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Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrwegeventil, bestehend aus einem Ventilgehäuse mit wenigstens zwei Anschlussstutzen für Zu- und Ableitungen und einem im mittels eines Deckels verschliessbaren Gehäuse eingesetzten, über eine Spindel drehverstellbaren Ventilküken, das ein oder mehr Durchströmka- näle und/oder-kammern zur wahlweisen Strömungsverbindung jeweils zumindest zweier Anschlussstutzen bildet, wobei das Ventilgehäuse im Bereich der Anschlussöffnungen für die umfangseitigen Anschlussstutzen einen sich konisch verjüngenden Innenraum zur Aufnahme des koaxialen Kükens besitzt und der Gehäuseboden wenigstens einen weiteren Leitungsanschluss bildet.
Wie die US-PS 3 640 310 zeigt, sind Mehrwegeventile bisher meist mit einem im wesentlichen zylindrischen Ventilgehäuse ausgestattet und das drehverstellbare Ventilküken wirkt mit einem entsprechende Durchströmöffnungen aufweisenden Zwischenboden zusammen, wobei das in das Gehäuse einströmende Medium das Küken druckbeaufschlagt und zusammen mit einer Ventilfeder zur Abdichtung gegen den Zwischenboden niederdrückt. Damit ist eine Ventilbetätigung während eines Pumpbetriebes praktisch unmöglich, da dazu das Küken gegen den Flüssigkeitsdruck und die Ventilfeder angehoben und drehverstellt werden müsste.
Weiters gibt es zur Betätigung des Ventils einen an der Spindel angelenkten Kipphebel, mit dem über die Spindel das Küken angehoben und verdreht werden kann, was jedoch wegen der kombinierten Kipp- und Drehbewegung mühsam und recht umständlich ist. Dazu kommt noch, dass die Dichtungen auf Grund der hohen Druckbelastungen stark beansprucht werden und schnell verschleissen, wodurch das Ventil wartungsintensiv wird. Nicht zuletzt bleibt der Anwendungsbereich dieses Mehrwegeventils auf das ursprüngliche Baukonzept beschränkt und lässt sich kaum variieren.
Gemäss der US-PS 3 973 592 ist auch schon ein Mehrwegeventil bekannt, das ein Gehäuse mit einem konischen Innenraum und koaxialem Küken aufweist, welches Küken als Drehschieber dient und im Ventilgehäuse vorgesehene Anschlussöffnungen abwechselnd miteinander in Strömungsverbindung bringt.
Das Gehäuse ist hier recht aufwendig und verhindert eine Erweiterung des Einsatzbereiches, wozu noch heikle Dichtungen und eine schwergängige Bedienung kommen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und ein Mehrwegeventil der eingangs geschilderten Art zu schaffen, das sich durch seinen Bedienungskomfort, seine Dichtheit und seinen wartungsarmen Einsatz sowie seine Umbaufreundlichkeit und seinen weiten Anwendungsbereich auszeichnet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass das Ventilküken einen dem Gehäuseinnenraum angepassten kegeligen Mantel mit den Anschlussöffnungen der Gehäusewandung zugeordneten Durchström- öffnungen für die Strömungskanäle und/oder-kammern bzw. mit ein oder mehreren Verschlussfeldern zum Verschliessen einzelner Anschlussstutzen aufweist und mit den Leitungsanschlüssen Im Gehäuseboden zugeordneten bodenseitigen Durchströmöffnungen für die Strömungskanäle und/oder-kammern versehen Ist, wobei Ringnuten mit Dichtringen die Durchströmöffnungen bzw. Verschlussfeder oder Anschlussöffnun- gen umgeben, und dass am Gehäuseboden wahlweise Unterteile ansetzbar sind, die einen Gehäuseabschluss oder verschiedene Leitungsanschlüsse bilden.
Der kegelige Kükenmantel fügt sich optimal in die hohlkegelige Gehäusewandung des Ventilgehäuses ein und führt zu besten Dichtungsverhältnissen zwischen Küken und Ventilgehäuse, wobei diese Dichtheit mit verhältnismässig geringer Flächenpressung gewährleistet wird und es durch den Betriebsdruck zu einer selbstdichtenden Wirkung kommt. Ausserdem ergibt sich durch das Zusammenspiel der Kegelflächen eine Selbstjustierung bzw. Selbstnachstellung der Dichtungen, womit die angestrebte Wartungsarmut gewährleistet ist. Die geringen Anpresskräfte erlauben weiters eine leichtgängige Ventilverstellung, die auch durchaus während einer Ventildurchströmung möglich ist.
Das Ventilküken lässt sich ohne Schwierigkeiten durch den abnehmbaren Gehäusedeckel aus-und einbauen und damit auch austauschen, so dass entsprechend der Wahl der verschiedenen Ventilküken mit unterschiedlichen Strömungskanälen und/oder-kammern oder Verschlussfeldern auch verschiedene Funktionsweisen des Ventils erreichbar sind und dieses Ventil mit geringem Aufwand an unterschiedliche Einsatzzwecke angepasst werden kann, wobei sich durch die Leitungsanschlüsse im Gehäuseboden die Ventilfunktionen erweitern und die Zahl der Anschlüsse vergrö- ssern lassen, was mit einer entsprechenden Wahl des jeweiligen Unterteils auch eine beträchtliche Ausdehnung des Anwendungsbereiches des Mehrwegeventils ermöglicht, da das Ventil einmal mit geschlossenem Unterteil,
das andere Mal bodenseitig mit ein oder mehreren Leitungsanschlüssen zum Einsatz kommen kann. Bei der Verwendung des Mehrwegeventils für die Wasserbereitung lässt sich der Unterteil auch gleich als Filterkorb mit einem zentralen Durchflussrohr und einem koaxialen ringförmigen Korbkanal ausbilden.
Besonders günstig ist es, wenn das bodenwärts sich verjüngende, vorzugsweise federbelastete Küken über eine mit einem umlaufenden Kragen ein Axiallager bildende Gleitbuchse in einem Lagerbund des Gehäusebodens eingesetzt ist, da eine solche Gleitbuchse eine Abstimmung der Dichtelemente erlaubt und durch einfachen Austausch bei Auftreten von Verschleisserscheinungen rationell wieder zu einwandfreien Dichtungsverhältnissen führt. Eine zusätzliche Federbelastung des Kükens sorgt unabhängig von den
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Gewichtsbelastungen und strömungsbedingten Kraftkomponenten u. dgl. stets für einen einwandfreien Dichtungssitz durch dosiertes Andrücken des Kükens an die Innenwandung des Gehäuses.
Ist eine Kulissenführung zum Anheben des Kükens bei der Drehverstellung zwischen den Ventilpositio- nen vorgesehen, werden die Dichtungen während der Ventilbetätigung von den Dichtflächen abgehoben und es kommt zu einem minimierten Verschleiss und zu einer einwandfreien Verdrehbarkeit des Kükens.
Dabei wird durch die Kulissenführung die Hubbewegung der Spindel bzw. des Kükens gegenüber dem Gehäuse ohne zusätzliche Hebe- oder Kippbewegung mittels des Handgriffes erreicht, wodurch eine einfache Drehbewegung des Handgriffes zur Ventilbetätigung genügt.
Eine weitere Schonung der Dichtung und damit auch eine längere Lebensdauer ergeben sich dadurch, dass für das Küken zwischen den Ventilpositionen eine angehobene Ausserbetriebsposition vorgesehen ist, wodurch bei Betriebsstillstand die Dichtungen von den zugehörigen Dichtflächen abgehoben sind.
Eine besonders einfache und zweckmässige Konstruktion entsteht dadurch, dass das Küken eine bodenseits offene rohrförmige Nabe aufweist, von der gegebenenfalls wenigstens ein zum Mantel führendes Radialrohr zur Bildung eines Strömungskanals ausgeht. So kann die Nabe gleich als ein Teil des Strömungskanals verwendet werden und der Bereich zwischen Nabe und Mantel lässt sich als Strömungskammer (n) nutzen, wobei durch die mantelseitigen Durchströmöffnungen bzw. Verschlussfeder die Stirnseiten durchaus offen bleiben können und das Ventilgehäuse mit als Durchströmkammer Verwendung findet, was zu einem Druckausgleich im Gehäuseinneren und zu einem Selbstreinigungseffekt führt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen
Fig. 1 ein erfindungsgemässes Mehrwegeventil im Axialschnitt, die
Fig. 2a, b und c dieses Mehrwegeventil in einem achsnormalen, durch die Anschlussstutzen gelegten
Querschnitt in drei verschiedenen Ventilpositionen,
Fig. 3 das Mehrwegeventil mit einem anderen Unterteil ebenfalls in einem Axialschnitt,
Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Mehrwegeventils im Axi- alschnitt und die
Fig. 5a und b dieses Mehrwegeventil in einem achsnormalen, durch die Anschlussstutzen gelegten
Querschnitt in zwei verschiedenen Ventilpositionen sowie die
Fig. 6a und b und
Fig. 7a und b jeweils zwei weitere Ventilvarianten in einem achsnormalen, durch die Anschlussstut- zen gelegten Querschnitt in jeweils zwei verschiedenen Ventilpositionen.
Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 besteht das Mehrwegeventil 1 aus einem Ventilgehäuse 11 und einem in das mit einem Deckel 12 verschliessbare Gehäuse eingesetzten Ventilküken 13. das mit einer angeformten Spindel 14 durch den Deckel 12 hochragt und mittels eines Handgriffes 15 drehverstellbar ist. Das Ventilküken 13 weist eine in axialer Verlängerung der Spindel 14 sich erstreckende, nach unten offene rohrförmige Nabe 16 auf, mit der es im Gehäuseboden 17 lagert. Dazu ist in einem Lagerbund 18 des Gehäusebodens 17 eine Gleitbuchse 19 eingesetzt, die mit einem Kragen 110 für das ein entsprechendes Widerlager 111 bildende Küken ein Axiallager ergibt. Eine Ventilfeder 112 drückt das Küken gegen dieses Axiallager und sorgt für einen einwandfreien Lagersitz.
Das Ventilgehäuse 11 weist umfangseitig drei Anschlussstutzen 113,114, 115 auf und formt im Bereich der zugehörigen Anschlussöffnungen 116, 117,118 mit einer hohlkegeligen Innenwandung einen konisch sich bodenwärts verjüngenden Innenraum 119 zur Aufnahme des einen Durchströmkanal 120 und eine Durchströmkammer 121 zur jeweiligen Strömungsverbindung bildenden Küken 13, das dazu einen koaxialen und konformen kegeligen Mantel 122 besitzt. In diesem Kegelmantel 122 sind den Anschlussöffnungen
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ssen einzelner Anschlussstutzen vorgesehen und diese Durchströmöffnungen bzw. Verschlussfeder sind jeweils von Ringnuten 126 mit eingelegten Ringdichtungen 127 umgeben.
Durch das Zusammenwirken des konischen Innenraumes und des Kegelmantels ergeben sich optimale Dichtungsverhältnisse für die Ventildurchströmung, wobei eine selbstnachstellende und durch die kegelige Aufweitung bei Durchströmung auf Grund des Innendrucks selbstdichtende Dichtwirkung entsteht. Ausserdem ergibt die Gleitbüchse 18 als Axiallager einen Untermass-Bauteil, der eine Justierung der Dichtung und bei Verschleiss durch Austausch die Wiederherstellung der gewünschten Dichtungsverhältnisse erlaubt.
Um beim Drehverstellen des Kükens 13 gegenüber dem Gehäuse 11 die Dichtungen zu schonen und die Handhabung zu erleichtern, gibt es im Deckelbereich eine Kulissenführung 128 für das Küken 13, durch die bei einer Verdrehung der Spindel 14 eine axiale Hubbewegung erfolgt. Damit werden die Dichtringe 127 beim Ventilverstellen von der Gehäuseinnenwandung 119 abgehoben und es ist auch möglich, das Küken 13 in eine Zwischenstellung zu den Ventilpositionen in eine angehobene, den Dichtungsverschleiss mindernde Ausserbetriebsstellung zu bringen.
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Das Mehrwegeventil 1 ist als Zentralsteuerventil ausgebildet, wozu der Gehäuseboden 17 zusätzliche Anschlussöffnungen 129 aufweist und die rohrförmige Kükennabe 16 mit einem Radialrohr 130 als von der radialen in die axiale Richtung umlenkender Strömungskanal 120 dient. Ausserdem ist am Gehäuseboden 17 ein Unterteil 131 angesetzt, der ein zentrales, an die Nabe 16 anschliessendes Innenrohr 132 und einen dazu koaxialen ringförmigen Korbkanal 133 als Leitungsanschluss für die Anschlussöffnungen 129 bildet, wobei diesen Anschlussöffnungen 129 im Küken 13 bodenseits angeordnete Durchströmöffnungen 134 zugeordnet sind.
Durch dieses Ventil können daher gezielt verschiedene, beispielsweise in einer Wasseraufbereitungsanlage eines Schwimmbades od. dgl. erforderliche Ventilaufgaben gelöst werden, was in den Fig. 2a, b und c gezeigt ist. In der Ventilposition gemäss Fig. 2a wird, wie die Strömungspfeile andeuten, Wasser durch den Anschlussstutzen 115 in das Ventilinnere einströmen, gelangt hier durch die Durchströmöffnung 124 des Kükens 13 in die Durchströmkammer 121 des Kükens und durch diese bodenseits durch die Durchström- öffnungen 134 und die Anschlussöffnungen 129 in den Korbkanal 133 des Unterteils 131 und von da in einen nicht weiter dargestellten Filterkasten, dann nach dem Filtern durch das Innenrohr 132 direkt in den Strömungskanal 120, wobei es über die Nabe 16,
das Radialrohr 130 sowie durch die Durchströmöffnungen 123 und die Anschlussöffnung 116 dem Anschlussstutzen 113 zuströmt. In der Ventilposition gemäss Fig. 2b ist das Küken so verstellt, dass das Radialrohr 130 zum Anschlussstutzen 115 zeigt und hier die Strömungsverbindung sowie die Strömungsverbindung zwischen Durchströmkammer 121 und Anschlussstutzen 114 schliesst, so dass eine Rückspülung möglich wird, wobei durch das Verschlussfeld 125 des Kegelmantels 122 der Anschlussstutzen 113 gesperrt ist. Die Ventilposition gemäss Fig. 2c verbindet das Radialrohr 130 mit dem Anschlussstutzen 114 und die Durchströmkammer 121 mit dem Anschlussstutzen 117, womit eine Klarspülfunktion erreicht werden kann.
Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist das Mehrwegeventil 2 bei sonst gleicher Ausgestaltung wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 für das Gehäuse 21 einen anderen am Gehäuseboden 217 angesetzten Unterteil 231 auf, der zwei nebeneinanderliegende Anschlussstutzen 232,233 bildet, die einerseits über einen schrägen Verbindungskanal 234 an der Nabe 26 des Kükens 23 anschliesst und anderseits über einen Ringkanal 235 die Strömungsverbindung mit den Anschlussöffnungen 229 des Gehäusebodens 217 herstellt, womit sich dem Ventil auch andere Einsatzbereiche eröffnen.
Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist ein Mehrwegeventil 3 vorgesehen, das ein bodenseits geschlossenes Ventilgehäuse 31 aufweist, wobei ein als Abdeckkappe ausgebildeter Unterteil 331 die Nabe 36 des Kükens 33 sowie das Kükenlager und den Lagerbund 38 des Gehäusebodens 37 abschliesst. Hier bildet das Küken 33 lediglich eine Durchströmkammer 321 und im Kegelmantel 322 sind neben Durchströmöffnungen 324 ein Verschlussfeld 325 vorgesehen, so dass sich je nach Anzahl der Anschlussstutzen 313,314 oder 315 des Ventilgehäuses 31, wie in Fig. 5a und 5b angedeutet, die Möglichkeit der Ausbildung eines Absperrventils oder Umschaltventils ergibt, wobei je nach Ventilposition des Kükens 33 die Durchströmung geöffnet oder geschlossen bzw. der eine oder andere Strömungsweg geöffnet wird.
Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist ein Mehrwegeventil 4 vorgesehen, das einen, wie in Fig. 4 angedeuteten, geschlossenen Gehäuseboden 417 und ein Küken 43 mit zwei Radialrohren 430 als Strömungskanal 420 und einer zusätzlichen Strömungskammer 421 mit Durchströmöffnungen 424 aufweist.
Dadurch entsteht ein Dreiwegeventil, wobei je nach Ventilposition gemäss Fig. 6a oder 6b durch das Küken 43 jeweils zwei der Anschlussstutzen des Ventilgehäuses miteinander strömungsverbunden sind und der jeweils dritte Anschlussstutzen gesperrt wird.
Eine ähnliche Variante zeigt das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7, bei dem das Mehrwegeventil 5 ein bodenseits geschlossenes Gehäuse 51 wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6, aber statt drei, vier umfangsseitige Anschlussstutzen 513,514, 515, 516 aufweist. Das wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ausgebildete Küken 53 mit seinem Durchströmkanal 520 und der Durchströmkammer 521 erlaubt daher jeweils die paarweise Verbindung zweier dieser Anschlussstutzen entsprechend den Ventilpositionen nach Fig. 7a und 7b.
Das erfindungsgemässe Mehrwegeventil zeichnet sich durch seine vielseitige Anwendbarkeit, seine modulare Bauweise, seinen Bedienungskomfort und nicht zuletzt durch seine Wartungsarmut und Funktionssicherheit aus.
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