DE102004020865B3 - Ventilanordnung - Google Patents

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/0019Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving a common distribution member forming a single discharge distributor for a plurality of pumping chambers

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Abstract

Eine Ventilanordnung für eine Einrichtung, in der eine erste und eine zweite Kolbenpumpe (6, 8) ein Fluid (10) über einen Fluideinlass (9) ansaugen und über einen Fluidauslass (12) pulsationsfrei abgeben, besteht aus einem einzigen Drehventil (4) mit acht Schaltstellungen, das dementsprechend nur einen einzigen Antrieb (2) benötigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
  • Eine derartige, aus der DE 34 41 054 A1 bekannte Ventilanordnung besteht aus vier steuerbaren Durchgangsventilen, die in einer Brückenschaltung angeordnet sind, wobei an den vier Schaltungspunkten der Brückenschaltung zwei Kolbenpumpen, ein Fluideinlass und ein Fluidauslass angeschlossen sind. Die beiden Kolbenpumpen saugen abwechselnd ein Fluid über den Fluideinlass an und geben das Fluid pulsationsfrei über den Fluidauslass ab. Dazu werden die Durchgangsventile durch entsprechende Ansteuerung abwechselnd geöffnet und geschlossen, so dass immer eine der beiden Kolbenpumpen und in Überlappungszeitintervallen auch beide Kolbenpumpen das Fluid durch den Fluidauslass hinausdrücken.
  • Es ist ferner bekannt, die mit jeweils einer der Kolbenpumpen verbundenen Durchgangsventile durch ein 4/2-Wege-Drehventil zu ersetzen, wobei jedes der beiden Drehventile einen eigenen Antrieb benötigt.
  • Aus der US 4 923 616 ist ein Drehventil mit einem Stator und einem Rotor bekannt, wobei der Stator Fluidein- und -auslässe und auf zur Drehachse konzentrischen Kreisen ringförmige Kanäle enthält, und wobei der Rotor radiale Kanäle enthält, die in den verschiedenen Schaltstellungen des Drehventils die Fluidein- und -auslässe und ringförmigen Kanäle selektiv miteinander verbinden. Das bekannte Drehventil wird bei der Trennung von Komponenten einer Mehrkomponentenfluidmischung mittels des so genannten Simulated-Moving-Bed-Verfahrens eingesetzt.
  • Aus der US 3 513 981 ist ebenfalls ein Drehventil mit einem Stator und einem Rotor bekannt, das auf einem Filter montiert ist und vier Schalstellungen aufweist, in denen das Filter wirksam ist, das Filter rückgespült wird, das Ventil gespült wird oder das Ventil geschlossen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte bekannte Ventilanordnung für eine Einrichtung, in der eine erste und eine zweite Kolbenpumpe ein Fluid über einen Fluideinlass ansaugen und über ein Fluidauslass pulsationsfrei abgeben, weiter zu vereinfachen.
  • Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch die in dem Patentanspruch angegebene Ventilanordnung gelöst, die nur noch ein einziges Drehventil aufweist und dementsprechend auch nur einen einzigen Antrieb benötigt.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen
  • 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilanordnung mit einem einzigen Drehventil und die
  • 2 bis 9 das Drehventil in seinen acht unterschiedlichen Schaltstellungen.
  • 1 zeigt das aus einem Stator 1 und einem von einem Motor 2 angetriebenen Rotor 3 bestehende Drehventil 4, wobei hier aus Gründen der besseren Darstellung der Stator 1 und der Rotor 3 voneinander getrennt gezeigt sind. Der Stator 1 weist einen ersten Anschluss 5 für eine erste Kolbenpumpe 6, einen zweiten Anschluss 7 für eine zweite Kolbenpumpe 8, einen als Fluideinlass dienenden Anschluss 9 zum Anschluss an ein ein Fluid 10 enthaltendes Reservoir 11 sowie einen als Fluidauslass dienenden Anschluss 12 auf. Die Kolbenpumpen 6 und 8 werden durch eigene Motoren 13 und 14 angetrieben, welche ebenso wie der den Rotor 3 antreibende Motor 2 von einer Steuereinrichtung 15 angesteuert werden.
  • Der Stator 1 enthält auf seiner dem Rotor 3 zugewandten Seite hier nicht sichtbare ringförmige Kanäle, die auf noch zu erläuternde Weise mit den Anschlüssen 5, 7, 9 und 12 verbunden sind und je nach Schaltstellung des Drehventils 4 durch radial verlaufende Kanäle 16 und 17 in dem Rotor 3 miteinander verbunden werden. Im zusammengebauten Zustand sind der Stator 1 und der Rotor 3 zusammengepresst und dichten so die in ihnen enthaltenen Kanäle ab.
  • Das Drehventil 4 kann acht unterschiedliche Schaltstellungen einnehmen, die in den 2 bis 9 dargestellt sind.
  • Wie die 2 bis 9 zeigen, ist der Stator 1 des Drehventils 4 entsprechend den Schaltstellungen in acht gleich große Sektoren S1 bis S8 unterteilt. Der Stator 1 enthält auf zur Drehachse konzentrischen Kreisen von außen nach innen einen sich über alle Sektoren S1 bis S8 erstreckenden und mit dem Fluidauslass 12 verbundenen ersten Kanal 18, einen sich über die Sektoren S1 bis S5 erstreckenden und über den Anschluss 5 mit der ersten Kolbenpumpe 6 verbundenen zweiten Kanal 19, einen sich über die Sektoren S5 bis S8 und S1 erstreckenden und über den Anschluss 7 mit der zweiten Kolbenpumpe 8 verbundenen dritten Kanal 20, auf einem inneren Kreis im Sektor S3 einen mit dem zweiten Kanal 19 verbundenen Kanalabschnitt 21 und im gegenüberliegenden Sektor S7 einen mit dem dritten Kanal 20 verbundenen weiteren Kanalabschnitt 22 sowie am nächsten zur Drehachse einen mit dem Fluideinlass 9 verbundenen vierten Kanal 23. Die in dem Rotor 1 des Drehventils 4 enthaltenen radialen Kanäle 16, 17 sind derart angeordnet, dass der erste radiale Kanal 16 die Kreise des ersten, zweiten und dritten Kanals 18, 19, 20 kreuzt und dass der ihm auf einer Linie gegenüberliegende zweite radiale Kanal 17 den vierten Kanal 23 und den Kreis für die Kanalabschnitte 21 und 22 kreuzt.
  • In der in 2 gezeigten Schaltstellung ist die erste Kolbenpumpe 6 mit dem Reservoir 11 zum Ansaugen des Fluids 10 verbunden, während gleichzeitig die zweite Kolbenpumpe 8 mit dem Fluidauslass 12 verbunden ist und durch diesen das von ihr zuvor angesaugte Fluid 10 drückt.
  • In der in 3 gezeigten Schaltstellung ist nur die zweite Kolbenpumpe 8 mit dem Fluidauslass 12 verbunden und drückt durch diesen das in ihr enthaltene Fluid 10.
  • In der in 4 gezeigten Schaltstellung sind beide Kolbenpumpen 6 und 8 mit Fluidauslass 12 verbunden und drücken durch diesen das in ihnen enthaltene Fluid 10.
  • In der in 5 gezeigten Schaltstellung ist nur die erste Kolbenpumpe 6 mit dem Fluidauslass 12 verbunden und drückt durch diesen das in ihr enthaltene Fluid 10.
  • In der in 6 gezeigten Schaltstellung ist die zweite Kolbenpumpe 8 mit dem Reservoir 11 zum Ansaugen des Fluids 10 verbunden, während gleichzeitig die erste Kolbenpumpe 6 das von ihr zuvor angesaugte Fluid 10 durch den Fluidauslass 12 drückt.
  • In der in 7 gezeigten Schaltstellung ist nur die erste Kolbenpumpe 6 mit dem Fluidauslass 12 verbunden und drückt durch diesen das in ihr enthaltene Fluid 10.
  • In der in 8 gezeigten Schaltstellung sind beide Kolbenpumpen 6 und 8 mit Fluidauslass 12 verbunden und drücken durch diesen das in ihnen enthaltene Fluid 10.
  • In der in 9 gezeigten Schaltstellung ist nur die zweite Kolbenpumpe 8 mit dem Fluidauslass 12 verbunden und drückt durch diesen das in ihr enthaltene Fluid 10.
  • Beide Kolbenpumpen 6, 8 saugen also abwechselnd das Fluid 10 über den Fluideinlass 9 an und geben das Fluid 10 pulsationsfrei über den Fluidauslass 12 ab, wobei immer eine der beiden Kolbenpumpen 6, 8 und zeitweise auch beide Kolbenpumpen 6, 8 das Fluid 10 durch den Fluidauslass 12 hinausdrücken.

Claims (1)

  1. Ventilanordnung für eine Einrichtung, in der eine erste und eine zweite Kolbenpumpe (6, 8) ein Fluid (10) über einen Fluideinlass (9) ansaugen und über einen Fluidauslass (12) pulsationsfrei abgeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung aus einem einzigen Drehventil (4) mit acht Schaltstellungen besteht, – wobei der Stator (1) des Drehventils (4) entsprechend den Schaltstellungen in acht aufeinanderfolgende Sektoren S1 bis S8 unterteilt ist und auf zur Drehachse konzentrischen Kreisen von außen nach innen – einen sich über alle Sektoren S1 bis S8 erstreckenden und mit dem Fluidauslass (12) verbundenen ersten Kanal (18) enthält, – einen sich über die Sektoren S1 bis S5 erstreckenden und mit der ersten Kolbenpumpe (6) verbundenen zweiten Kanal (19) enthält, – einen sich über die Sektoren S5 bis S8 und S1 erstreckenden und mit der zweiten Kolbenpumpe (8) verbundenen dritten Kanal (20) enthält, – auf einem inneren Kreis im Sektor S3 einen mit dem zweiten Kanal (19) verbundenen Kanalabschnitt (21) und in dem gegenüberliegenden Sektor S7 einen mit dem dritten Kanal (20) verbundenen weiteren Kanalabschnitt (22) enthält – und am nächsten zur Drehachse einen mit dem Fluideinlass (9) verbundenen vierten Kanal (23) enthält, und – wobei der Rotor (1) des Drehventils (4) auf einer den Kanälen (18 bis 23) in dem Stator (1) zugewandten Seite einen die Kreise des ersten, zweiten und dritten Kanals (18, 19, 20) kreuzenden ersten radialen Kanal (16) und diesem gegenüberliegend einen den vierten Kanal (23) und den Kreis für die Kanalabschnitte (21 und 22) kreuzenden zweiten radialen Kanal (17) aufweist.
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