DE1294773B - Mehrwegeventil mit pneumatisch im Zyklus betaetigtem Rotor - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Mehrwegventil zur ge- kennzeichnet, daß der als Platte oder Zylinder austrennten Verteilung von Strömungsmitteln mit pneu- gebildete Rotor neben seinen Ventilöffnungen matisch vom Strömungsmittel im Zyklus betätigtem Schnellregelöffnungen aufweist, die bei bestimmten Rotor, dessen Steuerzyklus über einen Stellkolben Rotorstellungen mit weiteren Öffnungen im Gehäuse zur Drehung der Rotorwelle von dem jeweils durch 5 verbunden sind, welche eine zusätzliche Leitung für das Ventil hindurchtretenden Strömungsmittel be- eine Strömung zum Stellkolben bilden, um die stimmt wird, und mit einer Zeitsteuerung, die ein zwischen einzelnen vorgegebenen Rotorstellungen Drosselventil für das dem Stellkolben zugeführte liegende Zeitspanne gegenüber der erforderlichen Strömungsmittel aufweist, durch welche die Zeitfolge Zeitspanne zwischen anderen Rotorstellungen zu verder Rotordrehung bestimmt wird. io kürzen.

Ein derartiges Mehrwegventil eignet sich zur Ver- Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird es

wendung in Vorrichtungen zum Fraktionieren von möglich, auf eine sehr einfache Weise kurze und

Gasmischungen, wie sie in den USA.-Patentschriften lange Arbeitszyklen einzustellen, ohne daß hierzu

2 944726 und 3 069 830 beschrieben sind. Dabei komplizierte Getriebeanordnungen erforderlich sind, werden zwei Behälter verwendet, deren einer sich 15 Die Erfindung wird anschließend an Hand der

normalerweise im produktiven Betrieb befindet, und Zeichnungen erläutert.

zwar in einem Zyklus, welcher Adsorptionszyklus ge- Die in den Figuren dargestellten Ventile sind zur nannt wird, da er durch Adsorption eine bestimmte Verwendung in einer Trockenvorrichtung mit zwei Komponente aus einer Gasmischung entfernt, Behältern ausgebildet, welche entweder aus zwei gewährend der andere sich im Desorptionszyklus be- ao trennten Behältern oder aus einem Behälter bestehen, findet, d. h., derselbe wird regeneriert, indem durch der durch eine Trennwand in zwei Behälter unterin ein Teil des ausströmenden Mediums aus dem teilt ist. Das Ventil gemäß den Fig. 1 bis 5 ist ein Fraktionierungsbehälter geleitet wird. Wenn der Zy- Gasventil, welches so ausgebildet ist, daß alle Beklus beendet ist, wird die einströmende Gasmischung hälterverbindungen auf einer Seite der Linie P-P in sodann zu dem gerade regenerierten Behälter unter 25 F i g. 4 zu einem Behälter führen, welcher praktischer-Verwendung einer geeigneten Ventileinrichtung ge- weise als Behälter I bezeichnet wird, und alle Beleitet, hälterverbindungen auf der anderen Seite der Linie Das bekannte Verfahren wird ohne Anwendung P-P zum anderen Behälter, dem Behälter II, führen, von Wärme durchgeführt, und dies wird mittels Das Ventil selbst ist in zwei Teile unterteilt, einen Durchführung der Fraktionierung oder Adsorption 30 Trockengasteil und einen Feuchtgasteil, welche durch bei Unterdruck ermöglicht, während die Desorption die Linie D-W in F i g. 4 abgeteilt sind. Die Strömung oder Regeneration bei Atmosphärendruck durchge- von einströmendem Feuchtgas wird im Feuchtteil geführt wird. Um die bei der Adsorption entstandene steuert, und die Strömung des abströmenden Wärme für die Desorption zu erhalten, werden sehr Trockengases wird im Trockengasteil gesteuert, kurze Zyklen angewendet, welche im allgemeinen 35 Es zeigt

2 oder 3 Minuten nicht übersteigen und vorzugsweise Fig. 1 einen Schnitt durch die Rotoranordnung

unterhalb 1 Minute liegen. Daher wird die ein- des Mehrwegventils,

strömende Gasmischung sehr häufig von einem Be- Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie2-2 in Fig. 1

hälter zum anderen gefördert, und am Ende jedes in Richtung der Pfeile, in welchem die Rotorplatte

Zyklus muß der Gasdruck in jedem Behälter schnell 40 auf der trockenen Seite des Ventils dargestellt ist,

auf den geeigneten Druck für die Adsorption oder F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 1

für die Desorption, je nach Erfordernis, eingestellt in Richtung der Pfeile, in welchem die Rotorplatte

werden. auf der feuchten Seite des Ventils dargestellt ist,

Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen für Gas- Fig. 4 eine Oberansicht der Ventilbefestigungsoder Flüssigkeitsströmung geeigneten Rotors ist 45 platte, in welcher die Anordnung der Steueröffnunzylindrisch und dreht sich innerhalb eines mitöffnun- gen dargestellt ist, die mit den Steueröffnungen der gen versehenen zylindrischen Gehäuses. Ein einziger trockenen und feuchten Rotorplatte zusammenwir-Rotor genügt, um die Strömung des einströmenden ken, und

Strömungsmittels und des abströmenden Strömungs- Fig.5 einen Schnitt durch die Kolbenanordnung mittels für einen Behälter oder zwischen zwei Be- 50 zur Betätigung der Rotorwelle, hältern zu lenken. Für eine Trockenvorrichtung mit Das in den F i g. 1 bis 4 dargestellte pneumatische zwei Behältern weist der Rotorzylinder vier um 90° Gasventil ruht auf einer Befestigungsplatte 1, welche versetzte Stellungen auf, jedoch kann die Anzahl von am besten aus den F i g. 1 und 4 ersichtlich ist, und Plattenstellungen natürlich je nach Erfordernis ab- ist geeignet mit Öffnungen und Durchführungen zur geändert werden, und ein einziger Rotorzylinder kann 55 Leitung der feuchten einströmenden und trockenen die Strömung in mehr als zwei Behälter lenken, wenn ausströmenden Gase versehen, welche durch die Anerforderlich, lage gewälzt werden. Der Trockengasteil 2 ist an der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Befestigungsplatte 1 durch Kopfschrauben 3 beeinem pneumatischem Steuerventil der genannten festigt. Die äußere Seite des Trockengasteils weist Art, zusätzlich zu der genannten Zeitsteuereinrich- 60 eine Auslaßöffnung 5 zum Ablassen von trockenem tung des Ventils, welche die Geschwindigkeit des Gas auf, welches aus einem der beiden Behälter Rotors des Ventils bestimmt, eine Schnellregelanord- strömt, mit dem das Ventil verbunden ist, und ist zu nung vorzusehen, die bei bestimmten Rotorstellungen diesem Zweck mit geeigneten Verbindungsdurcheinen erhöhten Strömungsmittelfiuß zu der Kolben- führungen versehen. Der Trockengasteil 2 nimmt ananordnung ermöglicht, um dadurch die Intervalle 65 nähernd eine Hälfte des Oberflächenbereiches der zwischen deren aufeinanderfolgenden Stellungen zu Befestigungsplatte ein. Die andere Hälfte wird vom verkürzen. Feuchtgasteil 6 eingenommen, welcher an der Platte 1 Das erfindungsgemäße Steuerventil ist dadurch ge- durch Kopfschrauben 7 befestigt ist. Die Seite des

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Feuchtgasteils 6 weist eine Einlaßöffnung 9 zur Auf- S-Form von der öffnung K an der Mitte der Ober-

nahme von einströmendem feuchtem Gas und geeig- fläche der Platte 12 zur öffnung / an einer Seite der

nete Verbindungsdurchführungen zur Weiterleitung Bodenfläche der Platte erstreckt, wo sie bei vorge-

desselben in einen der beiden Behälter auf. Der gebenen Stellungen derselben mit den öffnungen C

Feuchtgasteil besitzt ebenfalls eine öffnung 10 und 5 und D der Platte 1 gefluchtet ist.

geeignete Verbindungsdurchführungen zur Leitung Jede der Platten 11 und 12 ist an der Platte 1

der Ablaßströmung aus dem Behälter beim Desorp- zwischen dem Trocken- bzw. Feuchtgasteil gelagert,

tionszyklus in die Atmosphäre. und da die Lagerung der Platten gleichartig ist, wird

Die unteren Teile des Trockengas- und Feuchtgas- lediglich die Lagerung der Platte 11 beschrieben,

teils 2 bzw. 6 gegenüber der Platte 1 sind mit zylin- io Eine zylindrische Einziehung 20 ist in der Platte 1

drischen Einziehungen versehen, welche am besten vorgesehen, und am Grund der Einziehung ist eine

aus F i g. 1 ersichtlich sind, und in diesen Ein- öffnung 21 vorgesehen, welche zur Oberfläche der

Ziehungen sind die trockene und die feuchte Rotor- Platte 1 führt. Diese öffnung kann zur Einführung

platte 11 bzw. 12 angeordnet. Die Platten sind von öl zum Achsstift 22 der Rotorplatte versendet

zwischen den Köpfen 2 und 6 und der Platte 1 dreh- 15 werden. Der Achsstift 22 ruht drehbar auf einem

bar angeordnet. Lagersitz am Eingang der Durchführung 21. Mittig

Es werden nun die Einzelheiten des Aufbaues der im Boden der beiden Einziehungen 28 sind jeweils Platte 1, der Rotorplatten 11 und 12 und des ringförmige Wellfedern 23 in den Steueröffnungen A Trockengasteils 2 sowie des Feuchtgasteils 6 be- und B der Platte 1 eingesenkt, welche die Unterschrieben, ao flächen der Dichteinlagen 24 und der Dichtringe 25

Die Platte 1 ist, wie am besten aus den F i g. 1 berühren, welche die Einlagen umgeben. Die Dicht- und 4 ersichtlich ist, mit vier Steueröffnungen A, B, ringe 25 weisen eine Umfangsnut26 auf, welche C und D versehen, welche sich gerade von Ober- einen O-Ring27 aufnimmt, der eine gasdichte Abflache zu Oberfläche durch die Platte erstrecken. Die dichtung der Einlagen 24 gewährleistet und ein nicht dargestellten Behälterverbindungen mit der 25 Lecken von Gas zwischen der Platteil und der Platte verbinden die Steueröffnungen A und C mit Platte 1, zumindest wenn die Platte 11 feststeht, verdem Behälter I und die Steueröffnungen B und D mit hindert. Die Wellfedern 23 halten die Einlagen 24 dem Behältern. Beide DurchführungenA. und B und die Ringe 25 fest gegen die Unterfläche der liegen unter dem Trockengasteil 2, und beide Durch- Platte 11 und nehmen jede Abnutzung auf. Die führungen C und D liegen unter dem Feuchtgasteil 6. 30 Platte schiebt quer zu den Ringen und Einlagen, Wenn ein einziger mit einer Trennwand versehener wenn sie sich auf dem Stift 22 dreht. Gleichartige Behälter verwendet wird, ist das Ventil so unterhalb Einziehungen 28 sind in den Steueröffnungen C dem Behälter angeschlossen, daß die Durchführun- und D unter der Platte 12 eingesenkt und sind gleigen A und C unter dem Behälter I und die Durch- chermaßen mit Wellfedern, Einlagen und Ringen führungenB und D unter dem Behältern liegen. 35 versehen.

Die Platte 1 weist eine zusätzliche Steueröffnung 13 Durch den Trockengasteil 2 erstreckt sich die

auf, welche sich von einer öffnung T neben der Welle 97, welche die Rotorplatte 11 dreht, wie später

öffnung A nach unten und seitlich zu einer Seiten- beschrieben wird, und hinter der Welle sind in Ein-

öffnung 14 der Platte erstreckt. Ziehungen 28' in die öffnungen L und M in der

Die Rotorplatte 11 ist oberhalb der öffnungen A 40 Unterfläche des Teils 2 ringförmige Wellfedern 29,

und B in der Platte 1 an derselben befestigt und ist Ringe 25 und O-Ringe 27 eingesenkt, um eine gute

mit mehreren Steueröffnungen versehen, welche sich Abdichtung zu gewährleisten. Die Einziehungen 28

alle gerade durch die Platte erstrecken. Zwei große des Feuchtgasteils 6 weisen ebenfalls ringförmige

Steueröffnungen G und H weisen die gleiche Größe Wellfedern 29, Ringe 25 und O-Ringe 27 auf. Die

wie A und B auf, und diese und zwei kleinere 45 Durchführung 41 führt zur Mitte der Platte 12, um

Steuerablaßöffnungen, die Ablaßöffnung P und die die S-förmig ausgehöhlte Durchführung 19 zu tref-

öffnung R zum Wiederunterdrucksetzen, sind in vor- fen. Die Feder 19 drückt den Ring 25 gegen die

gegebenen Stellungen der Rotorplatte mit den Platte 11. Aus diesem Aufbau ist zu entnehmen, daß

öffnungen A und B der Platte 1 gefluchtet. Es sind bei Drehung der Rotorplatten dieselben auf den Rin-

zusätzlich zwei kleine Steueröffnungen Tl und T 2 5° gen 25 gleiten, welche feststehen, wobei die O-Ring-

für eine Seite von G, H, P und R vorgesehen, und dichtung 27 eine lecksichere Dichtung mit den Wan-

diese sind bei vorgegebenen Stellungen der Platte 11 düngen der Einziehungen bildet. Es kann während

mit der öffnung T der Platte 1 gefluchtet. der Drehung der Platte ein Lecken von Gas auf-

Der Umfang 15 der Rotorplatte 11 ist gezahnt und treten, dies stellt jedoch kein Problem dar, da die

steht im Eingriff mit einem entsprechend gezahnten 55 Drehung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Plat-

Umfang 16 der Rotorplatte 12. Die Rotorplatte 11 tenstellungen nur höchstens 2 oder 3 Sekunden

weist eine gezackte Einziehung 17 auf, in welche ein dauert.

entsprechender gezackter Zahn 18 am Umfang der Im Trockengasteil 2 ist eine Durchführung 30 in

Rotorplatte 12 eingreift, um eine genaue Stellung der Form eines halben Toroids vorgesehen, welche sich

Rotorplatten auf der Platte 1 zur genauen Fluchtung 60 von beiden Seiten der öffnung 5 zu öffnungen in der

mit den Durchführungen in der Platte 1 zu gewähr- Unterfläche des Teils 2 erstreckt, die so angeordnet

leisten. sind, daß sie mit den Durchführungen G, H, P und R

Die Rotorplatte 12 ist mit zwei großen Steuer- der Platte 11 fluchten. Auf diese Weise werden die

öffnungen E und F versehen, welche sich gerade Behälter I und II so mit der toroidförmigen Durch-

durch die Platte erstrecken und bei vorgegebenen 65 führung 30 bei jeder Stellung der Rotorplatte 11 ver-

Stellungen der Platte 12 mit den Durchführungen C bunden.

und D in der Platte 1 gefluchtet sind. Es ist ebenfalls In die Seite der Toroidkammer 30 nahe der

eine Steueröffnung 19 vorgesehen, welche sich in öffnung 5 öffnet sich eine kleinere Durchführung 31,

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welche sich seitlich zu einer öffnung in der Seite des Druck zu setzen. Dies wird in der nächsten Stel-Teils 2 erstreckt. Eine Rohrverbindung 64 verbindet lung der Rotorplatten 11 und 12 bewirkt, und um diese Öffnung mit dem Zeitregelkreis. Eine andere diese Stellung zu erreichen, wird die Rotorplatte U Durchführung 33 im Kopf 2 mündet am Boden der um einen Bogen von 90° im Gegenzeigersinn und Toroidkammer 30 neben der Öffnung 5 und erstreckt 5 die Schubplatte 12 dadurch um 90° im Uhrzeigersich von dort gerade zu einer öffnung T an der sinn gedreht.

Bodenfläche des Trockengasteils direkt gegenüber Bei dieser 9O°-Stellung der Rotorplatte 13 ist die

der öffnung Γ in der Platte 1. So verbindet die Durchführung D in der Platte 1 mit der Durch-Rotorplatte 11 bei geeigneten Stellungen die Durch- führung E der Rotorplatte und der öffnung O des führung 13 und die Öffnung T der Platte 1 mit der io Feuchtgasteils 6 gefluchtet, wodurch eine kontinuieröffnung T und der Durchführung 33 des Teils 2 über liehe Strömung von aus der Öffnung 9 ausströmendie Durchführungen T und T2 in der Rotor- dem Feuchtgas in den Behälter II gewährleistet wird, platteil. Die DurchführungC in der Platte 1 ist nicht mit

Es ist ersichtlich, daß eine Leitung von der irgendeiner Durchführung in der Rotorplatte ge-Öffnung 14 in der Platte 1 zum Zeitregelkreis führt. 15 fluchtet und ist daher geschlossen. Daher ist bei So bilden die Durchführungen 33, Γ1 und T 2 und dieser Stellung der Platte 12 die Auslaßdurchführung 13 eine zusätzliche Leitung für die Strömung von aus dem Behälter I geschlossen. Gas zum Zeitregelkreis, welche die Durchführung 31 Bei dieser 90°-Stellung der Rotorplatte 11 ist die

ergänzt und tatsächlich die Strömungsgeschwindig- Durchführung B der Platte 1 mit der Öffnung G der keit erhöht und die Zeitdauer des Zyklus verkürzt, ao Rotorplatte gefluchtet, wodurch eine kontinuierliche wenn Tl und Γ2 mit T und T gefluchtet sind. Strömung von Trockengas aus dem Behälter II durch

Die Einstellung der Rotorplatten 11 und 12 er- die Halbtoroidkammer 30 zur öffnung 5 gewährfolgt so nacheinander, daß ein vollständiger Trocken- leistet wird. Gleichzeitig ist die Durchführung R zum zyklus durchgeführt werden kann, d. h., ein Adsorp- Wiederunterdrucksetzen mit der Durchführung A tions- und dann ein Desorptionszyklus in jedem Be- 25 der Platte I gefluchtet, wodurch eine kontinuierliche hälter oder Teil der Trockeneinrichtung wird jeweils Gasströmung in den Behälter I aus der Halbtoroidnach einer Drehung der Rotorplatten um 360° kammer 30 gewährleistet wird. Da der Behälter I beendet. noch über die Durchführung/? mit der Ausström-

Am Beginn des Trockenzyklus soll angenommen öffnung 5 verbunden ist, während die Ausströmwerden, daß die Rotorplatte 11 sich in der in F i g. 2 30 öffnung an der Rotorplatte 12 verschlossen ist, wird dargestellten 0°-Stellung und die Rotorplatte 12 in der Druck im Behälter I gesteigert, bis er mit dem der in Fig. 3 dargestellten O°-Stellung befindet. Da- Druck im Behältern gleich ist. bei wird einströmendes Gas in den Behälter II gelei- Die Schnellregelöffnung Π in der Platte ist eben-

tet, während der Behälter I mit der Ablaßöffnung 10 falls mit den Regelöffnungen und Durchführungen verbunden ist. 35 T'-33 und Γ-13 gefluchtet, um eine schnellere Gas-

Auf der trockenen Seite der Trockeneinrichtung strömung zum Regelblock zu erhalten und einen ist die Öffnung H in der Schubplatte 11 mit der schnellen Kolbenhub und somit eine kurze Dauer Durchführung B der Platte 1 gefluchtet, und dadurch des Wiederunterdrucksetzungszyklus zu gewährist die Trockengasausströmöffnung 5 über die leisten, welche ungefähr 20 Sekunden in den meisten Toroiddurchführung 30 mit der Durchführung B ver- 40 Fällen nicht überschreitet.

bunden. Die Ablaßdurchführung P ist mit der Wenn die Wiederunterdrucksetzung beendet ist,

Durchführung A der Platte 1 gefluchtet, und da- werden die Rotorplatten 11 und 12 jeweils um weidurch ist A ebenfalls mit der Toroiddurchführung 30 tere 90° gedreht, so daß sie nun, von der Anfangsverbunden. Daher wird aus dem Behälter II, wel- stellung gerechnet, die 180°-Stellung einnehmen, eher sich im Adsorptionszyklus befindet, ausströ- 45 Wenn sich die Rotorplatte 12 in dieser 180°-Stelmendes Trockengas zur Öffnung 5 geleitet, und ein lung befindet, ist die Durchführung F in der Rotor-Teil dieses ausströmenden Gases wird über die platte mit der Durchführung C in der Platte 1 geDurchführung P und A in den Behältern geleitet, fluchtet, wodurch das aus der Einlaßöffnung9 ausweicher sich im Desorptionszyklus befindet und strömende Feuchtgas nunmehr in den Behälter I einregeneriert wird. 50 tritt, welcher sich im Adsorptionszyklus befindet. Eine Steuerung des Teiles des ausströmenden Die Durchführung 7 der Rotorplatte, welche über Trockengases, welches aus der Halbtoroidkammer die Öffnung K mit der Auslaßöffnung 10 verbunden 30 abgezogen wird, wird durch die Ablaßschraube ist, ist mit der Durchführung D der Platte 1 gefluchin der Öffnung P ermöglicht, was am besten aus tet, und daher ist der Behälter II mit der Auslaß-Fig. 2 ersichtlich ist. Die O-Ringdichtung52 an der 55 öffnung 10 verbunden.

Schraube gewährleistet eine gasdichte Abdichtung Die Rotorplatte 11 verbindet in der 180°-StelIung

der Schraube in der Fassung 51. die Durchführung H mit der Durchführung A der

Wenn Adsorption und Desorption in etwa 4Mi- Plattet, wodurch ausströmendes Trockengas vom nuten 40 Sekunden beendet sind, ist es nötig, die Behälter I zur Auslaßöffnung 5 strömen kann. Strömung zwischen den Behältern I und II auszu- 60 Gleichzeitig ist die Durchführung P mit der tauschen, um den Behälter II, welcher nunmehr voll- öffnung M gefluchtet, und die Halbtoroidkammer 30 ständig erschöpft ist, in den Desorptions- oder Re- ist über die DurchführungB mit dem Behältern generierungszyklus zu versetzen und den Behälter I, verbunden, so daß die Ablaßströmung des ausweicher nunmehr vollständig regeneriert ist, in den strömenden Trockengases in den Behälter II eintritt Adsorptions- oder Trockenzyklus zu versetzen. So- 65 Keine der Durchführungen Tl oder T 2 der Rotorweit der Desorptionszyklus bei einem niedrigeren platte ist mit den Schnellregeldurchführungen geDruck durchgeführt wird als der Adsorptionszyklus, fluchtet, und daher wird der Schnellregelkreis bei ist es zunächst nötig, den Behälter I wieder unter diesem Zyklus nicht mit ausströmendem Trocken-

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gas versorgt, welcher dementsprechend ein langer nahe der Öffnung 74 eine weitere Durchführung 76, Zyklus in der Größenordnung von 4 Minuten 40 Se- welche sich durch den Block 66 erstreckt und eine künden ist. Verbindung mit einer entsprechenden Durchführung

Zuletzt am Ende des Adsorptions- und Desorp- 77 im Zylinderblock 79 herstellt. Die Durchführung tionszyklus für den Behälter I bzw. II werden die 5 77 führt zum entfernten Ende 80 einer zylindrischen Rotorplatten um weitere 90° gedreht, so daß sie sich Kammer auf einer Seite einer Kolbenstange 82. Eine nun in einer um 270° verdrehten Stellung gegenüber zweite Durchführung 83 im Zylinderblock 79 führt der Anfangsstellung befinden. In dieser Stellung ist vom nahe gelegenen Ende 84 in den Regelblock, die Durchführung E der Platte 12 mit der Durch- Die Durchführung 85 mündet in die Durchführung führung C der Platte 1 gefluchtet, so daß aus- io 67 vor dem Drosselventil 69.

strömendes Feuchtgas weiter aus der Öffnung 9 in Die Kolbenstange 82 ist mit einem Kolben 87

den Behälter I strömt, während die Durchführung D versehen, dessen Außenumfang einen Dichtring 88 nicht mit irgendeiner Durchführung in der Platte ge- aus Neopren trägt, der eine gasdichte Abdichtung fluchtet ist, so daß die in den Behälter II eintretende mit der Wandung der zylindrischen Kammer bildet. Ablaßströmung nicht mehr entweichen kann, und 15 Der Kolben 87 wird in der zylindrischen Kammer der Druck steigert sich, wodurch der Behälter II für durch Anwendung von Gasdruck auf eine oder auf den Adsorptionszyklus vorbereitet wird. Gleichzeitig die andere Seite des Kolbens 87 hin- und herbewegt. ist die Durchführung G der Platte 11 mit der Durch- Die Kolbenstange ist gegen Lecken während der führung A der Platte 1 gefluchtet, wodurch weiterhin Hin- und Herbewegung durch einen O-Ring91 aus ausströmendes Trockengas der Halbtoroiddurch- ao Neopren und einen Schleifring 92 abgedichtet, führung 30 und dem Gasauslaß 5 zugeführt wird, Die Bewegung des Kolbens 87 vom entfernten

und die Durchführung R zum Wiederunterdruck- Ende zum nahe gelegenen Ende des Zylinders in der setzen ist mit der Durchführung B der Platte 1 ge- durch den Pfeil angedeuteten Richtung betätigt fluchtet, wodurch weiterhin ausströmendes Trocken- einen Hebelarm 95 und bewegt ihn zuletzt in die gas in den Behältern strömt, um diesen wieder 25 Grenzstellung, welche in gestrichelten Linien dargeunter Druck zu setzen. Die Durchführung Γ2 ist mit stellt und mit W bezeichnet ist. Der Hebelarm 95 den Öffnungen T und T und den Durchführungen ist schwenkbar an der Kolbenstange 82 bei 96 und 13 und 33 gefluchtet, um Gas in den Schnellregel- schwenkbar am Ende der Welle 97 befestigt, kreis zur Erzielung eines schnellen Wiederunter- Das andere Ende der Welle 97 endet in einem

drucksetzungszyklus in der Größenordnung von 30 Teil 98, welcher drehbar in einer zylindrischen Fas-20 Sekunden zu leiten. sung 99 in der Schubplatte 11 sitzt. Der Teil 98 weist

Schließlich werden am Ende dieses Wiederunter- eine gezackte Kante 101 auf, welche mit einer Zahndrucksetzungszyklus die Platten 11 und 12 um wei- stange 104 betriebsmäßig verbunden ist. Die Anzahl tere 90° gedreht, wodurch sie in ihre 0°-Ausgangs- der Zacken entspricht der Anzahl von Betriebsstelstellung zurückkehren, und der ganze Trockenzyklus 35 hingen der Schubplatte 11, in diesem Falle vier, von 360° kann nun wiederholt werden. welche gleichmäßig voneinander entfernt und um

Der Regelkreis des erfindungsgemäßen Ventils ist 90° versetzt sind.

besonders wirkungsvoll, indem er die Strömung des Die Zahnstange 104 ist an einer Druckfeder 105

ausströmenden Trockengases zur Zeitregelung des in einer Fassung 106 in der Platte 11 befestigt. Die Adsorptions- und Desorptionszyklus sowie der 40 Zusammendrückbarkeit der Feder 105 kann durch Wiederunterdrucksetzung vor dem Adsorptions- eine Stellschraube 107 eingestellt werden, zyklus verwendet. Der Aufbau des Kreises ist am Es ist ersichtlich, daß bei einer vollständigen Bebesten aus F i g. 5 ersichtlich. Die Zuführung der wegung des Kolbens 87 vom entfernten Ende zum Trockengasströmung zu der Regeleinrichtung ist bei nahe gelegenen Ende der zylindrischen Kammer die jeder Stellung der Platten 11 und 12 kontinuierlich 45 Welle 97 um 90° durch den Hebel 95 gedreht wird, und wird mittels der Durchführung 31 bewirkt, und mit derselben wird die ausgezackte Kante 101 welche an einer Seite der Halbtoroidkammer 30 am Ende der Welle ebenfalls um 90° gedreht. Die mündet und zur Öffnung 32 und von dort durch eine Zahnung liegt gegenüber der Zahnstange, so daß Rohrverbindung 64 zu einer Öffnung 65 im Regel- eine Drehung der Welle 97 im Uhrzeigersinn keine block 66 führt. Eine kleine Durchführung 67 im 50 Bewegung der Rotorplatte hervorruft, sondern ledig-Regelblock führt von der Öffnung 65 zu einer Dros- lieh die Zahnstange 104 in die Fassung 106 gegen selventilkammer 68. Die Gasströmung in die Kam- die Feder 105 drückt, während gleichzeitig die Welle mer wird durch die Stellung des Drosselventils 69 97 in der Fassung 99 der Platte 11 gleitet. Nachdem gesteuert, welches in die Kammer 68 geschraubt ist die Zahnstange vollständig in die Fassung 106 ge- und die Öffnung des Ventilsitzes 70 auf einen Ring 55 drückt ist, bewegen sich die Welle 97 und die Einverkleinert. Die Größe des Kammerringes ist leicht lage 101 weiter im Uhrzeigersinn um den Rest des einzustellen, indem das Ventil in die oder aus der 90°-Bogens bis zur nächsten Zahnung, worauf die Kammer 68 geschraubt wird, und dadurch ist das Stange die Fassung frei verlassen kann und daher an dieser Stelle vorbeiströmende Gasvolumen mit durch die Feder in eine Lage gedrückt wird, in weljeder erforderlichen Feineinstellung steuerbar. 60 eher sie die Welle zur Verhinderung eines Gleitens

Eine zweite Durchführung 71 im Zeitregelblock im Gegenzeigersinn in der Fassung 99 in der Platte erstreckt sich von der Drosselventilkammer 68 zu festlegt. Zu diesem Zeitpunkt hat der Kolben 87 das einer zweiten Drosselventilkammer 72, wo sie sich Ende seines Hubes erreicht und kehrt nun zum entmit einer größeren Durchführung 73 verbindet, und lernten Ende der zylindrischen Kammer zurück, endet in einer Öffnung 74, welche durch ein Auslaß- 65 worauf die Welle 97 im Gegenzeigersinn um 90° ventil 75 verschlossen wird, dessen Einzelheiten wei- durch den Hebelarm 95 gedreht wird. Nunmehr ter unten beschrieben werden. wird die Schubplatte 11 an der Welle 97 durch die

In die Durchführung 73 mündet an einer Stelle Zahnstange 104 festgelegt und daher die Schubplatte

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ebenfalls um 90° im Gegenzeigersinn durch die Welle in die nächste Einstellung des Ventils gedreht.

Es ist daher ersichtlich, daß die Platteil bei jeder Hinbewegung des Kolbens vom nahegelegenen zum entfernten Ende des Zylinders um 90° im Gegenzeigersinn gedreht wird. Eine Drehung der Platte 11 im Gegenzeigersinn ruft eine entsprechende Drehung der Platte 12 im Uhrzeigersinn hervor, mit welcher dieselbe durch die gezahnten Umfange betriebsmäßig verbunden ist.

Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 87 wird durch die Anwendung von Gasdruck über den Regelkreis gewährleistet. Die Geschwindigkeit des Druckaufbaus auf den zur Bewegung des Kolbens

ordnet, daß sie lediglich zu der Zeit gefluchtet sind, wenn eine Wiederunterdrucksetzung des Behälters I oder des Behälters II gewünscht ist.

Das Auslaßventil 75 weist eine besondere Bauart auf, um jedes Lecken von Gas bei den langsamen Strömungsgeschwindigkeiten in der Anlage zu verhindern und sich gleichzeitig bei einer verhältnismäßig geringen Druckdifferenz zwischen den Durch-

in die Kammer 72 geschraubtes Drosselventil 55 auf einen Ring verkleinert ist. Die Stellung des Ventils in dem Ventilsitz steuert die Gasströmung in die Durchführung 73 zusätzlich zur Strömung aus der 5 Durchführung 71. Eine Rohrverbindung 56 erstreckt sich von der öffnung 53 zur Öffnung 14, der Durchführung 13 und der Öffnung T der Platte 1 und bildet so eine Verbindung direkt von der HaIbtoroidkammer 30 über die Durchführung 33 zur ίο Öffnung T an der Unterseite des Trockengasteils 2. Die Öffnung T und die Durchführung 33 des Trockengasteils 2 sowie die Öffnung T und die Durchführung 13 in der Platte 1 sind nur betriebsmäßig verbunden, wenn eine der Steueröffnungen

erforderlichen Wert steuert die Bewegungsgeschwin- 15 Tl und Γ2 der Platte 11 mit denselben gefluchtet ist. digkeit des Kolbens und daher die Dauer des Diese Steueröffnungen sind in der Platte 11 so ange-Zyklus. Die Bewegung des Kolbens 87 vom nahe
gelegenen zum entfernten Ende des Zylinders (90°-
Drehung der Welle 97 und der Schubplatte 11 im
Gegenzeigersinn, um die Platte am Ende des Zyklus ao
einzustellen) wird durch die Erzeugung von Gasdruck im nahe gelegenen Ende 84 der zylindrischen
Kammer durch Einströmen von Gas aus den
Durchführungen 67, 85 und 83 erzeugt. Da die

Durchführung 67 direkt mit der Halbtoroiddurch- 35 führungen 73 und 76 des Regelkreises und der führung 30 ohne Zwischenschaltung von Ventilen Atmosphäre zu öffnen. Infolge der langsamen Geverbunden ist und die Abmessungen dieser Durch- schwindigkeit bei einer normalen Gaseinspeisung in führungen verhältnismäßig groß sind, erfolgt diese die Leitung 73 bei der langen Zyklusdauer kann Druckerzeugung und die entsprechende Bewegung auch ein geringes Lecken die Zyklusdauer stark des Kolbens schnell und erfordert lediglich ein paar 30 heraufsetzen. Dies ist weniger schlimm, wenn auch Sekunden. Das Gas im entfernten Ende 80 der Kam- eine Gasströmung durch die Leitung 33-13-56-54 mer wird gleichzeitig durch die Durchführung 76 stattfindet, aber eine Verhinderung von Leckver- und das Auslaßventil 75 abgelassen. lusten ist natürlich in jedem Falle erwünscht. Wenn

Die Bewegung des Kolbens 87 vom entfernten der öffnungsdruck in den Durchführungen 73 und zum nahe gelegenen Ende der zylindrischen Kam- 35 76 erreicht ist, öffnet sich das Ventil schnell und auf mer (Drehung der Welle 97 im Uhrzeigersinn, keine seine maximale volle öffnung, und sodann wird der Drehung der Platte 11, lange Zyklusdauer) wird Druck nahezu sofort auf Atmosphärendruck vermindurch Erzeugung von Gasdruck im entfernten Ende dert, so daß der Kolben 87 schnell zum entfernten 80 der Kammer durch Zuführung von Gas von der Ende 80 des Zylinders zurückkehrt. Dadurch wird Ausströmleitung über die öffnung 32, die Leitung 64 40 eine schnelle Drehung der Platten 11 und 12 in ihre und die Durchführungen 67, 71, 73 und 76 erzeugt. nächste Einstellung gewährleistet. Die für den Druckaufbau erforderliche Zeit, um den Wenn die Platte 11 sich in der O°-Stellung befin-

Kolben 87 die ganze Strecke zum nahe gelegenen det, wie in F i g. 2 dargestellt, ist keine der Regel-Ende der Kammer zu bewegen, wird durch Einstel- öffnungen Tl, TI mit den Schnellregeldurchlung des Trockenventils 69 gesteuert. So kann jede 45 führungen 13-33 im Trockengasteil 2 bzw. der erforderliche Zykluslänge erzielt werden. Bei der Platte 1 gefluchtet. Ausströmendes Trockengas wird dargestellten Vorrichtung ist die lange Zyklusdauer in den Regelblock über die normale Leitung der auf 4 Minuten und 40 Sekunden eingestellt, was bei Durchführung 32, Leitung 64, öffnung 65, Durcheinem Adsorptionszyklus oder einem Desorptions- führung 67, des Drosselventils 69 und der Durchzyklus zur vollständigen Entleerung oder Regene- 50 führungen 71, 73 und 76 zur entfernten Seite 80 des rierung der Behälter ausreicht. Während sich der Kolbens 87 geleitet. Die Strömungsgeschwindigkeit Kolben bewegt, wird das Gas im nahe gelegenen ist infolge des Drosselventils 69 niedrig, welches auf Ende 84 der Kammer über die Durchführungen 83, einen Zyklus von 4 Minuten 40 Sekunden eingestellt 85 und 67 und den Gasdruckmesser 110 abgelassen. ist. Wenn sich der Druck in der Kammer 80 erhöht, Während der Wiederunterdrucksetzung der Be- 55 wird der Kolben 87 nach und nach gegen das nahe hälter vor dem Wechsel eines Behälters vom De- gelegene Ende 84 der Kammer gedrückt. Während sorptions- zum Adsorptionszyklus ist eine kurze dieser Bewegung drückt die Kolbenstange 82 auf den Zyklusdauer erforderlich, und daher ist eine Hebelarm 95, was eine entsprechende Drehung der schnelle Druckerzeugung in der entfernten Seite 80 Welle 97 im Uhrzeigersinn ergibt. Die Zahnstange der zylindrischen Kammer erwünscht. Zu diesem 60 104 wird entsprechend in ihre Fassung 106 gegen Zweck ist eine Nebenleitung vorgesehen, welche eine die Feder 105 gedrückt. Wenn der Kolben 87 das schnellere Gaszuführung zur entfernten Seite des nahe gelegene Ende 84 der Kammer erreicht hat, Kolbens währen dieser Zeit ermöglicht. Dies ist der haben sich der Hebelarm 95 und die Welle 96 um Schnellregelkreis. einen 90°-Bogen gedreht, so daß die Zahnstange 104

Die Leitung mündet an der öffnung 53 in den 65 frei ist und sich durch Einwirkung der Feder 105 Regelblock und ist über eine Durchführung 54 mit aus ihrer Fassung heraus in die nächste Zahnung des dem Ventilsitzende der Drosselventilkammer 72 Wellenendes bewegt, und der Kolben hält an. verbunden, wobei der Eingang in dieselbe durch ein Der Gasdruck im entfernten Ende 80 der Kammer

steigert sich jedoch weiter, da sich der Kolben nicht weiterbewegt, und erreicht rasch den Öffnungsdruckunterschied des Auslaßventils 75, welcher nur etwas oberhalb des Kolbenbetätigungsdruckes eingestellt ist, um eine schnellere Reaktion des Auslaßventils auf das Anhalten des Kolbens zu erzielen. Daraufhin öffnet sich das Auslaßventil 75 und entläßt das Gas in die Atmosphäre. Augenblicklich wird der Druck in der Kammer 80 und den Verbindungsdurchführungen auf Atmosphärendruck vermindert. Jedoch wird Gas weiterhin zur nahe gelegenen Seite

84 des Zylinders über die Durchführungen 83 und

85 von der Durchführung 67 in den Regelblock zugeführt. Der Druck baut sich schneller auf der nahe gelegenen Seite 84 als auf der entfernten Seite 80 infolge der Drosselwirkung des Ventils 69 auf, und der Kolben 87 wird daher gegen das entfernte Ende 80 des Zylinders gedrückt.

Die Durchführungen 83 und 85 sind weit genug, um eine ausreichende Strömung zu ermöglichen, den ao Kolben innerhalb eines Bruchteiles einer Sekunde über einen vollen Kolbenhub zu drücken. So wird der Kolben 87 zurückbewegt und mit ihm der Hebelarm 95, welcher nunmehr die Welle 97 im Gegenzeigersinn dreht. Gleichzeitig wird, da die Zahnstange 104 die Welle gegen Drehung in ihrer Fassung in der Platte 11 festlegt, die Platte 11 dadurch im Gegenzeigersin um einen 90°-Bogen gedreht, und so wird die Platte in ihre nächste 90°-Stellung gebracht. Gleichzeitig wird auch die Platte 12 durch die Platte 11 im Uhrzeigersinn um einen 90°-Bogen in ihre nächste 90°-Stellung gedreht.

Bei dieser 90°-Stellung des Ventils wird der Behälter II wieder unter Druck gesetzt, um ihn für den Adsorptionszyklus vorzubereiten. Die Öffnung Tl der Platte 11 ist mit den Schnellregeldurchführungen 33-13 im Trockengaskopf 2 bzw. der Platte 1 gefluchtet, und es wird eine Gasströmung, welche die noch über die öffnung 65 und die Durchführungen 67 und 71 in den Regelblock eintretende ergänzt, über die öffnung 90 und die Durchführung 91 in den Regelblock durch das Trockenventil 72 geleitet. Dies ist eine stärkere Strömung als diejenige durch die Durchführung 71, und die sich ergebende schnelle Gasströmung durch die Durchführungen 73 und 76 zum entfernten Ende 80 der zylindrischen Kammer erhöht den Druck schnell und drückt den Kolben 87 sehr schnell zum nahe gelegenen Ende 84 der Kammer.

Unmittelbar danach erreicht der Druck in diesem Teil des Regelblocks den Öffnungsdruckunterschied des Auslaßventils 75, wodurch das Gas abgelassen und der Druck auf Atmosphärendruck erniedrigt wird. Daraufhin wird ein Druck auf der nahe gelegenen Seite 84 des Kolbens 87 erzeugt, der Kolben kehrt zum entfernten Ende der Kammer zurück, nimmt den Hebelarm 95 mit sich und dreht die Welle 97 und die Platte 11 um einen 90°-Bogen im Gegenzeigersinn. Die Platte 11 dreht wiederum die Platte 12 um 90° im Uhrzeigersinn.

Beide Platten sind nun um 180° gegen die Anfangsstellung verdreht. Der Behälter I befindet sich entsprechend im Adsorptionszyklus, während der Behältern sich im Desorptionszyklus befindet.

In dieser Stellung der Platte 11 ist keine der öffnungen Tl und Γ 2 mit den Schnellregeldurchführungen 33-13 gefluchtet, und so findet lediglich die normale Gasströmung zum Regelblock statt, wodurch der Kolben 87 langsam gegen das nahe gelegene Ende der Kammer zur Erzielung eines langen Adsorptions- und Desorptionszyklus bewegt wird. Wenn der Kolben 87 das nahe gelegene Ende der Kammer erreicht hat, ist der Öffnungsdruckunterschied des Auslaßventils 75 erreicht, das Ventil öffnet sich, das Gas wird in die Atmosphäre entlassen und der Druck auf Atmosphärendruck vermindert, und der Kolben 87 wird zum entfernten Ende der Kammer unter Einwirkung des erhöhten Druckes auf seiner nahe gelegenen Seite 84 zurückbewegt. Abermals wird die Welle 97 um 90° im Gegenzeigersinn gedreht und mit dieser die Platte 11, während die Schubplatte 12 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Das Ventil befindet sich nun in einer um 270° verdrehten Stellung gegenüber der Ausgangsstellung. Das Ventil setzt nun den Behälter II wieder unter Druck, um ihn für den Adsorptionszyklus vorzubereiten. Die Öffnung T 2 in der Platte 11 ist mit den Durchführungen 33-13 gefluchtet. Dementsprechend wird die Wiederunterdrucksetzung schnell bewerkstelligt und innerhalb 20 Sekunden hat der Kolben das nahe gelegene Ende 84 der Kammer erreicht, woraufhin der Öffnungsdruckunterschied des Auslaßventils 75 erreicht ist, das Gas abgelassen wird und der Kolben 87 schnell zur entfernten Seite 80 der Kammer zurückkehrt, wobei er die Schubplatten 11 und 12 um 90° dreht und sie in ihre Ausgangsstellung von 0° zurückbringt. Der Trockenzyklus von 360° kann nunmehr wiederholt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mehrwegventil zur getrennten Verteilung von Strömungsmitteln mit pneumatisch vom Strömungsmittel im Zyklus betätigtem Rotor, dessen Steuerzyklus über einen Stellkolben zur Drehung der Rotorwelle von dem jeweils durch das Ventil hindurchtretenden Strömungsmittel bestimmt wird, und mit einer Zeitsteuerung, die ein Drosselventil für das dem Stellkolben zugeführte Strömungsmittel aufweist, durch welche die Zeitfolge der Rotordrehung bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der als Platte oder Zylinder ausgebildete Rotor (11) neben seinen Ventilöffnungen (G, H) Schnellregelöffnungen (Tl, T2) aufweist, die bei bestimmten Rotorstellungen mit weiteren Öffnungen (13, 33) im Gehäuse verbunden sind, welche eine zusätzliche Leitung für eine Strömung zum Stellkolben (82) bilden, um die zwischen einzelnen vorgegebenen Rotorstellungen liegende Zeitspanne gegenüber der erforderlichen Zeitspanne zwischen anderen Rotorstellungen zu verkürzen.

2. Mehrwegventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einer Befestigungsplatte (1) mit den Steueröffnungen (A, B, C, D, Fi g. 4) und einem oberen Oberteil (2,6) besteht, zwischen denen mindestens eine Rotorplatte (11, 12, F i g. 1) vorgesehen ist, die über eine Welle (97, F i g. 5) vom Stellkolben (87) angetrieben wird.

3. Mehrwegventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberteil bei Verwendung des Ventils in einer zyklisch arbeitenden Trockenanlage aus einem Trockengas (2) und einem Feuchtgasteil (6) gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen