DE202012102798U1

DE202012102798U1 - Mehrwegeventil

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Publication number: DE202012102798U1
Application number: DE201220102798
Authority: DE
Original assignee: EBITSCH ENERGIETECHNIK GmbH
Current assignee: EBITSCH ENERGIETECHNIK GmbH
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2022-07-27
Also published as: DE102013107712A1

Abstract

Mehrwegeventil, – wobei das Mehrwegeventil einen Ventilraum (1) aufweist, der in Richtung einer Längsachse (2) des Mehrwegeventils gesehen an einer ersten Stirnseite ein erstes Abschlusselement (3) und an einer zweiten Stirnseite ein zweites Abschlusselement (4) aufweist, – wobei das Mehrwegeventil ein Mantelelement (5) aufweist, das sich in Richtung der Längsachse (2) gesehen vom ersten Abschlusselement (3) zum zweiten Abschlusselement (4) erstreckt und um die Längsachse (2) herum gesehen die Längsachse (2) umgibt, – wobei in den Ventilraum (1) ein erster Anschluss (6), ein zweiter Anschluss (7) und eine Mehrzahl von dritten Anschlüssen (8) münden, – wobei die dritten Anschlüsse (8) in Richtung der Längsachse (2) gesehen zwischen dem ersten Anschluss (6) und dem zweiten Anschluss (7) angeordnet sind, – wobei die dritten Anschlüsse (8) am Mantelelement (5) in Richtung der Längsachse (2) gesehen bei einer für alle dritten Anschlüsse (8) gleichen Axialposition (x) angeordnet sind und um die Längsachse (2) herum verteilt angeordnet sind, – wobei im Ventilraum (1) ein erstes Küken (9) angeordnet ist, das sich, ausgehend vom ersten Abschlusselement (3), bis zur Axialposition (x) der dritten Anschlüsse (8) erstreckt, – wobei im Ventilraum (1) ein zweites Küken (10) angeordnet ist, das sich, ausgehend vom zweiten Abschlusselement (4), bis zur Axialposition (x) der dritten Anschlüsse (8) erstreckt, – wobei das erste Küken (9) mittels eines ersten Stellelementes (12) im Ventilraum (1) um die Längsachse (2) drehbar ist, so dass mittels des ersten Kükens (9) in Abhängigkeit von dessen Drehstellung der erste Anschluss (6) mit jedem der dritten Anschlüsse (8) fließtechnisch verbindbar ist, – wobei das zweite Küken (10) mittels eines zweiten Stellelements (13) im Ventilraum (1) um die Längsachse (2) drehbar ist, so dass mittels des zweiten Kükens (10) in Abhängigkeit von dessen Drehstellung der zweite Anschluss (7) mit jedem der dritten Anschlüsse (8) fließtechnisch verbindbar ist, – wobei die beiden Küken (9, 10) unabhängig voneinander um die Längsachse (2) drehbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil.
Mehrwegeventile sind in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. Sie weisen in der Regel drei oder vier Anschlüsse auf, die mittels eines so genannten Kükens fließtechnisch miteinander verbindbar oder fließtechnisch voneinander trennbar sind.
In verschiedenen Anwendungsgebieten besteht die Anforderung, einen Zulauf – je nach Drehstellung des Kükens – mit einem oder maximal zwei von mehreren weiteren Anschlüssen zu verbinden. In analoger Weise besteht die Anforderung, einen Rücklauf mit einem oder maximal zwei der mehreren weiteren Anschlüsse zu verbinden.
Im Stand der Technik werden hierfür zwei Mehrwegeventile verwendet, wobei eines der beiden Mehrwegeventile den Zulauf mit den weiteren Anschlüssen verbindet und das andere der beiden Mehrwegeventile den Rücklauf mit den weiteren Anschlüssen verbindet.
Die Lösungen des Standes der Technik sind kompliziert, großvolumig und umständlich in der Montage.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Mehrwegeventil zu schaffen, das einfach und kompakt aufgebaut ist und mittels dessen die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
Die Aufgabe wird durch ein Mehrwegeventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Mehrwegeventil zu schaffen,

– wobei das Mehrwegeventil einen Ventilraum aufweist, der in Richtung einer Längsachse des Mehrwegeventils gesehen an einer ersten Stirnseite ein erstes Abschlusselement und an einer zweiten Stirnseite ein zweites Abschlusselement aufweist,
– wobei das Mehrwegeventil ein Mantelelement aufweist, das sich in Richtung der Längsachse gesehen vom ersten Abschlusselement zum zweiten Abschlusselement erstreckt und um die Längsachse herum gesehen die Längsachse umgibt,
– wobei in den Ventilraum ein erster Anschluss, ein zweiter Anschluss und eine Mehrzahl von dritten Anschlüssen münden,
– wobei die dritten Anschlüsse in Richtung der Längsachse gesehen zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angeordnet sind,
– wobei die dritten Anschlüsse am Mantelelement in Richtung der Längsachse gesehen bei einer für alle dritten Anschlüsse gleichen Axialposition angeordnet sind und um die Längsachse herum verteilt angeordnet sind,
– wobei im Ventilraum ein erstes Küken angeordnet ist, das sich, ausgehend vom ersten Abschlusselement, bis zur Axialposition der dritten Anschlüsse erstreckt,
– wobei im Ventilraum ein zweites Küken angeordnet ist, das sich, ausgehend vom zweiten Abschlusselement, bis zur Axialposition der dritten Anschlüsse erstreckt,
– wobei das erste Küken mittels eines ersten Stellelementes im Ventilraum um die Längsachse drehbar ist, so dass mittels des ersten Kükens in Abhängigkeit von dessen Drehstellung der erste Anschluss mit jedem der dritten Anschlüsse fließtechnisch verbindbar ist,
– wobei das zweite Küken mittels eines zweiten Stellelements im Ventilraum um die Längsachse drehbar ist, so dass mittels des zweiten Kükens in Abhängigkeit von dessen Drehstellung der zweite Anschluss mit jedem der dritten Anschlüsse fließtechnisch verbindbar ist, wobei die beiden Küken unabhängig voneinander um die Längsachse drehbar sind.

Es ist möglich, dass der erste Anschluss und der zweite Anschluss an den Abschlusselementen angeordnet sind. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Anschluss jedoch am Mantelelement angeordnet.
In Einzelfällen kann es sinnvoll sein, wenn die Stellelemente manuell betätigbar sind. In der Regel sind die Stellelemente jedoch als Stellantriebe ausgebildet. Die Stellantriebe können insbesondere als elektrische Antriebe ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erste Küken derart ausgebildet ist, dass es in Abhängigkeit von seiner Drehstellung mit einem einzigen oder gleichzeitig mit zwei der dritten Anschlüsse fließtechnisch verbunden ist. Dadurch kann – bezogen auf den ersten Anschluss – ein Proportionalbetrieb erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das zweite Küken derart ausgebildet ist, dass es in Abhängigkeit von seiner Drehstellung entweder mit keinem oder nur mit einem einzigen der dritten Anschlüsse fließtechnisch verbunden ist. Dadurch kann – bezogen auf den zweiten Anschluss – ein Betrieb ähnlich einem diskreten Schalten erfolgen.
Das Material, aus dem die Abschlusselemente, das Mantelelement und die Küken bestehen, kann nach Bedarf bestimmt sein. Beispielsweise können die Abschlusselemente, das Mantelelement und die Küken aus Metall bestehen, beispielsweise aus Aluminium, Messing, Rotguss oder Edelstahl. Alternativ können die Abschlusselemente, das Mantelelement und die Küken beispielsweise aus Kunststoff bestehen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils sind die Abschlusselemente und das Mantelelement jeweils ein eigenes Teil. In diesem Fall sind die Abschlusselemente über Befestigungselemente flüssigkeitsdicht mit dem Mantelelement verbunden. Insbesondere kann in diesem Fall das Mantelelement als Abschnitt eines handelsüblichen Rohres ausgebildet sein. Die Abschlusselemente können beispielsweise als Scheiben oder Platten ausgebildet sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Mantelelement zur Aufnahme des ersten Anschlusses, des zweiten Anschlusses und der dritten Anschlüsse Gewindebohrungen auf. Dadurch vereinfacht sich der Herstellungsaufwand.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in schematischer Prinzipdarstellung:
1 einen Schnitt durch ein Mehrwegeventil ohne Küken,
2 eine perspektivische Darstellung des Mehrwegeventils von 1,
3 einen Schnitt durch das Mehrwegeventil von 1 mit Küken,
4 das Mehrwegeventil von 1 mit Stellantrieben und
5 in abgerollter Darstellung eine Anordnung von dritten Anschlüssen und zwei Küken an einer Innenwand eines mantelelements.
Gemäß 1 weist ein Mehrwegeventil einen Ventilraum 1 auf. Der Ventilraum 1 ist in Richtung einer Längsachse 2 des Mehrwegeventils gesehen an einer ersten Stirnseite mit einem ersten Abschlusselement 3 abgeschlossen. An einer zweiten Stirnseite ist das Mehrwegeventil mit einem zweiten Abschlusselement 4 abgeschlossen. Die Abschlusselemente 3, 4 können insbesondere als Platten oder Scheiben ausgebildet sein. Das Mehrwegeventil weist weiterhin ein Mantelelement 5 auf. Das Mantelelement 5 erstreckt sich in Richtung der Längsachse 2 gesehen vom ersten Abschlusselement 3 zum zweiten Abschlusselement 4. Um die Längsachse 2 herum gesehen umgibt das Mantelelement 5 die Längsachse 2. Das Mantelelement 5 kann beispielsweise als zylindrisches Rohr ausgebildet sein. Die Abschlusselemente 3, 4 und das Mantelelement 5 begrenzen den Ventilraum 1 – mit Ausnahme von bestimmungsgemäß vorgesehenen Öffnungen – flüssigkeitsdicht.
Entsprechend der Darstellung in den 1 und 2 weist das Mehrwegeventil einen ersten Anschluss 6, einen zweiten Anschluss 7 und eine Mehrzahl von dritten Anschlüssen 8 auf. Die Anzahl an dritten Anschlüssen 8 beträgt mindestens drei. Alternativ können auch mehr als drei dritte Anschlüsse 8 vorhanden sein, beispielsweise vier, fünf oder sechs dritte Anschlüsse 8. Alle Anschlüsse 6 bis 8 münden in den Ventilraum 1.
Die dritten Anschlüsse 8 sind gemäß den 1 und 2 am Mantelelement 5 angeordnet. Sie sind in Richtung der Längsachse 2 gesehen bei einer Axialposition x angeordnet, die für alle dritten Anschlüsse 8 die gleiche ist. Um die Längsachse 2 herum gesehen sind die dritten Anschlüsse 8 verteilt angeordnet.
Der erste Anschluss 6 und der zweite Anschluss 7 sind gemäß den 1 und 2 ebenfalls am Mantelelement 5 angeordnet. Alternativ könnten sie in den Abschlusselementen 3, 4 angeordnet sein. Unabhängig von ihrer konkreten Anordnung gabeln in Richtung der Längsachse 2 gesehen der erste Anschluss 6 und der zweite Anschluss 7 die dritten Anschlüsse 8 ein. Die dritten Anschlüsse 8 sind also in Richtung der Längsachse 2 gesehen zwischen dem ersten Anschluss 6 und dem zweiten Anschluss 7 angeordnet. Der erste Anschluss 6 und der zweite Anschluss 7 können um die Längsachse 2 herum gesehen prinzipiell an beliebigen Tangentialpositionen angeordnet sein. Oftmals sind sie bei der gleichen Tangentialposition angeordnet. Vorzugsweise ist bei dieser Tangentialposition keiner der dritten Anschlüsse 8 angeordnet. Dadurch kann das Mehrwegeventil besonders kompakt gestaltet werden.
Die Art und Weise, auf welche die Anschlüsse 6 bis 8 mit dem Mantelelement 5 verbunden sind, kann nach Bedarf gestaltet sein. Beispielsweise können in das Mantelelement 5 entsprechende Gewindebohrungen eingebracht sein, in welche die Anschlüsse 6 bis 8 eingeschraubt sind.
Im Ventilraum 1 sind ein erstes Küken 9 und ein zweites Küken 10 angeordnet. Das erste Küken 9 erstreckt sich, ausgehend vom ersten Abschlusselement 3, bis zur Axialposition x der dritten Anschlüsse 8. In analoger Weise erstreckt sich das zweite Küken 10, ausgehend vom zweiten Abschlusselement 4 bis zur Axialposition x der dritten Anschlüsse 8. Die beiden Küken 9, 10 können entsprechend der Darstellung von 3 mittels eines Verbindungselementes 11 – beispielsweise einem Stift – miteinander verbunden sein. Die Anschlüsse 6 bis 8 sind in 3 nicht dargestellt, um 3 nicht zu überfrachten. Sie sind aber selbstverständlich vorhanden.
Das erste Küken 9 ist mittels eines ersten Stellelementes 12 (siehe 4) im Ventilraum 1 um die Längsachse 2 drehbar. Es ist möglich, dass das erste Stellelement 12 ein manuell betätigtes Stellelement ist. Vorzugsweise ist das erste Stellelement 12 jedoch entsprechend der Darstellung in 4 als – möglicherweise pneumatischer, möglicherweise hydraulischer, in der Regel elektrischer – Stellantrieb ausgebildet.
In analoger Weise ist das zweite Küken 10 mittels eines zweiten Stellelementes 13 im Ventilraum 1 um die Längsachse 2 drehbar. Das zweite Stellelement 13 kann analog zum ersten Stellelement 12 ausgebildet sein.
Unabhängig von der Ausbildung der Stellelemente 12, 13 sind die beiden Küken 9, 10 jedoch unabhängig voneinander um die Längsachse 2 drehbar.
Je nach Drehstellung des ersten Kükens 9 kann mittels des ersten Kükens 9 der erste Anschluss 6 mit jedem der dritten Anschlüsse 8 fließtechnisch verbunden werden. Die hierzu erforderliche Ausgestaltung des ersten Kükens 9 ist Fachleuten als solche bekannt. In analoger Weise kann je nach Drehstellung des zweiten Kükens 10 mittels des zweiten Kükens 10 der zweite Anschluss 7 mit jedem der dritten Anschlüsse 8 fließtechnisch verbunden werden. Auch die Ausgestaltung des zweiten Kükens 10 ist – analog zum ersten Küken 9 – Fachleuten als solche bekannt.
Bezüglich der konkreten Ausgestaltung der Küken 9, 10 sind verschiedene Ausgestaltungen möglich.
So ist es beispielsweise gemäß 5 möglich, das erste Küken 9 derart auszubilden, dass es in Abhängigkeit von seiner Drehstellung alternativ mit einem einzigen oder gleichzeitig mit zwei der dritten Anschlüsse 8 fließtechnisch verbunden ist. Beispielsweise können die dritten Anschlüsse 8 um die Längsachse 2 herum gesehen um einen Versatzwinkel α voneinander beabstandet sein. In diesem Fall muss lediglich ein Öffnungswinkel β des ersten Kükens 9 derart dimensioniert werden, dass er größer als der Versatzwinkel α ist.
Alternativ oder zusätzlich ist es gemäß 5 möglich, das zweite Küken 10 derart auszubilden, dass es in Abhängigkeit von seiner Drehstellung alternativ mit keinem oder nur mit einem einzigen der dritten Anschlüsse 8 fließtechnisch verbunden ist. In diesem Fall muss lediglich ein Öffnungswinkel γ des zweiten Kükens 10 derart dimensioniert werden, dass er maximal so groß wie der Versatzwinkel α ist.
Aus 5 ist weiterhin ersichtlich, dass die dritten Anschlüsse 8 vorzugsweise regelmäßig um die Längsachse 2 herum verteilt angeordnet sind. Der Versatzwinkel α ist also für jeweils zwei unmittelbar benachbarte dritte Anschlüsse 8 jeweils gleich. Bei derjenigen Tangentialposition, bei welcher der erste Anschluss 6 und der zweite Anschluss 7 angeordnet sind, besteht jedoch vorzugsweise ein größerer Winkelversatz. Dieser größere Winkelversatz sollte vorzugsweise zwischen dem Versatzwinkel α und dem doppelten des Versatzwinkels α liegen. Der erste Anschluss 6 und der zweite Anschluss 7 sollten weiterhin vorzugsweise – bezogen auf die Tangentialposition – mittig zwischen den beiden angrenzenden dritten Anschlüssen 8 angeordnet sein.
Gemäß 5 sind fünf dritte Anschlüsse 8 vorhanden. Diese Ausgestaltung ist derzeit bevorzugt. Wie bereits erwähnt, kann die Anzahl an dritten Anschlüssen 8 jedoch auch größer oder kleiner sein.
Die Materialien, aus denen die Abschlusselemente 3, 4, das Mantelelement 5 und die Küken 9, 10 bestehen, kann nach Bedarf bestimmt sein. Beispielsweise können die genannten Elemente aus Metall bestehen. Geeignete Metalle sind beispielsweise Aluminium, Messing, Rotguss und Edelstahl. Auch andere Metalle sind möglich. Alternativ zu Metall kann als Material auch Kunststoff verwendet werden. Auch Mischformen sind möglich.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Abschlusselemente 3, 4 und das Mantelelement 5 jeweils ein eigenes Teil. Insbesondere in diesem Fall können die Abschlusselemente 3, 4 gemäß 3 über Befestigungselemente 14 flüssigkeitsdicht mit dem Mantelelement 5 verbunden sein. Die Befestigungselemente 14 können beispielsweise als Gewindebolzen ausgebildet sein.
Das erfindungsgemäße Mehrwegeventil ist vielseitig einsetzbar. Beispielsweise können die dritten Anschlüsse 8 mit den verschiedenen Temperaturniveaus eines Flüssigkeits-Wärmespeichers verbunden sein. In diesem Fall kann der erste Anschluss 6 beispielsweise mit dem Vorlauf eines Heizkreises verbunden sein, mittels dessen thermische Energie aus dem Flüssigkeits-Wärmespeicher entnommen wird oder mittels dessen dem Flüssigkeits-Wärmespeicher thermische Energie zugeführt wird. Der zweite Anschluss 7 kann in beiden Fällen den Rücklauf des Heizkreises bilden.
Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.
Bezugszeichenliste

1: Ventilraum
2: Längsachse
3, 4: Abschlusselemente
5: Mantelelement
6 bis 8: Anschlüsse
9, 10: Küken
11: Verbindungselement
12, 13: Steilelemente
14: Befestigungselemente
x: Axialposition
α: Versatzwinkel
β, γ: Öffnungswinkel

Claims

Mehrwegeventil, – wobei das Mehrwegeventil einen Ventilraum (1) aufweist, der in Richtung einer Längsachse (2) des Mehrwegeventils gesehen an einer ersten Stirnseite ein erstes Abschlusselement (3) und an einer zweiten Stirnseite ein zweites Abschlusselement (4) aufweist, – wobei das Mehrwegeventil ein Mantelelement (5) aufweist, das sich in Richtung der Längsachse (2) gesehen vom ersten Abschlusselement (3) zum zweiten Abschlusselement (4) erstreckt und um die Längsachse (2) herum gesehen die Längsachse (2) umgibt, – wobei in den Ventilraum (1) ein erster Anschluss (6), ein zweiter Anschluss (7) und eine Mehrzahl von dritten Anschlüssen (8) münden, – wobei die dritten Anschlüsse (8) in Richtung der Längsachse (2) gesehen zwischen dem ersten Anschluss (6) und dem zweiten Anschluss (7) angeordnet sind, – wobei die dritten Anschlüsse (8) am Mantelelement (5) in Richtung der Längsachse (2) gesehen bei einer für alle dritten Anschlüsse (8) gleichen Axialposition (x) angeordnet sind und um die Längsachse (2) herum verteilt angeordnet sind, – wobei im Ventilraum (1) ein erstes Küken (9) angeordnet ist, das sich, ausgehend vom ersten Abschlusselement (3), bis zur Axialposition (x) der dritten Anschlüsse (8) erstreckt, – wobei im Ventilraum (1) ein zweites Küken (10) angeordnet ist, das sich, ausgehend vom zweiten Abschlusselement (4), bis zur Axialposition (x) der dritten Anschlüsse (8) erstreckt, – wobei das erste Küken (9) mittels eines ersten Stellelementes (12) im Ventilraum (1) um die Längsachse (2) drehbar ist, so dass mittels des ersten Kükens (9) in Abhängigkeit von dessen Drehstellung der erste Anschluss (6) mit jedem der dritten Anschlüsse (8) fließtechnisch verbindbar ist, – wobei das zweite Küken (10) mittels eines zweiten Stellelements (13) im Ventilraum (1) um die Längsachse (2) drehbar ist, so dass mittels des zweiten Kükens (10) in Abhängigkeit von dessen Drehstellung der zweite Anschluss (7) mit jedem der dritten Anschlüsse (8) fließtechnisch verbindbar ist, – wobei die beiden Küken (9, 10) unabhängig voneinander um die Längsachse (2) drehbar sind.
Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss (6) und der zweite Anschluss (7) am Mantelelement (5) angeordnet sind.
Mehrwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente (12, 13) als Stellantriebe ausgebildet sind.
Mehrwegeventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellantriebe (12, 13) als elektrische Antriebe ausgebildet sind.
Mehrwegeventil nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Küken (9) derart ausgebildet ist, dass es in Abhängigkeit von seiner Drehstellung mit einem einzigen oder gleichzeitig mit zwei der dritten Anschlüsse (8) fließtechnisch verbunden ist.
Mehrwegeventil nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Küken (10) derart ausgebildet ist, dass es in Abhängigkeit von seiner Drehstellung entweder mit keinem oder nur mit einem einzigen der dritten Anschlüsse (8) fließtechnisch verbunden ist.
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusselemente (3, 4), das Mantelelement (5) und die Küken (9, 10) aus Metall bestehen, beispielsweise aus Aluminium, Messing, Rotguss oder Edelstahl.
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusselemente (3, 4), das Mantelelement (5) und die Küken (9, 10) aus Kunststoff bestehen.
Mehrwegeventil nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusselemente (3, 4) und das Mantelelement (5) jeweils ein eigenes Teil sind und dass die Abschlusselemente (3, 4) über Befestigungselemente (14) flüssigkeitsdicht mit dem Mantelelement (5) verbunden sind.
Mehrwegeventil nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelelement (5) zur Aufnahme des ersten Anschlusses (6), des zweiten Anschlusses (7) und der dritten Anschlüsse (8) Gewindebohrungen aufweist.