-
Mehrwegehahn Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrwegehahn, insbesondere
zum Gebrauch in der Öl- oder chemischen Industrie.
-
In der Öl- und chemischen Industrie werden für Abschaltungs- und Umschaltungsvorgänge
häufig Mehrwegehähne benötigt, die hohen Drücken standhalten müssen. Hierzu sind
Mehrwegehähne mit beispielsweise vier Anschlüssen bekannt, die in einer Ebene liegen
und in vier verschiedene Richtungen laufen. Es sind ferner Mehrwegehähne bekannt,
bei denen die Anschlußstutzen ebenfalls in einer Ebene liegen, bei denen jedoch
zwei Anschlußstutzen nach der einen Richtung und die anderen beiden nach der entgegengesetzten
Richtung führen. Diese bekannten Bauarten haben den Nachteil, daß sie zum Einbau
relativ viel Platz benötigen, .und den weiteren Nachteil, daß, wenn zwei der Anschlüsse
rechtwinklig zu den beiden anderen Anschlüssen liegen sollen, wie dies häufig indem
genannten Industriezweig erforderlich ist, zusätzlich an zwei Anschlüssen Winkelrohre
angebracht werden müssen. Hierdurch ergibt sich ein erhöhter Platzbedarf und außerdem
vergrößert sich die Zahl der Dichtstellen. Ein direktes Anflanschen dieser bekannten
Mehrwegehähne ohne Verbindungsrohre ist also nicht möglich. Es kommt hinzu, daß
bei den bekannten Hähnen die Zuleitungen, auch wenn diese in einem Block zusammengefaßt
sind, nicht alle Gefälle oder Steigung aufweisen, was bei Flüssigen Medien zu verschiedenen
Unzuträglichkeiten führen kann.
-
Die Erfindung hat zur Aufgabe, an einem Mehrwegehahn die Anschlüsse
paarweise derart anzuordnen, daß je zwei Anschlüsse in einer Radialebene liegen.
Die Anschlüsse sind also paarweise und rechtwinklig zueinander angeordnet, und aus
einer solchen Anordnung ergibt sich der Vorteil, daß das eine Paar der Anschlüsse
direkt angeflanscht werden kann, ohne daß hierzu Winkelmuffen od. dgl. erforderlich
sind. Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, alle gewünschten Schaltvorgänge
mit einem Hebel zu bewirken, der insgesamt nur eine Drehbewegung von 1.80° ausführen
muß. Die Gesamtheit der genannten vorteilhaften Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes
ermöglicht eine besonders bequeme Montage des Mehrwegehahnes.
-
Da die Anschlüsse des Mehrwegehahnes gemäß der Erfindung im Winkel
von 90° zueinander liegen, kann der Hahn sowohl in der in den Zeichnungen dargestellten
Lage als auch um 180° verdreht eingesetzt werden. Hierdurch werden in Verbindung
mit dem Gefälle oder der Steigung der Kanäle im Inneren des Hahnes eventuell auftretende
Bildungen von Gasblasen oder Flüssigkeitssäcken verhindert. Der Hahn gemäß der Erfindung
kann zur Steuerung der Strömungen in allen Leitungswegen Verwendung finden, und
zwar insbesondere in solchen, in denen hohe Drücke auftreten.
-
Zur Lösung der Erfindungsaufgabe ist der Mehrwegehahn mit folgenden
Merkmalen ausgestattet: In einer Aussparung der Dichtungspackung liegt ein Einsatzteil,
welches konturenmäßig der Aussparung der Krümmung der Dichtungspackung und des Hahnkükens
angepaßt ist. Das Einsatzteil enthält auf der Außenseite als überströmkanal dienende,
zueinander winklig, vorzugsweise -rechtwinklig stehende Nuten, die drei Durchbrüche,
die von der Außenseite zur Innenseite des Einsatzteiles durchgehen, miteinander
verbinden, von denen zwei in der Nähe der Enden der Nuten liegen, während der dritte
Durchbruch in der Nähe des Scheitelpunktes angebracht ist. Das Küken weist zwei
voneinander unabhängige, axial gegeneinander versetzte Gruppen von Bohrungen auf,
von denen die eine T förmig, die andere L-förmig ist. Das Hahngehäuse hat zwei Paar
von Anschlüssen, die in rechtwinklig aufeinanderstehenden Ebenen liegen und durch
Kanäle im Gehäuse mit den Durchbrüchen in der Dichtungspackung verbunden sind. Hierbei
liegen die Kanäle, die die Durchbrüche in der Dichtungspackung mit den Anschlüssen
verbinden, in zwei rechtwinklig aufeinanderstehenden Schenkeln des Hahngehäuses.
Die Kanäle in dem einen Schenkel des Gehäuses schließen mit den Kanälen in dem anderen
Schenkel einen Winkel ein, der von 90° abweicht< Das Überströmkanalteil kann
in die Dichtungspackung eingegossen sein. An dem Ende des einen Schenkels des winkelförmigen
Halmgehäuses befindet sich eine Anschlußplatte, die mit Durchbrüchen zur Durchführung
von Befestigungsbolzen versehen ist; wobei die gedachten Mittellinien der Befestigungsbolzen
im Winkel von 90° oder annähernd 90° zu der gedachten Mittellinie des Halmkükens
liegen.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt A b b. 1 eine Außenansicht des Mehrwegehahnes gemäß
der Erfindung in perspektivischer Darstellung, A b b. 2 eine Seitenansicht im Schnitt,
A b b. 3 eine Ansicht von oben im Schnitt, A b b. 4 eine Ansicht der Dichtungspackung
in vergrößerter Darstellung, A b b. 5 einen Schnitt durch die Dichtungspackung,
ebenfalls in vergrößerter Darstellung, A b b. 6 eine Ansicht der Dichtungspackung
von vorn gesehen, gleichfalls in vergrößerter Darstellung, A b b. 7 eine Ansicht
des überströmkanalteiles in vergrößerter Darstellung von oben gesehen, A b b. 8
eine Ansicht des überstromkanalteiles in vergrößerter Darstellung von der Seite
gesehen.
-
A b b. 9 das Hahnküken in Ansicht, A b b. 10 einen Schnitt durch das
Hahnküken in Höhe der T-förmigen Bohrungen.
-
A b b. 11 einen Schnitt durch das Hahnküken in Höhe der L-förmigen
Bohrungen, A b b. 12 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, der auf die Dichtungspackung
wirkenden Abschlußschraube, A b b. 13 das Schaltschema des Mehrwegehahnes gemäß
der Erfindung mit den drei möglichen Schaltstellungen Z, A und B in schematischer
Darstellung.
-
Ein Halmgehäuse 1, das von der Seite gesehen eine ungefähr rechtwinklige
Form aufweist, ist mit einer Bohrung 2, in der das Hahnküken 3 liegt, versehen.
Von der Bohrung 2 führen zwei Kanäle 4 und 5 zu den Anschlußstutzen
6 und 7, die an der Außenseite einer Anschlußplatte 8 liegen und mit dieser ein
zusammenhängendes Ganzes bilden. Die Anschlußplatte 8 ist in ihrer oberen Kante
9 und in ihrer unteren Kante 10 dünner gehalten als in ihrem Mittelteil. Ferner
weist die Anschlußplatte 8 vier Durchbrüche 11 auf, die zur Durchführung der Befestigungsbolzen
12 dienen. Von der Bohrung 2 führen zwei weitere Kanäle 13 und 14 in den anderen
Schenkel des ungefähr rechtwinkligen Hahngehäuses 1 nach oben, wo sie in Gewindelöchern
15 und 16 enden, welche zum Anschluß von in den Abbildungen nicht dargestellten
Rohrleitungen dienen. In der Bohrung 2, die an beliebiger hierfür geeigneter Stelle
eine Nut 17 aufweist, liegt eine rohrförmige Dichtungspackung 18, die an ihrer Außenwandung
mit einer leistenartigen Nase od. dgl. versehen ist, welche in die Nut 17 paßt und
hierdurch die Dichtungspackung 18 nach dem Einschieben in die Bohrung 2 so festlegt,
daß eine unerwünschte Drehung der Dichtungspackung 18 mit Sicherheit vermieden wird.
Die Dichtungspackung 18 weist sechs Durchbrüche 19, 20, 21, 22, 23 und 24 sowie
eine Aussparung 25 auf, in der das überströmkanalteil 26 liegt. Das Überströmkanalteil
26 hat ungefähr die Form eines rechten Winkels, paßt sich konturenmäßig der Aussparung
25 an und ist in sich so gekrümmt, daß diese Krümmung der Krümmung der Dichtungspackung
18 entspricht. Das Überströmkanalteil 26 ist mit drei Durchbrüchen 27, 28
und 29 versehen, von denen die Durchbrüche 27 und 29 in der Nähe der Enden der Schenkel
des Winkels liegen, während der Durchbruch 28 in der Nähe des Scheitelpunktes des
Winkels angebracht ist. Zwischen den Durchbrüchen 27 und 28 besteht eine Verbindung
durch eine Nut 30 und zwischen den Durchbrüchen 28 und 29 eine solche durch die
Nut 31. Das Hahnküken 3, das sich in der Dichtungspackung 19 dreht, weist zwei Gruppen
von Bohrungen auf, und zwar eine Gruppe mit einer T-förmigen Bohrung 32 und die
andere Gruppe mit einer winkligen Bohrung 33. Beide Gruppen von Bohrungen stehen
innerhalb des Hahnkükens 3 nicht miteinander in leitender Verbindung. Das Hahnküken
3 ist ferner noch an seinem aus dem Hahngehäuse 1 herausragenden Teil mit einer
Anschlagschraube 34 versehen, die seine Drehbewegung begrenzt, wenn sie gegen die
obere oder untere Kante des Anschlages 35 an dem Hahngehäuse 1 stößt. Nachdem die
Dichtungspackung 18 und das Hahnküken 3 in die Bohrung 2 des Hahngehäuses 1 eingeführt
worden sind, wird das eine Ende der Bohrung 2 durch eine Abschlußschraube 36 verschlossen,
deren untere ringförmige Kante 37 auf den Rand der rohrförmigen Dichtungspackung
18 drückt. Das Gewinde 38 der Abschlußschraube 36 arbeitet mit dem
Gewinde 39 in dem Hahngehäuse 1 zusammen. Das Halmküken 3 ist an seinem einen Ende
mit einem Vierkant 40 versehen, der zum Aufstecken des Bedienungshebels dient.
-
Die Wirkungsweise des Kombinationshahnes gemäß der Erfindung ist folgende:
Der Anschluß des Mehrwegehahnes an die Leitungen, die mit ihm geschaltet werden
sollen, erfolgt folgendermaßen: Zwei der Leitungen enden in einem Flansch, der in
den Abbildungen nicht dargestellt ist und in dem sich vier Sacklöcher befinden.
In diese Sacklöcher werden die Befestigungsbolzen 12 eingeschraubt. Alsdann werden
Dichtungsringe auf die Anschlußstutzen 6 und 7 der Anschlußplatte 8 geschoben, und
diese wird auf die sich jetzt an dem Flansch befindenden Anschlußbolzen 12 aufgeschoben,
so daß die Bolzen 12 jetzt in den Durchbrüchen 11 der Anschlußplatte 8 liegen.
Hierauf wird in an sich bekannter Weise die Anschlußplatte 8 mittels Muttern fest
gegen den Flansch gedrückt, so daß sich zwischen beiden Teilen eine flüssigkeits-
und gasdichte Verbindung ergibt. Nachdem an das Gewindeloch 15 eine Leitung und
an das Gewindeloch 16 eine andere Leitung angeschlossen worden ist, ist der
Mehrwegehahn jetzt betriebsfertig.
-
Der Weg der flüssigen oder -gasförmigen Medien innerhalb des Mehrwegehahnes
bei seinen drei verschiedenen Stellungen Z, A und B ist aus dem Schaltschema
(Ab b. 15) ersichtlich.
-
Der Mehrwegehahn gemäß der Erfindung wird mit besonderem Vorteil zum
Anschluß an sogenannte Transmitter verwendet und dient als Vorschaltgerät hierzu.
Ein Transmitter ist ein Meßumformer für Druck, Differenzdruck, Flüssigkeitsstand
und Durchfluß. Gemessen wird ein Differenzdruck, der an einer Meßblende (Staurand)
erzeugt wird, und diese Messung geschieht in den Kammem eines Meßwertwandlern (Transmitters)
an einem mechanischen Eingangsmeßwerk, welches aus einer Membran oder einem Faltenbalg
besteht und eine Kraft erzeugt, die auf einen Waagehebel wirkt und hier durch eine
elektrisch oder pneumatisch erzeugte Gegenkraft kompensiert wird. Bei Abweichung
der Waage aus der Nullage wird in einem induktiven Abgriff eine der Auslenkung oder
dem Eingangssignal proportionale Wechselspannung induziert. Nach Verstärkung und
Gleichrichtung liefert diese Spannung den Kompensationsstrom, worauf alsdann in
an sich bekannter Weise gemessen werden kann.
Die Transmitter, die
bekannte Bauelemente in der Ölindustrie darstellen, benötigen stets eine Verbindung
mit einem Mehrwegehahn, und der Mehrwegehahn gemäß der Erfindung ist deshalb besonders
zum Anschluß an Transmitter geeignet, weil er sich direkt an diese anflanschen läßt.
Bei der Anbringung des Mehrwegehahnes an Transmitter ist es von Vorteil, daß die
Anschlüsse für Hoch- und Niederdruck erfindungsgemäß parallel in einer Ebene liegen.
-
Die drei Schaltstellungen Z, A und B des Mehrwegehahnes werden, wenn
er an einen Transmitter angeschlossen ist, folgendermaßen geschaltet: Zur Inbetriebnahme
wird der Hahn zuerst auf die Stellung Z geschaltet, und dann werden die in den Abbildungen
nicht dargestellten Zuleitungen zum Hahn geöffnet. Alsdann wird der Hahn auf Stellung
A geschaltet, worauf der Transmitter entlüftet und der Nullwert eingestellt wird.
Anschließend wird der Hahn auf Stellung B geschaltet, die die Betriebsstellung darstellt.
Beide Meßkammern des Transmitters sind jetzt getrennt beaufschlagt, und die Differenz
wird angezeigt. Zur Außerbetriebnahme wird , der Hahn zurück auf Stellung Z geschaltet,
wodurch beide Zuleitungen jetzt geschlossen sind. In dem Transmitter herrscht jetzt
durch Hahnkükenverbindung Druckausgleich in beiden Meßkammern.
-
Wenn auch der Mehrwegehahn gemäß der Erfindung besonders für den Anschluß
an Transmitter geeignet ist, so beschränkt sich seine Verwendungsmöglichkeit jedoch
nicht hierauf. Er kann mit Vorteil für Schaltungen von allen möglichen Leitungen
verwendet werden, in denen sich flüssige oder gasförmige Medien befinden, die unter
hohem Druck stehen.