DE19712581A1

DE19712581A1 - Gas pipe shut=off valve

Info

Publication number: DE19712581A1
Application number: DE1997112581
Authority: DE
Inventors: Gerhard Faulhaber
Original assignee: Rheinauer Maschinen & Armature
Current assignee: Rheinauer Maschinen & Armature
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-10-01

Abstract

A gas pipe shut-off ball valve has a housing with connector fittings for the incoming and outgoing gas. The housing has a ball which moves as required between open and closed positions, and which bears a sprung (16a,b) ring seal (15a,b) on each of the respective faces and which extends into the inlet (E) and outlet (A) pipes (24) when positioned. Each ring seal (15a,b) has an elastic ring seal (17a,b) which moves with respect to the former, the front end (17a1,b1) of which rests against the ball, and the rear end (17a2,b2) of which is exposed to the gas (24) at the pertaining pressure. The pressure of the ring seal on the ball surface is dependent on the gas pressure. The seal is applied with relatively high force at high gas pressures, and low force at low gas pressures.

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperreinrichtung für eine Fluidleitung, insbesondere einen Kugelhahn, mit einem Gehäuse, das eingangs- und ausgangsseitig an die Fluid leitung anschließbar ist und in dessen Innenraum ein Absperrorgan angeordnet ist, das zwischen einer die Fluidleitung verschließenden Sperrstellung und einer die Fluidleitung freigebenden Offenstellung verstellbar ist.The invention relates to a shut-off device for a Fluid line, in particular a ball valve, with a Housing, the input and output side to the fluid line is connectable and in the interior Shut-off device is arranged between one of the Fluid line locking position and a Fluid line releasing open position is adjustable.

Derartige Absperrvorrichtungen finden insbesondere in Gasleitungen Verwendung, um bei Bedarf die Fluidströmung unterbrechen zu können. Im folgenden soll beispielhaft von einer Absperrvorrichtung in Form eines Kugelhahns ausgegangen werden, dessen Absperrorgan, d. h. die Kugel, drehbar im Gehäuse gelagert ist. In der Sperrstellung muß sichergestellt sein, daß kein Fluid, das an der Eingangs seite ansteht, über den Innenraum des Gehäuses des Kugel hahns auf die Ausgangsseite gelangt. Zu diesem Zweck ist es bekannt, eingangsseitig und gegebenenfalls auch aus gangsseitig Dichtungen vorzusehen, die gegen die Kugel gedrückt werden und dadurch die Fluidleitung gegenüber dem Innenraum des Gehäuses abdichten. Bei den bekannten Dichtungen kann es sich um Metalldichtungen und/oder sogenannte Weichdichtungen aus leicht verformbarem Kunst stoff handeln.Such shut-off devices are found in particular in Gas lines use to keep the fluid flow when needed to be able to interrupt. The following is exemplary from a shut-off device in the form of a ball valve can be assumed, the shut-off device, d. H. the ball, is rotatably mounted in the housing. Must be in the locked position be sure that no fluid is present at the input side is pending, over the interior of the housing of the ball hahns gets to the exit page. For this purpose it is known on the input side and possibly also provide seals on the aisle side against the ball are pressed and thereby opposite the fluid line seal the interior of the housing. With the known Seals can be metal seals and / or so-called soft seals made of easily deformable art trade material.

Um eine ausreichende Dichtwirkung zu gewährleisten, muß die Kraft, mit der die Dichtungen gegen die Kugelober fläche gespannt werden, relativ groß sein. Dies bringt den Nachteil mit sich, daß bei einer Verstellbewegung der Kugel zwecks Öffnen oder Schließen des Kugelhahns zwi schen den Dichtungen und der Kugeloberfläche relativ große Reibungskräfte auftreten, die zu einem erhöhten Verschleiß führen, wodurch es nach bereits kurzer Be triebsdauer zu Undichtigkeiten kommen kann. Üblicherweise werden die Dichtungen durch den eingangsseitig herrschen den Fluiddruck zusätzlich belastet, so daß insbesondere bei einer Verstellbewegung der Kugel bei hohem eingangs seitig anstehenden Fluiddruck hohe Reibungskräfte auftre ten, die die Dichtungen beschädigen können.To ensure a sufficient sealing effect, must the force with which the seals against the ball top surface area to be relatively large. This brings the disadvantage that with an adjustment movement of Ball to open or close the ball valve between relative to the seals and the ball surface Large frictional forces occur that lead to an increased Wear, which means that after a short loading leaks can occur. Usually the seals will prevail through the inlet side additionally stresses the fluid pressure, so that in particular when the ball moves at a high input fluid friction on the side occurs high frictional forces that can damage the seals.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absperr vorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der einer seits eine gute Dichtwirkung gewährleistet und anderer seits ein übermäßiger Verschleiß der Dichtungen infolge der Anlagekräfte zuverlässig vermieden ist.The invention has for its object a shut-off to create device of the type mentioned, in which one ensures a good sealing effect on the one hand and others an excessive wear of the seals as a result the investment force is reliably avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Absperrvor richtung der genannten Art dadurch gelöst, daß dem Ab sperrorgan, d. h. der Kugel, auf der Eingangsseite und der Ausgangsseite jeweils ein sich über den Umfang der Fluidleitung erstreckender Dichtring zugeordnet ist, der entlang der Fluidleitung bewegbar und unter Wirkung von Federn dichtend gegen das Absperrorgan gespannt ist, und daß in jedem Dichtring eine elastische Ringdichtung relativ zu diesem verschieblich gelagert ist, die an ihrem vorderen Ende dichtend mit dem Absperrorgan in Anlage bringbar ist und an ihrem entgegengesetzten hinte ren Ende mit dem in der Fluidleitung herrschenden Fluid druck beaufschlagbar ist.This object is inventively in a shut-off direction of the type mentioned solved that the Ab blocking organ, d. H. the ball, on the input side and the output side each one about the scope of the Fluid line extending sealing ring is assigned to the movable along the fluid line and under the action of Springs are tightly sealed against the shut-off element, and that an elastic ring seal in each sealing ring is slidably mounted relative to this on sealing its front end with the shut - off device in Attachment is feasible and at its opposite rear ren end with the fluid in the fluid line pressure can be applied.

Bei der erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung liegen die Dichtringe, die vorzugsweise aus Metall bestehen und eine primäre Dichtung bilden, allein infolge der Federkraft an der Kugeloberfläche an, wenn in der Fluidleitung kein Fluiddruck ansteht. Die zusätzlichen Ringdichtungen, die vorzugsweise unter enger Passung in einer ringförmigen Ausnehmung des jeweiligen Dichtrings angeordnet sind und aus einem Weichmaterial bestehen, bilden eine sekundäre Dichtung, die in diesem Zustand entweder spannungslos ist oder infolge einer axialen Vorspannung relativ zu dem jeweiligen Dichtring an der Kugeloberfläche anliegt.In the shut-off device according to the invention Sealing rings, which are preferably made of metal and a form the primary seal solely due to the spring force of the spherical surface if there is none in the fluid line Fluid pressure is present. The additional ring seals that preferably with a tight fit in an annular Recess of the respective sealing ring are arranged and consist of a soft material, form a secondary Seal that is either dead in this state or due to an axial preload relative to that the respective sealing ring rests on the ball surface.

Wenn bei geöffnetem Kugelhahn ein Fluiddruck ansteht, werden die metallenen Dichtringe weiterhin durch die Federkraft und gegebenenfalls durch eine zusätzliche Kraft infolge des Fluiddrucks gegen die Kugeloberfläche gedrückt. Zusätzlich dazu wird der in der Fluidleitung herrschende Fluiddruck auf die Rückseite der weichelasti schen Ringdichtungen geleitet, wodurch diese ebenfalls gegen die Kugeloberfläche gedrückt werden und abdichten. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese hen, daß ein zwischen dem Boden der ringförmigen Ausneh mung und dem hinteren Ende der Ringdichtung gebildeter Druckraum über in der Ringdichtung ausgebildete erste Nuten mit dem in der Fluidleitung herrschenden Fluiddruck Nuten mit dem in der Fluidleitung herrschenden Fluiddruck beaufschlagbar ist. Aufgrund der Ausbildung der Nuten kann der Fluiddruck in den Druckraum und somit auf die Rückseite der Ringdichtung geleitet werden, ohne daß im Gehäuse dazu spezielle Kanäle ausgebildet werden müßten.If there is fluid pressure when the ball valve is open, the metal sealing rings are still by the Spring force and, if necessary, by an additional Force due to the fluid pressure against the ball surface pressed. In addition to that in the fluid line prevailing fluid pressure on the back of the soft elastic rule ring seals, which also this be pressed against the spherical surface and seal. In a preferred embodiment of the invention, it is provided hen that one between the bottom of the annular recess tion and the rear end of the ring seal Pressure chamber over first formed in the ring seal Grooves with the fluid pressure prevailing in the fluid line Grooves with the fluid pressure prevailing in the fluid line is acted upon. Due to the formation of the grooves can the fluid pressure in the pressure chamber and thus on the Back of the ring seal are passed without Special channels would have to be formed for this purpose.

Aufgrund der vorgenannten Ausgestaltung ist die Andruck kraft der Ringdichtung an der Kugeloberfläche von der Höhe des Fluiddrucks abhängig, so daß einerseits auch bei hohem Fluiddruck eine sichere Abdichtung gewährleistet ist und andererseits vermieden werden kann, daß bei geringem Fluiddruck übermäßige Andruckkräfte vorhanden sind, die zu einer Beschädigung der Dichtflächen bei Verstellung der Kugel führen könnten.Due to the aforementioned design, the pressure is by the ring seal on the ball surface of the Depends on the fluid pressure, so that on the one hand also at high fluid pressure ensures a secure seal is and on the other hand can be avoided that at low fluid pressure excessive pressure forces available that damage the sealing surfaces Adjustment of the ball could result.

Wenn der Kugelhahn geschlossen ist, wirkt der eingangs seitige Fluiddruck in genannter Weise auf die eingangssei tig angeordnete Ringdichtung, während die ausgangsseitig angeordnete Ringdichtung von dem Fluiddruck nicht beauf schlagt ist und somit allenfalls infolge ihrer Vorspan nung an der Kugeloberfläche anliegt.When the ball valve is closed, it acts at the beginning side fluid pressure in the manner mentioned on the input tig arranged ring seal, while the output side arranged ring seal not acted upon by the fluid pressure strikes and thus at most as a result of their preload on the surface of the ball.

Wenn nach längerem Gebrauch des Kugelhahns Undichtigkei ten zwischen dem eingangsseitigen Dichtring bzw. der eingangsseitigen Ringdichtung und der Kugeloberfläche auftreten, kann sich bei geschlossenem Kugelhahn auch im Innenraum des Gehäuses des Kugelhahns ein Druck aufbauen, der im wesentlichen dem eingangsseitigen Fluiddruck entspricht. Um zu verhindern, daß das Fluid in unbeab sichtigter Weise aus dem Innenraum des Gehäuses zur Ausgangsseite der Fluidleitung gelangt, ist die ausgangs seitige Dichtung mit dem Dichtring und der in diesem verschieblich gelagerten Ringdichtung vorgesehen. Insbe sondere ist der Druckraum auf der Rückseite der Ringdich beaufschlagbar, wenn dieser größer als der in der Fluid leitung ausgangsseitig herrschende Fluiddruck ist. Zu diesem Zweck kann der Druckraum über in der Ringdichtung ausgebildete zweite Nuten mit dem Gehäuse-Innenraum in Verbindung treten, so daß der dort herrschende Fluiddruck auch in den Druckraum ansteht. Es hat sich als sinnvoll erwiesen, wenn die ersten Nuten auf der der Fluidleitung zugewandten, radial inneren Seite der Ringdichtung und die zweiten Nuten auf der entgegengesetzten, der Fluid leitung abgewandten, radial äußeren Seite der Ringdich tung ausgebildet sind.If there is a leak after prolonged use of the ball valve th between the input side sealing ring or the input ring seal and the ball surface can occur when the ball valve is closed Pressure inside the housing of the ball valve, which is essentially the inlet-side fluid pressure corresponds. To prevent the fluid from being visible way from the interior of the housing The outlet side of the fluid line is the outlet side side seal with the sealing ring and in this slidably mounted ring seal provided. In particular special is the pressure space on the back of the ring actable if this is larger than that in the fluid fluid pressure prevailing on the outlet side. To the pressure chamber can be used for this purpose in the ring seal trained second grooves with the housing interior in Connect so that the fluid pressure prevailing there is also in the pressure room. It has made sense proven when the first grooves on the the fluid line facing, radially inner side of the ring seal and the second grooves on the opposite, the fluid line facing away from the radially outer side of the ring tion are trained.

Da der Druckraum nicht gleichzeitig über die ersten Nuten mit der Fluidleitung und über die zweiten Nuten mit dem Gehäuse-Innenraum in Verbindung stehen darf, ist im Druckraum ein radial bewegbares Dichtteil angeordnet, das beispielsweise als O-Ring ausgebildet sein kann. Das Dichtteil ist in Abhängigkeit von dem in der Fluidleitung und dem im Gehäuse-Innenraum herrschenden Fluiddruck verstellbar, so daß es den Druckraum jeweils gegen die ersten oder die zweiten Nuten abdichtet.Because the pressure chamber does not have the first grooves at the same time with the fluid line and via the second grooves with the The interior of the housing may be connected A radially movable sealing part is arranged in the pressure chamber can be formed, for example, as an O-ring. The Sealing part is dependent on that in the fluid line and the fluid pressure prevailing in the interior of the housing adjustable so that it is against the pressure chamber seals the first or the second grooves.

Da das Dichtteil bei der Verstellung entlang der Ober fläche des Druckraums verschoben wird, kann zur Vermei dung von übermäßigen Reibungsverlusten vorgesehen sein, daß die Oberflächen des Druckraums poliert sind.Since the sealing part when adjusting along the upper surface of the pressure chamber can be avoided excessive friction losses should be provided, that the surfaces of the pressure chamber are polished.

Wie oben aufgeführt wurde, kann die Ringdichtung unter axialer Vorspannung in der Ausnehmung angeordnet sein. Zu diesem Zweck kann in dem Druckraum ein die Ringdichtung beaufschlagendes Federelement angeordnet sein, wobei insbesondere das Dichtteil, d. h. der O-Ring, aufgrund seiner Elastizität auch gleichzeitig das Federelement bilden kann. In Weiterbildung der Erfindung ist vorgese hen, daß die axiale Bewegung der Ringdichtung in der Ausnehmung durch ein Anschlagelement beschränkt ist, wobei es sich vorzugsweise um einen in der Ausnehmung des Dichtrings befestigten Haltering handelt.As mentioned above, the ring seal can be found under axial bias can be arranged in the recess. To For this purpose, the ring seal can be placed in the pressure chamber applied spring element, wherein in particular the sealing part, d. H. the O-ring, due to its elasticity also the spring element can form. In a further development of the invention, it is provided hen that the axial movement of the ring seal in the Recess is limited by a stop element, wherein it is preferably in the recess of the Sealing ring attached retaining ring is.

Auch die Dichtringe können Wirkflächen aufweisen, die von dem in der Fluidleitung herrschenden Fluiddruck beauf schlagt sind, wodurch der jeweilige Dichtring mit einer höheren Spannkraft gegen das Absperrorgan gespannt wird.The sealing rings can also have active surfaces that of the fluid pressure prevailing in the fluid line are striking, whereby the respective sealing ring with a higher clamping force is clamped against the shut-off device.

Es hat sich bewährt, daß die Dichtringe jeweils zwei radial beabstandete Dichtflächen zur Anlage an den Ab sperrorgan bzw. der Kugel aufweisen und daß die Ringdich tungen jeweils zwischen den beiden Dichtflächen angeord net ist. Auf diese Weise ist eine sichere Aufnahme und Führung der weichelastischen Ringdichtung sichergestellt.It has been found that the sealing rings have two radially spaced sealing surfaces for abutment on the Ab have locking element or the ball and that the ring lines between the two sealing surfaces is not. This is a safe shot and Guidance of the soft elastic ring seal ensured.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese hen, daß die Absperrvorrichtung eingangs- und ausgangs seitig in funktionaler Hinsicht gleichartig aufgebaut und somit für beidseitige Fluidströmungen anwendbar ist, d. h. daß jede Seite sowohl die Funktion der Eingangs- als auch der Ausgangsseite wahrnehmen kann. Dies kann durch einen im wesentlichen symmetrischen Aufbau erreicht werden, es ist jedoch ausreichend, wenn auf jeder Seite funktional gleichwirkende Bauteile vorhanden sind.In a preferred embodiment of the invention, it is provided hen that the shut-off device entrance and exit constructed in the same way in functional terms and thus applicable to bilateral fluid flows, d. H. that each side has both the function of the input as well the exit side can perceive. This can be done by one essentially symmetrical structure can be achieved is sufficient, however, if functional on each side equivalent components are available.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zei gen:Further details and features of the invention are from the following description of an embodiment with reference to the drawing. It shows gene:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kugelhahn, Fig. 1 shows a longitudinal section through a ball valve,

Fig. 2 eine Detaildarstellung der ein gangsseitigen Dichtungen beim Kugelhahn gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a detailed illustration of a gear-side seals of the ball valve of FIG. 1,

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstel lung der ausgangsseitigen Dichtun gen und Fig. 3 is a Fig. 2 corresponding presen- tation of the output side seals and

Fig. 4 die ausgangsseitigen Dichtungen im Leckagefall. Fig. 4 shows the outlet seals in the event of a leak.

Gemäß Fig. 1 weist ein Kugelhahn 10 ein nach außen abgedichtetes Gehäuse 11 auf, das mit einem Flanschteil 12 auf seiner Eingangsseite E und mit einem weiteren Flanschteil 13 auf seine Ausgangsseite A zur Bildung einer Fluidleitung 24 an eine nichtdargestellte Rohrlei tung angeschlossen werden kann. Das Gehäuse 11 ist von einer sich von der Eingangsseite E zur Ausgangsseite A erstreckenden Bohrung 26 durchdrungen, die im eingebauten Zustand Teil der Fluidleitung 24 ist.According to Fig. 1 10 includes a ball valve in a sealed to the outside housing 11, which can be connected with a flange 12 on its input side E and a further flange 13 at its output side of A to form a fluid line 24 to an unillustrated Rohrlei processing. The housing 11 is penetrated by a bore 26 which extends from the input side E to the output side A and which is part of the fluid line 24 in the installed state.

In dem Gehäuse 11 des Kugelhahns 10 ist ein Absperrorgang in Form einer Kugel 14 in herkömmlicher Weise drehbar gelagert. Die Kugel 14 ist auf ihrer Oberseite mit einer das Gehäuse 11 fluiddicht durchdringenden Stellvorrich tung 28 gekoppelt, so daß ein Benutzer die Kugel 14 aus der in Fig. 1 gezeigten, die Fluidleitung 24 freigeben den Offenstellung in eine die Fluidleitung 24 verschlie ßende Sperrstellung verstellen kann.In the housing 11 of the ball valve 10 , a shut-off gear in the form of a ball 14 is rotatably mounted in a conventional manner. The ball 14 is on its upper side with a housing 11 fluid-tightly penetrating Stellvorrich tung coupled 28 so that a user to release the ball 14 from the position shown in Fig. 1, the fluid line 24 to the open position can be adjusted 24 verschlie sequent blocking position in a fluid line .

Auf der Eingangsseite E ist der Kugel 14 ein metallener Dichtring 15a zugeordnet, der koaxial zu der Bohrung 26 angeordnet ist und somit einen Abschnitt der Fluidleitung 24 bildet. Der Dichtring 15a ist gegenüber dem Gehäuse 11 über eine Dichtung 23a radial außenseitig abgedichtet (siehe Fig. 2), wobei die Dichtung 23a eine geringe Bewegung des Dichtrings 15a relativ zu dem Gehäuse 11 in axialer Richtung der Fluidleitung 24 zuläßt.On the input side E, the ball 14 is assigned a metal sealing ring 15 a, which is arranged coaxially with the bore 26 and thus forms a section of the fluid line 24 . The sealing ring 15 a is sealed radially on the outside with respect to the housing 11 via a seal 23 a (see FIG. 2), the seal 23 a permitting a slight movement of the sealing ring 15 a relative to the housing 11 in the axial direction of the fluid line 24 .

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, besitzt der Dichtring 15a auf seiner der Kugel 14 zugewandten Seite zwei radial beabstandete ringförmige kugelige Dichtflächen 15a1 und 15a2, mit denen er an der Kugel 14 unter Wirkung von sich am Gehäuse 11 abstützenden Federn 16a dichtend anliegt. In radialer Richtung zwischen den beiden Dichtflächen 15a1 und 15a2 ist eine umlaufende Ausnehmung 15a3 ausge bildet, in die eine Ringdichtung 17a aus einem weichela stischen Material eingesetzt ist. Die Ringdichtung 17a ist relativ zu dem Dichtring 15a um ein geringes Maß in Axialrichtung der Ausnehmung 15a3 verschieblich gelagert, wobei das Maß der Verschiebung durch einen in der Ausneh mung 15a3 angeordneten Haltering 20a begrenzt ist, der unter Spiel in eine Aussparung 17a3 der Ringdichtung 17a eingreift. An ihrem vorderen Ende 17a1 steht die Ring dichtung 17a mit der Oberfläche der Kugel 14 in Anlage.As shown in FIG. 2 in particular, the sealing ring 15 a has on its side facing the ball 14 two radially spaced annular spherical sealing surfaces 15 a1 and 15 a2, with which it seals the ball 14 under the action of springs 16 a which are supported on the housing 11 is present. In the radial direction between the two sealing surfaces 15 a1 and 15 a2, a circumferential recess 15 a3 is formed, into which an annular seal 17 a made of a soft elastic material is inserted. The ring seal 17 a is relative to the sealing ring 15 a by a small amount in the axial direction of the recess 15 a3 displaceably, the amount of displacement by a 15 a3 arranged in the Ausneh tion ring 20 a is limited, the game in a recess 17 a3 of the ring seal 17 a engages. At its front end 17 a1, the ring seal 17 a is in contact with the surface of the ball 14 .

Auf der der Kugel 14 abgewandten Seite ist zwischen dem Boden 15a4 der Ausnehmung 15a3 und dem hinteren Ende 17a2 der Ringdichtung 17a ein Druckraum 19a gebildet, in dem ein O-Ring 18a angeordnet ist, der in dem Druckraum 19a radial, d. h. gemäß Fig. 2 nach oben und unten verstell bar ist. Der Druckraum 19a ist über in der Ringdichtung 17a ausgebildete erste Nuten 17a4 mit dem in der Fluid leitung herrschenden Fluiddruck beaufschlagbar, wobei die ersten Nuten auf der der Fluidleitung zugewandten, radial inneren Seite der Ringdichtung 17a ausgebildet sind. Auf der entgegengesetzten, der Fluidleitung abgewandten, radial äußeren Seite der Ringdichtung 17a sind zweite Nuten 17a5 ausgebildet, über die der Druckraum 19 mit dem im Gehäuse-Innenraum 11a herrschenden Fluiddruck beauf schlagbar ist.On the side facing away from the ball 14 , a pressure chamber 19 a is formed between the bottom 15 a4 of the recess 15 a3 and the rear end 17 a2 of the ring seal 17 a, in which an O-ring 18 a is arranged, which in the pressure chamber 19 a radially, ie according to FIG. 2 up and down is adjustable bar. The pressure chamber 19 a can be acted upon via the first grooves 17 a4 formed in the ring seal 17 a with the fluid pressure prevailing in the fluid line, the first grooves being formed on the radially inner side of the ring seal 17 a facing the fluid line. On the opposite, facing away from the fluid line, radially outer side of the ring seal 17 a, second grooves 17 a5 are formed, via which the pressure chamber 19 can be impacted with the fluid pressure prevailing in the housing interior 11 a.

Auf der der Kugel 14 abgewandten Seite besitzt der Dicht ring 15a eine Abstufung in radialer Richtung, so daß mehrere voneinander radial beabstandete Wirkflächen 25a1, 25b gebildet sind, die von dem auf der Eingangsseite E herrschenden Fluiddruck beaufschlagt sind, wodurch der Dichtring 15a gegen die Kugel 14 gedrückt werden kann.On the side facing away from the ball 14 , the sealing ring 15 a has a gradation in the radial direction, so that a plurality of radially spaced active surfaces 25 a1, 25 b are formed, which are acted upon by the fluid pressure prevailing on the input side E, as a result of which the sealing ring 15 a can be pressed against the ball 14 .

Auf der Ausgangsseite A der Kugel 14, die auf der rechten Seite in Fig. 1 sowie in Fig. 3 dargestellt ist, ist ein baugleicher bzw. funktionsmäßiger gleichartiger Aufbau wie auf der Eingangsseite E vorgesehen. Hierbei ist der Kugel 14 ein weiterer metallener Dichtring 15b zugeordnet, der koaxial zu der Bohrung 26 angeordnet ist und ebenfalls einen Abschnitt der Fluidleitung 24 bildet. In dem Dichtring 15b ist eine weitere Ringdichtung 17b in gleichartiger Weise aufgenommen, wie es in Verbindung mit Fig. 2 bereits erläutert wurde, wobei in Fig. 3 die Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2, jedoch mit dem Suffix "b" bezeichnet sind.On the output side A of the ball 14 , which is shown on the right-hand side in FIG. 1 and in FIG. 3, an identical or functionally identical structure to the input side E is provided. Here, the ball 14 is associated with a further metallic sealing ring 15 b, which is arranged coaxially with the bore 26 and also forms a section of the fluid line 24 . A further ring seal 17 b is accommodated in the sealing ring 15 b in the same way as has already been explained in connection with FIG. 2, the components in FIG. 3 having the same reference numerals as in FIG. 2, but with the suffix " b "are designated.

Im folgenden soll die Wirkungsweise der in den Figuren dargestellten Dichtungen bzw. Dichtsysteme erläutert werden.In the following, the mode of operation of the figures illustrated seals or sealing systems explained will.

Wenn sich die Kugel 14 in der Schließstellung befindet, wird sie bei Normalbetrieb gegenüber dem Gehäuse 11 auf der Eingangsseite abgedichtet. Wenn eingangsseitig kein Fluiddruck anliegt, wird der Dichtring 15a durch die Federn 16a gegen die Oberfläche der Kugel 14 gedrückt, wobei die beiden metallenen Dichtflächen 15a1 und 15a2 die Dichtung sicherstellen. Zusätzlich dazu kann die weichelastische Ringdichtung 17a aufgrund ihrer Vorspan nung mit geringem Druck an der Kugel 14 anliegen, wobei die Anlagepressung jedoch relativ gering ist, da auf der Rückseite der Ringdichtung 17a kein Fluiddruck ansteht.When the ball 14 is in the closed position, it is sealed off from the housing 11 on the input side during normal operation. If there is no fluid pressure on the inlet side, the sealing ring 15 a is pressed against the surface of the ball 14 by the springs 16 a, the two metal sealing surfaces 15 a1 and 15 a2 ensuring the seal. In addition, the soft elastic ring seal 17 a due to their bias voltage with little pressure on the ball 14 , but the contact pressure is relatively low, since there is no fluid pressure on the back of the ring seal 17 a.

Auf der Ausgangs Seite A liegen die gleichen Verhältnisse vor, wobei die Federn 16b den Dichtring 15b mit seinen Dichtflächen gegen die Kugel 14 drücken und die im Dicht ring 15b verschieblich gehaltene Ringdichtung 17b unter ihrer Vorspannung ohne Wirkung eines Fluiddrucks an der Kugel 14 anliegt.On the output side A are the same conditions, the springs 16 b press the sealing ring 15 b with its sealing surfaces against the ball 14 and the sealing ring 15 b slidably held ring seal 17 b under its bias without the action of a fluid pressure on the ball 14 is present.

Wenn eingangsseitig ein Fluiddruck vorhanden ist, wirkt dieser auf die Wirkflächen 25a1, 25a2 des Dichtrings 15a ein, wodurch dieser mit seinen beiden Dichtflächen 15a1 und 15a2 zusätzlich gegen die Oberfläche der Kugel 14 gespannt wird. Da der eingangsseitige Fluiddruck größer als der Fluiddruck im Innenraum 11a des Gehäuses 11 ist, wird der O-Ring 18a in dem Druckraum 19a in die in Fig. 2 dargestellte untere Stellung gedrückt, in der der eingangsseitige Fluiddruck über die ersten Nuten 17a4 auch in dem Druckraum 19a wirksam ist, während der O-Ring 18a den Druckraum 19a gegen die zweiten Nuten 17a5 ab dichtet. Somit wirkt der eingangsseitige Fluiddruck auch auf die Rückseite 17a2 der Ringdichtung 17a und drückt diese mit ihrer Dichtfläche 17a1 gegen die Kugel 14.If a fluid pressure is present on the inlet side, this acts on the active surfaces 25 a1, 25 a2 of the sealing ring 15 a, as a result of which the two sealing surfaces 15 a1 and 15 a2 are additionally tensioned against the surface of the ball 14 . Since the fluid pressure on the inlet side is greater than the fluid pressure in the interior 11 a of the housing 11 , the O-ring 18 a in the pressure chamber 19 a is pressed into the lower position shown in FIG. 2, in which the fluid pressure on the inlet side via the first grooves 17 a4 is also effective in the pressure chamber 19 a, while the O-ring 18 a seals the pressure chamber 19 a against the second grooves 17 a5. Thus, the inlet-side fluid pressure also acts on the rear 17 a2 of the ring seal 17 a and presses it with its sealing surface 17 a1 against the ball 14 .

Wenn der Kugelhahn geöffnet ist, treten gleichartige Wirkungen auch an der ausgangsseitig angeordneten Ring dichtung 17b auf. Bei geschlossenem Kugelhahn ist hinge gen ausgangsseitig kein Fluiddruck wirksam. When the ball valve is open, similar effects also occur on the output side ring seal 17 b. When the ball valve is closed, no fluid pressure is effective on the outlet side.

Falls in der zuvor beschriebenen eingangsseitigen Dich tungsanordnung eine Undichtigkeit bzw. Leckage auftreten sollte, wird die Dichtwirkung durch die ausgangsseitigen Dichtungen bewirkt. Bei einer Leckage der eingangsseiti gen Dichtungen wird der eingangsseitige Fluiddruck auch im Innenraum 11a des Gehäuses 11 wirksam. Der Fluiddruck im Gehäuse-Innenraum 11a wirkt über die zweiten Nuten 17b5 der ausgangsseitigen Ringdichtung 17b auch in deren hinterem Druckraum 19b, wodurch der O-Ring 18b in seine radial innere, die ersten Nuten 17b4 abdichtende Stellung verschoben wird, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Somit wird der im Gehäuse-Innenraum 11a herrschende Fluiddruck auch auf der Rückseite der Ringdichtung 17b wirksam, wodurch diese gegen die Kugel 14 gespannt wird.If a leakage or leakage should occur in the input-side sealing arrangement described above, the sealing effect is brought about by the outlet-side seals. In the event of leakage of the seals on the input side, the fluid pressure on the input side also becomes effective in the interior 11 a of the housing 11 . The fluid pressure in the housing interior 11 a acts via the second grooves 17 b5 of the outlet-side ring seal 17 b also in its rear pressure chamber 19 b, whereby the O-ring 18 b is shifted into its radially inner position sealing the first grooves 17 b4, as shown in Fig. 4. Thus, the fluid pressure prevailing in the housing interior 11 a also acts on the back of the ring seal 17 b, as a result of which the latter is tensioned against the ball 14 .

Claims

1. Shut-off device for a fluid line, in particular ball valve, with a housing that can be connected to the fluid line on the input and output sides and in the interior of which a shut-off device is arranged, which is adjustable between a locking position closing the fluid line and an open position releasing the fluid line , characterized in that the shut-off device ( 14 ) on the input side (E) and the output side (A) is assigned a sealing ring ( 15 a, 15 b) extending over the circumference of the fluid line ( 24 ) and movable along the fluid line and under the action of springs ( 16 a, 16 b) sealing against the shut-off device ( 14 ), and that in each sealing ring ( 15 a, 15 b) an elastic ring seal ( 17 a, 17 b) is slidably mounted relative to this , which can be brought into sealing contact with the shut-off device ( 14 ) at its front end ( 17 a1, 17 b1) and at its opposite rear end ( 17 a2, 17 b2) can be acted upon by the fluid pressure prevailing in the fluid line ( 24 ).

2. Shut-off device according to claim 1, characterized in that the ring seal ( 17 a, 17 b) is arranged with a tight fit in an annular recess ( 15 a3, 15 b3) of the sealing ring ( 15 a, 15 b).

3. Shut-off device according to claim 1 or 2, characterized in that between the bottom ( 15 a4, 15 b4) of the annular recess ( 15 a3, 15 b3) and the rear end ( 17 a2, 17 b2) of the ring seal ( 17 a , 17 b) formed pressure chamber ( 19 a, 19 b) via first grooves ( 17 a4, 17 b4) formed in the ring seal ( 17 a, 17 b) can be acted upon with the fluid pressure prevailing in the fluid line ( 24 ).

4. Shut-off device according to claim 3, characterized in that the pressure chamber ( 19 a, 19 b) with the prevailing fluid pressure in the housing interior ( 11 a) can be acted upon if this is greater than the fluid pressure prevailing in the fluid line ( 24 ) .

5. Shut-off device according to claim 4, characterized in that the pressure chamber ( 19 a, 19 b) in the ring seal ( 17 a, 17 b) formed second grooves ( 17 a5, 17 b5) with the in the housing interior ( 11th a) prevailing fluid pressure can be applied.

6. Shut-off device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the first grooves ( 17 a4, 17 b4) on the fluid line ( 24 ) facing the radially inner side of the ring seal ( 17 a, 17 b) and the second grooves ( 17 a5, 17 b5) on the opposite, facing away from the fluid line, radially outer side of the ring seal are formed.

7. Shut-off device according to one of claims 3 to 6, characterized in that in the pressure chamber ( 19 a, 19 b) a radially movable sealing part ( 18 a, 18 b) is arranged.

8. shut-off device according to claim 7, characterized records that the sealing part is an O-ring.

9. Shut-off device according to claim 7 or 8, characterized in that the sealing part ( 18 a, 18 b) is adjustable due to the prevailing in the fluid line or in the housing interior fluid pressure and the pressure chamber ( 19 a, 19 b) against each seals the first ( 17 a4, 17 b4) or the second grooves ( 17 a5, 17 b5).

10. Shut-off device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the surfaces of the pressure chamber ( 19 a, 19 b) are polished.

11. Shut-off device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the ring seal ( 17 a, 17 b) under axial prestress in the Ausneh statement ( 15 a3, 15 b3) is arranged.

12. Shut-off device according to claim 11, characterized in that in the pressure chamber ( 19 a, 19 b) is arranged an annular seal ( 17 a, 17 b) with the prestressing beating spring element.

13. Shut-off device according to claim 12, characterized in that the sealing part ( 18 a, 18 b) forms the Federele element.

14. Shut-off device according to one of claims 1 to 13, characterized by an axial movement of the ring seal ( 17 a, 17 b) restricting abutment element ( 20 a, 20 b).

15. Shut-off device according to claim 14, characterized in that the stop element is in a Ausneh tion ( 15 a3, 15 b3) of the sealing ring ( 15 a, 15 b) BEFE Stigt retaining ring ( 20 a, 20 b).

16. Shut-off device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the sealing rings ( 15 a, 15 b) made of metal and the ring seals ( 17 a, 17 b) consist of a soft material.

17. Shut-off device according to one of claims 1 to 16, characterized in that each sealing ring ( 15 a, 15 b) each have two radially spaced sealing surfaces ( 15 a1, 15 a2, 15 b1, 15 b2) for contact with the shut-off device ( 14 ) and that the ring seal ( 17 a, 17 b) is arranged radially between the two sealing surfaces.

18. Shut-off device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the shut-off device tion on the input and output side in functional Regarded the same way and therefore for both side fluid flows is applicable.