DE1129025B

DE1129025B - Multi-way valve

Info

Publication number: DE1129025B
Application number: DEG21663A
Authority: DE
Inventors: Ralph Dunning Cooksley
Original assignee: General Gas Light Co
Current assignee: General Gas Light Co
Priority date: 1956-03-12
Filing date: 1957-03-11
Publication date: 1962-05-03

Description

Mehrwegeventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrwegeventil zum wahlweisen Anschluß einer Verbrauchsleitung an eine Zufluß- oder Abflußleitung.Multi-way valve The invention relates to a multi-way valve for optional connection of a consumption line to an inflow or outflow line.

Es sind bereits Ventile dieser Art bekannt, die zwei Kammern aufweisen, von denen die eine mit einer Zuflußleitung, die andere mit einer Abflußleitung verbunden ist. Jeder Kammer ist ein Ventilverschlußkörper zugeordnet, der es ermöglicht, wahlweise die eine oder die andere Kammer an eine dritte, die beiden Kammern verbindende und mit einer Verbrauchsleitung in Verbindung stehende Kammer anzuschließen. Dies wird bei den bekannten Ventilen mit Hilfe einer Ventilstange ermöglicht, die gegenüber den Ventilverschlußkörpern axial verschiebbar ist und bei ihrer Verschiebung aus einer Mittellage, in der sich beide Verschlußkörper, durch das Druckmittel beaufschlagt, in ihrer Schließstellung befinden, je nach der Bewegungsrichtung den einen oder den anderen Verschlußkörper mit Hilfe von Mitnehmern in die Offenstellung bewegt. Zum Zurückführen der Verschlußkörper in die Schließstellung sind Federn vorgesehen.Valves of this type are already known which have two chambers, one of which is connected to an inflow line and the other to an outflow line. Each chamber is associated with a valve closure body, which makes it possible to connect alternatively the one or the other chamber to a third, connecting the two chambers and related to a consumption line in communication chamber. This is made possible in the known valves with the aid of a valve rod which is axially displaceable with respect to the valve closure bodies and, when moved from a central position in which both closure bodies are acted upon by the pressure medium, are in their closed position, depending on the direction of movement the other closure body is moved into the open position with the aid of drivers. Springs are provided for returning the closure body to the closed position.

Wesentlich zuverlässiger im Betrieb und in ihrer Bauart einfacher sind derartige Ventile, wenn erfindungsgemäß die Ventilstange mit den starr darauf befestigten Ventilverschlußkörpem unter der Einwirkung des Strömungsmitteldrucks kraftschlüssig in Anlage an der von außen betätigbaren Verstelleinrichtung gehalten wird. Eine solche Ausbildung macht die Verwendung von Federn überflüssig, weil der Druck des Strömungsmittels eine selbsttätige Einstellung in eine Normalstellung herbeiführt.Much more reliable in operation and simpler in design are such valves when, according to the invention, the valve rod with the rigidly on it fastened valve closure bodies under the action of the fluid pressure non-positively held in contact with the externally actuated adjusting device will. Such a training makes the use of springs superfluous because of the Pressure of the fluid an automatic adjustment to a normal position brings about.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment.

Fig. 1 zeigt einen längs der Mittelachse eines erfindungsgemäßen Ventils gelegten Schnitt; Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 1. 1 shows a section taken along the central axis of a valve according to the invention; FIG. 2 shows a section along the line 11-11 in FIG. 1.

Das Ventil nach Fig. 1 besteht aus einem Ventil-P Cr häuse 2 mit zwei Kammern 4 und 9, die durch einen zentralen Kanal 21 verbunden sind. In dem Kanal 21 ist eine axial hin- und herbewegbare Ventilstange 37 angeordnet, deren eines Ende aus dem Gehäuse 2 herausgeführt ist und von Hand oder auf mechamschem Wege betätigt werden kann. Innerhalb der Kammern 4 bzw. 9 sind an der Stange nachgiebige Membranen 6 und 11 befestigt, die gelocht sind und an ihrem äußeren Rand fest mit den entsprechenden Kammerwänden verbunden sind. Die erste Kammer 4 wird durch die Membran 6 in zwei Teile 4 a und 4 b und die zweite Kammer 9 durch die Membran 11 in zwei Teile unterteilt. Die Kammern sind vorteilhafterweise zylindrisch und gleichachsig mit dem Gehäuse ausgebildet, und der Durchmesser des Kanals 21 ist erheblich kleiner als derjenige der Kammern.The valve according to FIG. 1 consists of a valve P Cr housing 2 with two chambers 4 and 9 which are connected by a central channel 21. In the channel 21 there is arranged an axially reciprocating valve rod 37 , one end of which is led out of the housing 2 and can be actuated manually or mechanically. Within the chambers 4 and 9 , resilient membranes 6 and 11 are attached to the rod, which are perforated and are firmly connected at their outer edge to the corresponding chamber walls. The first chamber 4 is divided into two parts 4 a and 4 b by the membrane 6 and the second chamber 9 is divided into two parts by the membrane 11. The chambers are advantageously cylindrical and coaxial with the housing, and the diameter of the channel 21 is considerably smaller than that of the chambers.

In dem Gehäuse 2 sind drei radiale Anschlußkanäle 14, 16 und 17 vorgesehen, die mit den Kammern 4 und 9 bzw. dem Kanal 21 in Verbindung stehen. Der erste Kanal 14 mündet an seinem radial innenliegenden Ende in einen Kanal 18, der radial von dem Kanal 14 ausgeht und zum rechten Teil 4 a der Kammer 4 fährt. An den zweiten Kanal 16 schließt sich ein axial verlaufender Kanal 19 an, der in den, zentralen Kanal 21 mündet. Von dem dritten Kanal 17 geht ein radialer Kanal 22 aus, der zum linken Teil 9 a der Kammer 9 führt.In the housing 2, three radial connection channels 14, 16 and 17 are provided, which are in communication with the chambers 4 and 9 or the channel 21. The first channel 14 opens at its radially inner end into a channel 18, which starts radially from the channel 14 and travels to the right part 4 a of the chamber 4. The second channel 16 is followed by an axially running channel 19 which opens into the central channel 21. A radial channel 22 extends from the third channel 17 and leads to the left part 9 a of the chamber 9.

Die Membran 6 wird durch das Abschlußstück 7 gegen eine innerhalb des Gehäuses 2 vorgesehene Schulter 24 gedrückt. Sie besitzt mehrere Öffnungen 26 und trägt in der Mitte einen verhältnismäßig kräftig ausgebildeten Nabenteil 27, der die bereits erwähnte Stange 37 umschließt und an seinem axial nach innen gerichteten Ende eine konische Ventilsitzfläche 28 aufweist.The membrane 6 is pressed by the end piece 7 against a shoulder 24 provided within the housing 2. It has several openings 26 and has a relatively strong hub part 27 in the middle, which surrounds the already mentioned rod 37 and has a conical valve seat surface 28 at its axially inwardly directed end.

Die Membran 11 wird auf ähnliche Weise durch das Abschlußstück 12 gegen eine Schulter 31 gedrückt und besitzt an dem axial nach innen gerichteten Ende des zugehörigen, die Stange 37 fest umschließenden Nabenteils 33 eine konische Ventilsitzfläche 32. Die Sitzfläche 28 arbeitet mit einem konischen Ventilsitz 34 und die Sitzfläche 32 mit einem konischen Ventilsitz 36 zusammen. Die Membran 6 wird zwischen den Flanschen 38 und 39 in der Nähe des linken Endes 61 der Stange und die Membran 11 zwischen dem ringförmigen Flansch 41 und der diesem gegenüberliegenden Fläche 42 des Kopfstücks 43 festgehalten.The membrane 11 is pressed in a similar manner by the end piece 12 against a shoulder 31 and has a conical valve seat surface 32 at the axially inwardly directed end of the associated hub part 33 which firmly encloses the rod 37. The seat surface 28 works with a conical valve seat 34 and the seat surface 32 with a conical valve seat 36 together. The membrane 6 is held between the flanges 38 and 39 near the left end 61 of the rod and the membrane 11 between the annular flange 41 and the opposite surface 42 of the head piece 43.

Das Kopfstück 43 ist in einer zentralen öffnung 44 des Abschlußstücks 12 gleitend beweglich. Zur Ab- dichtung ist ein Dichtungsring 46 vorgesehen. Die nach links weisende Fläche 42 des Kopfstücks 43 besitzt einen größeren Durchmesser als der äußere Umfang der konischen Sitzfläche 32 und der benachbarte Teil der Nabe 33, so daß eine Druckfläche 47 vorhanden ist.The head piece 43 is slidably movable in a central opening 44 of the end piece 12. Seal for waste, a sealing ring 46 is provided. The left-facing surface 42 of the head piece 43 has a larger diameter than the outer circumference of the conical seat surface 32 and the adjacent part of the hub 33, so that a pressure surface 47 is present.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die nach links wirkende Betätigungskraft auf mechanischem Weg durch den Knopf 51 aufgebracht, der seinerseits von Hand über einen Hebelmechanismus 52 hydraulisch oder elektrisch betätigt werden kann. Der Knopf 51 trägt in der Mitte einen Fortsatz 50, der in einer zentralen Aussparung 53 des Kopfstücks 43 gleitend beweglich ist und durch einen Stift 54 geführt wird, welcher sich durch den Fortsatz 50 hindurch erstreckt und in axial gerichtete Schlitze 55 und 56 hineinragt, welch letztere sich durch die Wandung der Aussparung 53 in dem Kopfstück 43 erstrecken. Eine Feder 57 spannt den Knopf 51 ständig von dem Abschlußstück 12 weg vor. Diese Feder liefert eine Pufferwirkung zwischen dem Knopf und dem Kopfstück 43, wenn die Betätigung von Hand erfolgt, und für den Fall, daß ein mechanisches Betätigun#gsglied, z. B. der Hebel 52, verwendet wird, hebt sie einen möglicherweise vorhandenen toten Gang zwischen dem Knopf und dem Betätigungsende 58 des Hebels auf.In the embodiment shown, the actuating force acting to the left is applied mechanically by the button 51 , which in turn can be actuated hydraulically or electrically by hand via a lever mechanism 52. The button 51 carries in the middle an extension 50 which is slidably movable in a central recess 53 of the head piece 43 and is guided by a pin 54 which extends through the extension 50 and protrudes into axially directed slots 55 and 56 , which the latter extend through the wall of the recess 53 in the head piece 43. A spring 57 constantly biases the button 51 away from the end piece 12. This spring provides a buffer effect between the button and the head piece 43 when the operation is carried out by hand, and in the event that a mechanical actuator, e.g. B. lever 52, is used, it removes any possible backlash between the button and the actuating end 58 of the lever.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Ventils ist folgende: Bei Wahl des Kanals 14 als Einlaß strömt das Druckmittel, beispielsweise Luft, bei der in Fig. 1 gezeigten Stellung der Ventilteile von dem Kanal 14 aus über den Kanal 18 in den Teil 4 a der Kammer 4 und von dort aus an dem Ventil 28 vorbei zu dem Kanal 21 und über den Kanal 19 und den Kanal 16 zu dem angeschlossenen Verbraucher. Der Luftdruck übt innerhalb des Kanals 21 gleich starke Drücke in beiden axialen Richtungen gegen die einander zugewandten Flächen der Flansche 39 und 41 sowie gegen die unmittelbar benachbarten, einander zugewandten Teile der Meinbrannaben 27 und 33 aus. Diese Drücke gleichen sich gegenseitig aus. Während die Luft in den Kana121 einströmt, strömt gleichzeitig Luft durch die Öffnungen26 in die Kammer4b ein und drückt gegen die gesamte Räche auf der linken Seite der Membran6, und zwar einschließlich des linken Endes des Flansches 38 und der Stange 37. Der auf das linke Ende 61 der Stange 37 aufgebrachte Druck wird jedoch nicht durch irgendeinen anderen Druck im Gleichgewicht gehalten, und daher wird der so aufgebrachte Druck in Verbindung mit der Herabsetzung des Drucks zwischen dem Ventil 28 und dem Ventilsitz 34 auf Grund des Satzes von B e r n o u 11 i bei der Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft längs des Ventils bestrebt sein, die Ventilstange 37 nach rechts zu drükken, bis die Sitzfläche 28 an dem Sitz 34 anliegt. Nimmt man an, daß der Betätigungsgriff die in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie 58 a angedeutete Stellung einnimmt, so daß sich die Ventilstange 37 nach rechts bewegen kann, wird sich das Ventil bei der Beaufschlagung des ersten Kanals 14 sofort schließen. Die Luft, die in dem Kanal 16 oder in damit verbundenen Teilen vorhanden ist, kann nunmehr durch die Kanäle 19 und 21, zwischen dem Ventil 32 und dem Ventilsitz 36 hindurch zu der Kammer 9 a und von dort aus durch den Kanal 22 strömen und durch den Kanal 17 nach außen ,gelangen. Da beide Seiten der Kammer 9 somit mit der Atmosphäre in Verbindung stehen, zeigen weder die Membran 11 noch die ihr zugeordneten Teile ein Bestreben, die Lage der Ventilstange 37 zu beeinflussen.The operation of the valve of the invention is the following: When selecting the channel 14 as the inlet flows through the pressure medium, for example air, in the embodiment shown in Fig 1 position of the valve parts of the channel 14 via the channel 18 in the part 4a of the chamber 4 and. from there past the valve 28 to the channel 21 and via the channel 19 and the channel 16 to the connected consumer. The air pressure exerts equally strong pressures within the channel 21 in both axial directions against the mutually facing surfaces of the flanges 39 and 41 and against the immediately adjacent, mutually facing parts of the Meinbrann hubs 27 and 33 . These pressures cancel each other out. As the air flows into the channel 121, air flows simultaneously through the openings 26 into the chamber 4b and presses against the entire area on the left side of the membrane 6, including the left end of the flange 38 and the rod 37. The one on the left end 61 of the pressure applied to the rod 37 is not kept in equilibrium by any other pressure, and therefore the pressure thus applied in connection with the decrease in pressure between the valve 28 and the valve seat 34 due to the theorem of B ernou 11 i in FIG Increase the flow speed of the air along the valve strive to push the valve rod 37 to the right until the seat surface 28 rests against the seat 34. Assuming that the operating handle assumes the position indicated in Fig. 1 by the dashed line 58 a, so that the valve rod 37 can move to the right, the valve will close immediately when the first channel 14 is acted upon. The air that is present in the channel 16 or in parts connected thereto can now flow through the channels 19 and 21, between the valve 32 and the valve seat 36 to the chamber 9 a and from there through the channel 22 and through the channel 17 to the outside. Since both sides of the chamber 9 are thus in communication with the atmosphere, neither the membrane 11 nor the parts assigned to it show any attempt to influence the position of the valve rod 37.

Wenn der Betätigungsgriff 52 in die in Fig. 1 durch Vollinien angedeutete Stellung gebracht wird, wird der Knopf 51 nach links gedrückt, so daß er sich am rechten Ende des Kopfstücks 43 abstützt und hierbei das Ventil in die aus Fig. 1 ersichtliche Stellung zurückführt. Die Luft kann nunmehr durch die Kanäle 14 und 18, zwischen dem Ventil 28 und dem Ventilsitz 34 hindurch zu dem Kanal 21 strömen und von dort aus über den Kanal 19 zu dem Verbraucher gelangen. Da das Ventil 32 an der Sitzfläche 36 anliegt, kann an dieser Stelle keine Luft zu dem Entlüftungskanal entweichen. Wenn der Betätigungsgriff 52 erneut in die durch die gestrichelte Linie 58 a angedeutete Stellung gebracht wird, kann sich das Ventil 28 wiederum an die Sitzfläche 34 anlegen, wie es weiter oben beschrieben wurde. Das Ventil ist also normalerweise geschlossen, und zwar wird es durch den Luftdruck geschlossen gehalten, und es werden keine Federn benötigt.When the operating handle is brought into the position indicated in FIG. 1 by solid lines position 52, the button is pushed to the left 51 so that it is supported at the right end of the headpiece 43 and thereby the valve in the position shown in Fig. 1 position returns. The air can now flow through the channels 14 and 18, between the valve 28 and the valve seat 34 to the channel 21 and from there via the channel 19 to the consumer. Since the valve 32 rests on the seat surface 36 , no air can escape to the ventilation duct at this point. When the operating handle 52 is again brought into the position indicated by the dashed line 58 a, the valve 28 can again rest against the seat surface 34, as was described above. So the valve is normally closed, air pressure keeps it closed, and no springs are needed.

Es sei nunmehr angenommen, daß die Druckleitung mit dem dritten Kanal 17 verbunden ist und daß der erste Kanal 14 als Entlüftungsleitung wirkt. Der Luftdruck beaufschlagt jetzt die Kammer 9 auf beiden Seiten der Membran 11 und ist auf beiden Merabranseiten ausgeglichen. Dieser Druck wirkt sich jedoch schnell zwischen dem Ventil 32 und der Sitzfläche 36 aus und bewirkt somit, daß die Ventilstange 37 nach rechts gedrückt wird, da zwischen dem Durchmesser der Nabe 33 und der Stange 37 eine größere Fläche vorhanden ist, durch die wiederum bewirkt wird, daß ein Druck nach rechts entsteht und die auf der rechten Seite liegende Fläche der Nabe 33 durch die Stange 43 g gegen eine Berührung mit dem unter Druck stehenden Strömungsmittel geschützt wird. Wenn ein zusätzlicher, nach rechts wirkender Druck benötigt wird, kann man der Stange 43 im Vergleich zum Durchmesser der Nabe33 eine größere Abmessung geben, um eine zusätzliche Fläche 47 zu schaffen, durch die das System nach rechts gedrückt wird. Das unter Druck stehende Strömungsmittel, das durch das Ventil 28 hindurch entweicht, durchströmt die Öffnungen 26 und übt einen Druck auf das Ende 61 der Stange 37 aus, wodurch die Vorspannung der Stange nach rechts und das Andrücken des Ventils 28 an die Sitzfläche 34 unterstützt bzw. verstärkt wird. Hierdurch wird ein Öff- nen des Ventils 32 und ein Schließen, des Ventils 28 bewirkt, so daß die Luft aus dem Kanal 17 zu dem zentralen Kanal 21, dann zu dem Kanal 19 und schließlich durch den Kanal 16 zu dem Verbraucher strömen kann. Das Ventil 28, das die Verbindung zu dem Kanal 14 steuert, ist geschlossen. Das Ventil ist somit normalerweise geöffnet, wenn der Betätigungsgriff 52 die durch die gestrichelte Linie 58 a angedeutete Stellung einnimmt.It is now assumed that the pressure line is connected to the third channel 17 and that the first channel 14 acts as a vent line. The air pressure now acts on the chamber 9 on both sides of the membrane 11 and is balanced on both sides of the Merabran. However, this pressure quickly acts between the valve 32 and the seating surface 36 and thus causes the valve rod 37 is pushed to the right, since a larger surface area exists between the diameter of the hub 33 and the rod 37 is caused by the turn that a pressure is created to the right and the surface of the hub 33 lying on the right-hand side is protected against contact with the pressurized fluid by the rod 43g. If additional right-hand pressure is required, the rod 43 can be given a larger dimension compared to the diameter of the hub 33 in order to create an additional area 47 through which the system is pushed to the right. The pressurized fluid that escapes through the valve 28 flows through the openings 26 and exerts a pressure on the end 61 of the rod 37 , whereby the bias of the rod to the right and the pressing of the valve 28 against the seat 34 supports or . is reinforced. This causes the valve 32 to open and the valve 28 to close, so that the air can flow from the channel 17 to the central channel 21, then to the channel 19 and finally through the channel 16 to the consumer. The valve 28, which controls the connection to the channel 14, is closed. The valve is thus normally open when the operating handle 52 assumes the position indicated by the dashed line 58 a.

Wenn der Ventilgriff 52 in die durch Vollinien angedeutete Stellung bewegt wird, wird eine mechanische Bewegung der Ventilstange 37 nach links bewirkt, das Ventil 32 wird auf die Sitzfläche 36 gedrückt, und das Ventil 28 wird geöffnet, so daß von dem Verbraucher kommende Luft durch den Kanal 16, den Kanal 19, den zentralen Kanal 21 und die Bohrung 18 zu dem Kanal 14 strömen kann, um in die Atmosphäre abgeblasen zu werden. Wenn der Betätigungsgriff 52 in die der gestrich#elten Linie 58 a entsprechende Stellung zurückgeführt wird, kann der in dem Kanal 17 herrschende Druck die Fläche 47 beaufschlagen und das Ventil erneut öffnen. Das Ventil ist somit normalerweise -eöffnet, und es wird durch eine mechanische Bewegung des Kopfstücks 43 der Ventilstange nach links geschlossen.When the valve handle 52 is moved into the position indicated by solid lines, a mechanical movement of the valve rod 37 is effected to the left, the valve 32 is pressed onto the seat surface 36 , and the valve 28 is opened so that air coming from the consumer through the Channel 16, channel 19, central channel 21 and bore 18 can flow to channel 14 to be vented to the atmosphere. When the operating handle 52 is returned to the position corresponding to the dashed line 58 a, the pressure prevailing in the channel 17 can act on the surface 47 and open the valve again. The valve is thus normally open and it is closed by a mechanical movement of the head piece 43 of the valve rod to the left.

Man erkennt somit, daß sich das hier beschriebene Ventil sowohl als normalerweise aeöffnetes als auch als normalerweise geschlossenes Ventil verwenden läßt, was jeweils lediglich von der Wahl der Druckzuführungs- und Entlüftungskanäle abhängt, und daß man das Ventil von der einen auf die andere Verwendungsweise lediglich dadurch umstellen kann, daß man die Funktionen des ersten Kanals 14 und des dritten Kanals 17 miteinander vertauscht.It can thus be seen that the valve described here can be used both as a normally open and as a normally closed valve, which in each case only depends on the choice of pressure supply and venting channels, and that the valve can only be used in this way can change that the functions of the first channel 14 and the third channel 17 are interchanged.

Wenn erforderlich, kann auch die Ventilstange fest angeordnet sein, und die Betätigung des Ventils kann durch eine Bewegung des Ventilgehäuses bewirkt werden.If necessary, the valve rod can also be fixed, and actuation of the valve can be effected by movement of the valve housing will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Multi-way valve for the optional connection of a consumption line to an inflow or outflow line with two chambers, which are connected to each other by a closable channel, as well as one connection each to the chambers and the channel and two arranged in the two chambers and on a common one Valve closure body, axially displaceable from the outside, for closing the connecting channel, characterized in that the valve rod (37) with the valve closure bodies (27, 33) rigidly fastened thereon, under the action of the fluid pressure, presses against the externally actuated adjusting device (50 to 52) is held.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the valve rod (37) in the one valve chamber (4) terminates free, such that the pressure prevailing in the chamber (4) pressure, the rod (37) in engagement with the adjusting device (50 to 52) . 3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the end (43) of the valve rod (37) cooperating with the adjusting device (50 to 52) and located in the other chamber (9) is one of the adjusting device (50 to 52) has remote shoulder surface (47), such that the pressure prevailing in the chamber (9 ) holds the rod (37) in contact with the adjusting device (50 to 52). 4. Multi-way valve according to claim 1 to 3, characterized in that each valve closure body (27, 33) is arranged on a membrane (6, 11) provided with passage openings (26) . Considered publications: German Patent Nos. 202608, 852631, 909 526, 915 169; Swiss Patent No. 211 710; U.S. Patent Nos. 2,005,128, 2,017,317.