nutförmige Ausnehmung 24 im vorderen Bereich des Kugelsegments 26 zu erkennen, die derart gestaltet ist, dass bei geschlossenem Absperrelement 20 die Kontur der Wandung des Verbindungsstücks 18 vervollständigt wird, wodurch das Verbindungsstück 18 bei geschlossenem Absperrelement 20 molchbar ist.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht E-E der Fig. 1 b in einer halb geöffneten Stellung. Das Kugelsegment 26 gibt dabei den Durchgang zum Verbindungsstück 18 teilweise frei. In Fig. 3 ist angedeutet, dass die Absperrelementdrehachse D und die Kugelmittelachse KM, die parallel zur Absperrelementdrehachse D liegt, beabstandet sind, so dass das Absperrelement 20 mit seinem die Dichtkante/Dichtfläche bildenden Kugelsegment 26 exzentrisch zur Drehachse bewegt wird. Dadurch ergibt sich ein

Bewegungsverhalten des Kugelsegments 26 relativ zur Wandung im Gehäuse, wie dies in den Fig. 4a bis 4d, die eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A in verschiedenen Ventilstellungen sind, gezeigt ist.

Fig. 4a zeigt das Absperrelement 20 in Geschlossen-Stellung. Die Absperrelementdrehachse D des Absperrelements 20 liegt, quer zur Flussrichtung F gesehen, beabstandet zur Kugelmittelachse KM des Kugelsegments 26. Der Abstand beträgt hier etwa 6% des Kugelradius des Kugelsegments 26.

Fig. 4a bis Fig. 4d zeigen wie sich mit zunehmendem Öffnungswinkel die Kugelmittellachse KM des Kugelsegments 26 in ihrem Abstand immer weiter der Mittellinie M des Eingangsanschlusses 12, die die Absperrelementdrehachse D des Absperrelements schneidet, annähert. Dadurch wird der Abstand des Kugelsegments 26 zur Wandung erhöht, so dass bei geöffnetem Kugelhahn, wie dies in Fig. 4d dargestellt ist, das Absperrelement 20 vollständig umspült wird. Dadurch entsteht kein Totvolumen zwischen der Wandung des Ventils und dem Kugelsegment 26, in welchem sich Keime bilden können. Bezugszeichenliste

10 Kugelhahn

12 Einlassanschluss

14 erster Auslassanschluss

16 zweiter Auslassanschluss

18 Verbindungsstück

20 Absperrelement

22 Betätigungswelle

24 Ausnehmung

26 Kugelsegment

D Absperrelementdrehachse

KM Kugelmittelachse

M Mittellinie

A Ausschnitt