DE2414052A1 - Mehrwegehahn - Google Patents

Mehrwegehahn

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DE2414052A1
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LEE Co WESTBROOK CONN (VSTA)
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    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16K11/08Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
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    • Y10T137/87523Rotary valve

Description

8011 Pöring/München Commerzbank München
H ubertusstrasse 20 440 6120
Telefon (08106) 21 76
Telegramme Postscheck München
PATENTMENGES Zorneding 307487-803
Mein Zeichen Tag
L 100
22. März 197
The Lee Company
2 Pettipaug Road Westbrook, Conn., V. St. A.
Mehrwegehahn
Die Erfindung betrifft allgemein Mehrwegehähne und insbesondere einen neuen und verbesserten Mehrwegehann, der besonders nützlich bei einem Pluiddruckmeeser zum selektiven Anschließen des Druckmessers anwendbar ist, um Druckanzeigen von verschiedenen Druckwerten eines schwankenden Pluiddruckes zu liefern.
Durch die Erfindung soll hauptsächlich ein neuer und verbesserter Mehrwegehahn für einen Fluiddruckmesser zum wahlweisen Erzeugen von Druckanzeigen der maximalen
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und minimalen Druckwerte eines pulsierenden oder in anderer Weise zyklischen oder-schwankenden Fluiddruckes geschaffen werden.
Außerdem soll durch die Erfindung ein neuer und verbesserter Druckmesser-Mehrwegehahn geschaffen werden, um wahlweise Druckmesseranzeigen der maximalen und/oder minimalen Druckwerte und eines Durchschnittsdruckwertes eines schwankenden Fluiddruckes zu schaffen.
Weiterhin soll durch die Erfindung ein neuer und verbesserter Mehrwegehahn für ein Fluiddrucksystem zum Aufbauen eines gewählten Druckwertes in einer Fluiddruckleitung geschaffen werden, welch letzterer gleich dem minimalen und/oder maximalen und/oder mittleren Druckwert einer schwankenden Pluiddruckquelle ist.
In Weiterbildung der Erfindung soll der neue und verbesserte Mehrwegehahn so ausgebildet sein, daß in einer Jluidleitung in jeder von zwei alternativen Strömungsrichtungen wahlweise ein Pluidstrom nur in einer Bichtung ausgebildet wird.
Der neue und verbesserte Mehrwegehahn der obenbeschriebenen Art soll gemäß der Erfindung eine kompakte und wirtschaftliche Konstruktion haben, die einen zuverlässigen Betrieb über eine lange nutzbare und wartungsfreie Lebensdauer gewährleistet·
Gemäß der Erfindung wird also ein pneumatisches System mit einem Luftdruckmesser und einem Mehrwegehahn zum selektiven Anschließen des Luftdruckmessers geschaffen, um Luftdruckanzeigen der minimalen, maximalen und mittleren Druckwerte einer schwankenden Luftdruckquelle zu erhalten.
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Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung sind zum Teil ersichtlich und sind zum Teil im folgenden näher beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigent
Fig. 1 eine teilweise schematische Ansicht, teilweise weggebrochen und teilweise im Schnitt/ eines pneumatischen Systems, bei welchem eine Ausführungsform eines Mehrwegehahns nach der Erfindung verwendet ist, und
Pig. 2 eine vergrößerte Teillängsschnittansicht, teilweise weggebrochen und teilweise im Schnitt, des Mehrwegehahns im wesentlichen länge der Linie 2-2 von Fig. 1, sowie als - Phantombild die relative Lage eines Auslaßkanals des Mehrwegehahns nach der Erfindung.
Die Zeichnung zeigt ein pneumatisches System 10, welches eine Luftdruckquelle 12 (beispielsweise ein Luftbehälter, der an eine geeignete Luftpumpe angeschlossen ist, die so gesteuert ist, daß innerhalb des Luftbehälters ein vorbestimmter Luftdruckwert aufgebaut wird), ein geeignetes Luft Zuführungssystem 13 zum Verbinden der Luftquelle mit zugeordneten Geräten (nicht dargestellt), die den Luftdruck verwenden, einen druokluftbetätigten bzw. pneumatischen Druckmesser 14 mit einer Luftleitung 15 und eine Ausführungsform 18 eines Mehrwegehahns nach der Erfindung hat, der zwischen das Luftsystem 13 und die Leitung 15 geschaltet ist, um den Luftstrom zwischen dem Luftsystem 13 und dem Druckmesser 14· zu kontrollieren.
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Der Mehrwegehahn 18 weist, wie dargestellt, ein langgestrecktes Hahngeliäuse 20 auf, welches einen konstanten sechseckigen Querschnitt mit drei Paaren von diametral einander gegenüberliegenden parallelen Seiten 22 und sich in Längsrichtung erstreckende koaxiale Bohrungen 23, 24 an den Längsenden des Hahngehäuses 20 mit genormten Rohrgewinden zum Anschließen des Hahns an das Fluidsystem 13 und die Leitung 15 aufweist. Eine zylindrische Querbohrung 26, die eich normal zu einem Paar der parallelen Seiten 22 des Hahngehäusee 20 erstreckt, ist zentral in dem Hahngehäuse 20 angeordnet, und ein zylindrisches Hahnküken 30 ist in der zylindrischen Bohrung 26 drehbar gelagert. Ein Drehgriff 34 ist auf einen sich axial erstreckenden, mit kleinerem Querschnitt versehenen Hahnkükenschaft 36 aufgesetzt und an demselben durch eine Klemmschraube 38 befestigt. Mit dem Drehgriff 34 ist eine wahlweise Winkelverstellung des Hahnkükens 30 möglich. Eine ebene innere Stirnfläche 40 des Drehgriffes 34 ist an eine Seite 22 des Hahngehäuses 20 anlegbar, um die Axialverschiebung des Hahnkükens 30 in einer axialen Richtung zu begrenzen, und ein geeigneter Sprengring 42, der in einer Ringnut 43 an dem gegenüberliegenden Ende des Hahnkükens 30 sitzt, begrenzt in Zusammenwirkung mit einer Abstandshülse 44 die Axialbewegung des Hahnkükens 30 in der entgegengesetzten axialen Richtung. Geeignete ringförmige Luftabschlüsse 46, 48 sind an gegenüberliegenden Enden der zylindrischen Bohrung 26 vorgesehen, und die zylindrische Bohrung 26 und das Hahnküken 30 Bind so ausgebildet, da/3 jeglicher wesentliche Pluidstrom längs ihrer zusammenpassenden Oberflächen verhindert ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Ringdichtung 46 innerhalb einer Ringnut in dem Hahnküken 30 angebracht, und die Ringdichtung 48 ist innerhalb eines erweiterten Bohrungsteils an dem entgegengesetzten Ende der Bohrung 26 angebracht und darin durch eine Halteplatte 50 festgehalten, die eine öffnung
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zum Aufnehmen des Hahnkükens 30 hat und die an einer Seite 22 des Hahngehäuses 20 durch geeignete Befestigungsmittel 52 befestigt ist.
Das zylindrische Hahnküken 30 hat eine sich axial erstreckende Bohrung 56 mit einem inneren zylindrischen Bohrungsteil 58 mit einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser, mit einem zylindrischen Bohrungszwischenteil 59 mit größerem Durchmesser und mit einem äußeren zylindrischen Bohrungsteil 60 mit geringfügig größerem Durchmesser. Zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete, sich radial erstreckende Einlaß- und Auslaßbohrungen oder -kanäle 62 bzw. 64· sind in dem Hahnküken 30 vorgesehen, um eine Einlaßöffnung 65 zu schaffen, die mit dem inneren Bohrungsteil 58 in Verbindung steht, und um eine Auslaßöffnung 66 zu schaffen, die mit dem Bohrungszwischenteil 59 in Verbindung steht. Zwei sich in Längsrichtung erstreckende Einlaß- und Auslaßbohrungen oder -kanäle 67 bzw.. 68 sind in jedem Ende des Hahngehäuses 22 gebildet, um in axialem Abstand voneinander angeordnete Einlaß- und Auslaß öffnungen 69 Tdzw. 70 in jedem Ende des Hahngehäuses zu schaffen, die mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen 65 bzw. 66 des Hahnkükens 30 zusammenwirken. Die Hahnkükenöffnungen 65 und 66 liegen einander diametral gegenüber (und sind außerdem axial versetzt) und die Achsen der Paare von Einlaß- und Auslaßöffnungen 691 70 in dem Hahngehäuse liegen in einer gemeinsamen, sich in Längsrichtung erstreckenden Ebene, die durch die Achse des drehbaren Hahnkükens 30 hindurchgeht .
Eine zweckmäßige Einwegrückschlagventilanordnung 72 ist innerhalb des Zwischenbohrungsteils 59 des Hahnkükens angebracht und durch einen geeigneten Stopfen 73 festgelegt, der mit Preßsitz in den Bohrungsteil 60 eingepaßt ist. Die Kugelrückschlagventilanordnung 72 hat,
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wie gezeigt, ein äußeres Gehäuse 74· mit einer axialen Einlaßöffnung 76» die mit dem verengten Bohrungsteil fluchtet, und einen geeigneten Ventilsitz 75 zum Aufnehmen eines Kugelrückschlagventils 78, welches einen Fluidstrom nur in einer Richtung von der Hahnkükeneinlaßöffung 65 zu der Auslaßöffnung 66 zuläßt. Die Kugel wird durch eine zweckmäßige schwache Druckfeder 80, die zwischen einem feststehenden Federhalter 82 und einem verschiebbaren Federhalter 84 angeordnet ist, der an der Kugel 78 anliegt, gegen den Ventilsitz 75 gedrückt. Folglich, wenn die Kraft auf die Kugel durch den Fluiddruck an der Einlaßöffnung 65 die entgegenwirkende Kraft auf die Kugel durch den Fluiddruck an der Auslaßöffnung 66 um die Größe der schwachen Federvorspannkraft übersteigt, wird das Kugelventil 78 von seinem Ventilsitz abgehoben, damit Fluid nur in eine Richtung von der Einlaßöffnung 65 zu der Auslaßöffnung 66 strömen kann. Wie leicht zu ersehen ist, wird ein Fluidstrom in der umgekehrten Richtung durch das Kugelrückschlagventil 78 verhindert .
Demgemäß kann das Hahnküken in jede von zwei, einen Winkelabstand von 180 ° aufweisende umgekehrte Betriebsstellungen gebracht werden, in welchen seine öffnungen " 65, 66 in Fluidverbindung mit den beiden öffnungen 69t des Hahngehäuses sind. In einer der beiden umgekehrten Betriebswinkelstellungen des Hahnkükens 30 (z. B. in der in Fig. 1 gezeigten) ist seine Einlaßöffnung 65 in Fluidverbindung mit der Einlaßöffnung 69 an einem Ende des Hahngehäuses, und seine Auslaßöffnung 66 ist in Fluidverbindung mit der Auslaßöffnung 70 an dem entgegengesetzten Ende des Hahngehäuses, so daß ein Fluidstrom nur in einer Richtung durch den Mehrwegehahn hindurchgeht (von rechts nach links durch den Mehrwegehahn, gesehen in Fig. 1, wobei sich das Hahnküken 30 in seiner in Fig. 1 gezeigten Betriebsstellung befindet)· Durch
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Drehen des Hahnkükens um 180 ° in eine umgekehrte Betriebsstellung werden die Hahnküken-Einlaß- und -auslaßöffnungen 65, 66 mit entgegengesetzten Enden des Hahngehäuses verbunden, um eine Pluidströmung nur in einer, und zwar entgegengesetzten Richtung durch den Mehrwegehahn zu schaffen·.
Wenn sich das Hahnküken 30 in seiner in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet, kann deshalb Luft frei nur von dem Luftsystem 13 zu dem Druckmesser 14 strömen, und zwar so, daß der Druckmesser 14 eine Druckanzeige des Maximaldruckes in dem Luftsystem 13 liefert. Durch Winkelverstellung bzw. Drehung des Hahnkükens in eine 180 ° umgekehrte Betriebsstellung wird die Richtung des Luftstroms durch den Mehrwegehahn umgekehrt und der Druckmesser 14 liefert eine Druckanzeige des Minimaldruckwertes in der Leitung 13·
Wenn ein schwankender oder pulsierender Luftdruck in dem Luftsystem 13 vorhanden ist, beispielsweise aufgrund des zyklischen Luftbedarfs der zugeordneten Geräte (nicht dargestellt), die mit dem Luftsystem 13 verbunden sind, oder aufgrund einer pulsierenden Zufuhr von Luft zu dem System durch die Luftsystempumpe (nicht dargestellt), ist demzufolge der Mehrwegehahn so betätigbar, daß Druckanzeigen der maximalen und minimalen Druckwerte des schwankenden Luftdruckes geliefert werden.
Der Mehrwegehahn 18 ist außerdem so betätigbar, daß eine Zwischen- oder Durchschnittsdruckanzeige gewählt werden kann. Zu diesem Zweck ist eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Umfangsnut 90 an dem Eahnküken 30 vorgesehen und sich in Längsrichtung erstreckende Bohrungen oder Kanäle 91 ι die einander diametral gegenüberliegende koaxiale öffnungen 92 haben, sind in den Enden des Hahn-
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gehäuses 20 vorgesehen, damit sie mit der Umfangsnut zusammenwirken. Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Umfangsnut 90 angenähert auf 270 ° um das Hahnküken 30 herum, und, r/ie in Fig. 2 gezeigt, ist die Umfangsnut 90 in "bezug auf die Einlaßöffnung des Hahnkükens 30 derart angeordnet, daß, wenn die Hahnkükeneinlaßöffnung 65 in Fluidverbindung mit einer der Hahngehäuseeinlaßöffnungen 69 ist, die Hut 90 nicht in Fluidverbindung mit den Zwischenöffnungen 92 ist. Wenn sich das Hahnküken 30 in einer 90 °-Zwischenstellung befindet, die in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Zwischenöffnungen 92 in dem Hahngehäuse 20 durch die Umfangsnut 90 miteinander verbunden, damit Luft in beiden Eichtungen zwischen dem Luftsystem 13 und dem Druckmesser 14 strömen kann. Die Querschnittsfläche der Nut 90 ist derart klein, daß ein begrenzter Luftdurchlaß bzw. eine beschränkte öffnung vorhanden ist, und zwar so, daß der Druckmesser eine Druckanzeige liefern wird, die ungefähr gleich dem Durchschnittsdruckwert in dem schwankenden Luftdrucksystem ist. Außerdem ist die Nut 90 als ein exzentrischer Ring ausgebildet, dessen Querschnittsfläche in beiden Winkelrichtungen von der Mitte der Nut aus abnimmt, und zwar so, daß das Hahnküken 30 um bis zu 45 ° in jeder Richtung aus ihrer 90 °-Zwischenstellung, die in Fig. gezeigt ist, gedreht werden kann, um die Fluiddrosselung zwischen den Zv/ischenöffnungen 92, die durch die Umfangsnut 90 hervorgerufen wird, zu ändern. Falls eine schwankende Druckanzeige vorhanden ist, wenn sich das Hahnküken 30 in seiner 90°-Zv/ischenstellung befindet, kann demzufolge das Hahnküken um bis zu 45 ° aus seiner 90 °-Stellung heraus in jeder Winkelrichtung gedreht werden, um die Druckmesseranzeige auf einen mittleren Luftdruck zu stabilisieren.
Es ist folglich ersichtlich, daß der Mehrwegehahn 30
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von Hand betätigt werden kann, um wahlweise Druckmesseranzeigen der minimalen, maximalen und mittleren Druckwerte einer schwankenden Druckquelle zu erhalten. Außerdem kann der Mehrwegehahn 30 verwendet werden, um einen Pluidstrom jeweils nur in einer Richtung von zwei alternativen Strömungsrichtungen zu wählen. Da**· überhinaus kann der Mehrwegehahn 30 zum Ausbilden eines gewählten Druckwertes· in einer Pluiddru.ckleitung verwendet werden, der im wesentlichen gleich dem minimalen, maximalen oder mittleren Druckwert einer Fluiddruckquelle ist.
Im Rahmen der Erfindung bieten sich dem Fachmann zahlreiche Abwandlungs-, Verbesserungs- und Anwendungsmöglichkeiten des oben beschriebenen Mehrwegehahns nach der Erfindung.
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Claims (8)

  1. 2 λ 1 ζ-, η 5 2
    Patentansprüche :
    1J Mehrwegehahn, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hahngehäuse (20) mit einer Hahnbetätigungskammer (26) und ersten und zweiten getrennten Pluidkanälen (23, 24) vorgesehen ist, die mit der Hahnbetätigungskammer verbunden sind, daß ein Hahnküken (30) in der Betätigungskammer in erste und zweite getrennte Betriebsstellungen verstellbar ist, daß das Hahnküken eine Durchlaßeinrichtung (62, 56, 64) mit einer Einlaßöffnung (69) und einer Auslaßöffnung (70), eine Hahnkükenbetätigungseinrichtung (34) zum wahlweisen Verstellen des Hahnkükens in seine erste bzw. zweite Betriebsstellung und eine in seiner Durchlaßeinrichtung angeordnete Einwegventileinrichtung (72) hat, die ein Fluid nur in einer Richtung von der Einlaßöffnung zu der Auslaßöffnung des Hahnkükens strömen läßt, daß in einer der Betriebsstellungen des Hahnkükens seine Einlaß- und Auslaßöffnungen in Fluidverbindung mit den ersten bzw. zweiten Fluidkanälen (23, 24) sind und daß in der anderen Betriebsstellung des Hahnkükenseine Einlaß- und Auslaßöffnungen in Fluidverbindung mit den zweiten bzw. ersten Fluidkanälen sind, wodurch sich ein Fluidstrom durch den Hahn hindurch jeweils nur in einer Richtung ausbildet, die von der Betriebsstellung des Hahnkükens abhängig ist.
  2. 2. Mehrwegehahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hahnküken (30) in der Hahnbetätigungskammer (26) in seine ersten und zweiten Betriebsstellungen drehbar ist.
  3. 3. Mehrwegehahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß- und Auslaßöffnungen (69, 70) des Hahnkükens (30) axial versetzt sind und daß die ersten und zweiten Fluidkanäle (23, 24) jeweils axial unterteilte Ka-
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    nalteile (67, 68) haben, die mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen des Hahnkükens in der ersten bzw. zweiten Betriebsstellung des Hahnkükens verbunden sind.
  4. 4. Mehrwegehahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßeinrichtung in dem Hahnküken (30) eine erste Axialbohrung (56) und zweite und dritte axial versetzte Bohrungen (62, 64) hat, die sich insgesamt radial von der ersten Bohrung aus erstrecken und die Einlaß- und Auslaßöffnungen (65 bzw. 66) bilden, und daß die Einweg vent i !einrichtung (72) in der ersten Axialbohrung zwischen den zweiten und dritten axial versetzten Bohrungen angebracht ist.
  5. 5. Mehrwegehahn nach einem der Ansprüche 1-bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hähnküken (30) in eine dritte getrennte Betriebsstellung verstellbar ist und einen begrenzten Fluidkanal (90) hat, der in der dritten getrennten Betriebsstellung des Hahnkükens eine beschränkte Fluidverbindung zwischen dem ersten und zweiten Fluidkanal (23, 24) bildet.
  6. 6. Mehrwegehahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hahnküken (30) in der Hahnbetätigungskammer (26) in seine ersten, zweiten und dritten gesonderten Betriebsstellungen winkelverstellbar ist.
  7. 7. Mehrwegehahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzte Fluidkanal (90) eine Umfangsnut in dem Hahnküken (30) ist, die einen veränderlichen Querschnitt hat (Fig. 2).
  8. 8. Mehrwegehahn nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß- und Auslaßöffnungen (69, 70) des Hahnkükens (30) in einer von dessen ersten und zweiten Betriebsstellungen in Fluidverbindung mit dem ersten bzw.
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    zweiten Fluidkanal (23 bzw. 24) stehen, damit sich ein Fluidstrom nur in einer Richtung von dem ersten Fluidkanal zu dem zweiten Fluidkanal ausbildet, und daß in der anderen der ersten und zweiten Betriebsstellungen des Hahnkükens dessen begrenzter Fluidkanal (90) in Fluidverbindung mit dem ersten und dem zweiten Fluidkanal ist, um eine beschränkte Fluidverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidkanal zu schaffen.
    ■9. Fluiddruckregistriersystem mit einer Fluiddruckregistriereinrichtung, die zum Registrieren eines Druckwertes in einem Fluidbehälter mit demselben verbindbar ist, und mit einem Registrierungssteuerhahn, insbesondere mit einem Mehrwegehahn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der wahlweise so betätigbar ist, daß die Fluiddruckregistriereinrichtung mit dem Fluidbehälter wahlweise verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Registrierungssteuerhahn (18) ein Hahngehäuse (20) mit einer Hahnbetätigungskammer (26) und ersten und zweiten getrennten Fluidkanälen (23, 24), die mit der Hahnbetätigungskammer verbunden sind, wobei einer der Fluidkanäle (24) mit der Fluiddruckregistriereinrichtung (14) verbunden ist und der andere Fluidkanal (23) mit dem Fluidbehälter (12) verbindbar ist, und ein Hahnküken (30) hat, welches in der Betätigungskammer in erste und zweite getrennte Betriebsstellungen verstellbar ist, daß das Hahnküken eine Durchlaßeinrichtung (62, 56, 64) mit einer Einlaßöffnung (69) und einer Auslaßöffnung (70), eine Hahnkükenbetätigungseinrichtung (34) zum wahlweisen Verstellen des Hahnkükens in seine erste bzw. zweite Betriebsstellung und eine in seiner Durchlaßeinrichtung angeordnete Einwegventileinrichtung (72) hat, die ein Fluid nur in einer Richtung von der Einlaßöffnung zu der Auslaßöffnung des Hahnkükens strömen läßt, daß in einer der Betriebsstellungen des Hahnkükens seine Einlaß- und Auslaßöffnungen in Fluidverbindung mit den ersten bzw. zweiten Fluidkanälen (23, 24) sind und daß in der anderen Betriebsstellung des Hahnkükens seine Einlaß- und Auslaßöffnungen in Fluidverbindung mit den zweiten bzw. ersten Fluid-
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    ζ., ι /, η 5 2
    kanälen sind, wodurch sich ein Fluidstrom durch den Registrierungssteuerhahn hindurch zwischen dem Fluidbehälter und der Fluiddruckregistriereinrichtung nur in einer Richtung ausbildet, die von der Betriebsstellung des Hahnkükens abhängig ist, und wodurch das Hahnküken selektiv so betätigbar ist, daß mit der Fluiddruckregistriereinrichtung die maximalen und minimalen Druckwerte des Fluiddrucks innerhalb des Fluidbehälters registriert werden.
    -10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hahnküken (30) in eine dritte getrennte Betriebsstellung verstellbar ist und einen begrenzten Fluidkanal (90) hat, der in der dritten getrennten Betriebsstellung des Hahnkükens eine beschränkte Fluidverbindung zwischen dem ersten und zweiten Fluidkanal (23, 24) bildet.
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