DE2602973A1

DE2602973A1 - Wegeventil

Info

Publication number: DE2602973A1
Application number: DE19762602973
Authority: DE
Inventors: John C Cleaver; Gordon F Leitner
Original assignee: Water Services of America Inc
Current assignee: Water Services of America Inc
Priority date: 1975-01-27
Filing date: 1976-01-27
Publication date: 1976-07-29
Also published as: US3973592A; GB1490682A; JPS51100331A; JPS6014233B2; JPS60234177A; IT1054495B; JPS6343630B2

Description

Anmelder: Water Services of America, Inc., Milwaukee, Wise, USA

Wegeventil

Die Erfindung betrifft ein Wegeventil, insbesondere ein zur Strömungsumkehr dienendes 4—Wegeventil.

Bekannte Wegeventile dieser Art finden beispielsweise in Verbindung mit Wärmeaustauschern Anwendung, in denen ein Rohrbündel angeordnet ist, das durch eine längsverlaufende Trenneinrichtung und durch in einem Abstand von gegenüberliegenden Enden des zylindrischen Tanks angeordnete Rohrbleche derart in obere und untere Hälften unterteilt wird, daß das Kühlmittel am einen Ende des Tanks eintritt und durch eine Hälfte der Röhren in einer Richtung fließt, aber durch die andere Hälfte der Röhren in der umgekehrten Richtung, so daß der Einlaß und der Auslaß des Rohrbündels am selben Ende des Tanks vorgesehen werden kann. Das zu kühlende, zu erhitzende oder zu kondensierende Fluid strömt entlang der Außenseite der Rohre in dem Zwischenraum zwischen den Rohrblechen, zu dem Einlaß— und Auslaßverbindungen vorgesehen sind.

Durch die Rohre zirkulxertesKühlwasser enthält gelöste Mineralien, die sich an den Innenwänden der Rohre ansetzen kön-

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nen, so daß eine Verstopfung auftreten kann, wenn der sich ansetzende Kesselstein nicht vollständig entfernt wird. Bekanntlich reicht eine chemische Behandlung des Kühlwassers noch nicht aus, um eine Ausscheidung vollständig zu verhindern. Selbst wenn eine mechanische oder chemische Reinigung nur ein- oder zweimal im Jahr als erforderlich angesehen wird, erfolgt vor dem jeweiligen Reinigen ein so starkes Ansetzen, daß dadurch der Wärmeaustausch verringert wird. Beispielsweise in Anlagen, in denen heiße Gase in dem Wärmeaustauscher gekühlt werden und die Wärme in Kühltürmen abgeleitet wird, kann durch das Ansetzen ein beträchtlicher zusätzlicher Energiebedarf entstehen.

Zur Reinigung finden beispielsweise Bürsten Verwendung, die durch die Rohre mehrmals pro Tag in entgegengesetzten Richtungen durchgezogen werden. Bei bekannten Einrichtungen dieser Art (US-PS 3 319 710) endet jedes Rohr des Bündels in einem Käfig. Käfige an entsprechenden Enden der Rohre enthalten Bürsten zu einem gegebenen Zeitpunkt. Wenn die Rohre gereinigt werden sollen, wird die Strömungsrichtung durch diese umgekehrt und die Bürsten werden durch die Rohre in die Käfige an den gegenüberliegenden Enden getrieben, um die Reinigung durchzuführen.

Die zum Antrieb der Bürsten erforderliche Strömungsumkehr wird bei bekannten Einrichtungen durch Umschaltung eines 4-Wegeventils außerhalb des Wärmeaustauschers bewirkt, so daß Zwischenzeitig der Einlaß zum Auslaß und der Auslaß zum Einlaß wird. Bekannte Wegeventile dieser Art sind derart ausgebildet, daß eine große Anzahl von äußeren Anschlüssen erforderlich ist, um eine Strömungsumkehr durch Betätigung des Ventils zu ermöglichen. Mindestens acht und mitunter sogar zwölf Krümmer werden für derartige 4-Wegeventile benötigt, um eine Strömungsumkehr zu ermöglichen. Dadurch ergibt sich in der Praxis ein Labyrinth von Rohrleitungen in der Umgebung des Ventils, so daß auch ein nachteiliger Raumbedarf besteht und Wartungsarbeiten verhältnismäßig mühsam sind.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Wegeventil dieser Art unter möglichst weitgehender Vermeidung der genannten

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Nachteile und Schwierigkeiten derart zu verbessern, daß nur zwei Paare von Einlassen und Auslässen vorgesehen werden können, die einstückig mit dem Ventil ausgebildet werden können, und die geradlinig zueinander oder in gewünschten Winkeln zueinander angeordnet werden können, so daß die Strömungsumkehr ausschließlich in dem Ventil erfolgen kann und eine größere Anzahl äußerer Fittings nicht erforderlich ist. Ferner wird angestrebt, daß ein derartiges zur Strömungsumkehr verwendbares Ventil mit geringem Arbeitsaufwand installiert werden kann, einen geringeren inneren Druckabfall besitzt sowie einen geringeren Raumbedarf aufweist. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung werden deshalb in einem zur Strömungsumkehr dienenden Wegeventil gesehen, in dessen Gehäuse eine Trennwand vorgesehen ist, welche dieses in zwei in axialer Richtung angrenzende Kammern trennt. Die erste Kammer weist eine diametral sich erstreckende Trennwand auf, die diese in Teilkammern unterteilt. Jede Teilkammer weist einen Einlaß bzw. Auslaß auf, an die eine Leitung, die zur Zuleitung oder Rückleitung, zu einer Prozeßschleife oder zur Zuleitung oder Rückleitung eines Kühlmittels oder dergleichen dient, angeschlossen ist. Die Querwand weist zwei Öffnungen auf, welche die betreffenden Teilkammern mit der zweiten Kammer verbinden. Die zweite Kammer weist einen Einlaß bzw", einen Auslaß auf, der mit einer Vorratsschleife oder einer Prozeßschleife verbunden werden kann. Ein Regelorgan ist in der zweiten Kammer zur Änderung der Strömungsrichtung zwischen den Einlassen und Auslassen drehbar angeordnet.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein zylindrisches Gehäuse vorgesehen, .das eine sich diametral erstreckende Wand aufweist, welche dieses in zwei in axialer Richtung angrenzende Kammern unterteilt. Die erste Kammer ist in zwei Teilkammern unterteilt, die mit der zweiten Kammer über individuelle Öffnungen durch die Trennwand verbunden sind. In der zweiten

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Kammer ist ein flügelartiges Regelorgan drehbar angeordnet. An der Kammer sind zwei Öffnungen vorgesehen, die abwechselnd als Einlaß bzw. Auslaß dienen. Durch äußere Betätigung kann das Regelorgan so verstellt werden, daß eine Strömung von einer Teilkammer zu einem Auslaß der zweiten Kammer gerichtet wird, so daß diese Strömung durch eine Prozeßschleife gelangt und zu der anderen Öffnung der zweiten Kammer zurückkehrt. Durch Verstellung des Regelorgans in eine andere Winkellage gelangt die Strömung von der einen Teilkammer in eine Öffnung in der zweiten Kammer, welche dann der Auslaß wird. Der vorhergehende Auslaß wird dann der Einlaß, so daß die Strömung in die andere Teilkammer zurückgeleitet wird.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel wird das zylindrische Gehäuse des Ventils an dem Kopf eines Wärmetauschers derart angeflanscht, daß die Enden der Rohre mit den Kästen direkt in den Teilkammern enden, in welchem Fall eine weitere Verringerung der äußeren Leitungslänge erfolgen kann.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Ansichten eines Wegeventils gemäß der Erfindung mit unterschiedlicher Anordnung der Zufluß— und Abflußlei— tungen;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3 in einer Lage des Regelorgans, in der die durch Pfeile angedeutete Strömungsrichtung bestimmt wird;

Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Schnittansicht, wobei sich jedoch das Regelorgan in einer verstellten Lage befindet;

Fig. 6 und 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei sich das Regelorgan in Lagen entsprechend entgegengesetzten Strömungsrichtungen befindet;

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Fig. 8 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels;

Fig. 9 eine Endansicht entsprechend der Linie 9-9 in Fig. 8;

Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie 10-10 in Fig. 8;

Fig. 11 eine Schnittansieht entlang der Linie 11-11 in Fig. 8;

Fig. 12 eine Endansicht eines Wärmeaustauscherrohrs, in das eine Bürste eingesetzt ist, die zur Reinigung bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 8 dient; und

Fig. 13 einen Längsschnitt durch ein Wärmeaustauscherrohr entlang der Linie 13-13 in Fig. 12.

Das in Fig. 1 dargestellte Wegeventil 10 ist über eine Betätigungseinrichtung 12 betätigbar. Die Betätigungseinrichtung 12 kann ein hydraulischer oder pneumatischer Arbeitszylinder sein, oder ein Motor, der zum Antrieb des Regelorgans dient. An das Ventil 10 sind zwei Leitungspaare angeschlossen, von denen die Leitungen 13 und 14 beispielsweise zur Zufuhr von Kühlwasser an einen Wärmeaustauscher dienen Tcönnen. Zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung sei angenommen, daß wahlweise die Strömungsrichtung in den Leitungen 13 und 14 geändert werden soll. Die beiden anderen Leitungen 15 und 16 sind Zuführ- und Rückführleitungen, in denen die Strömungsrichtung bei diesem Beispiel konstant bleibt. Die Funktion der Leitungen 13 und 14 kann jedoch auch mit derjenigen der Leitungen 15 und 16 vertauscht werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Leitungen jeweils parallel zueinander angeordnet, was dann vorzuziehen ist, wenn die Anzahl von Fittings möglichst klein sein soll. In Fig. 1 verläuft die normale Strömungsrichtung durch die Leitung 15 in die Leitung 13, durch eine Prozeßschleife zurück in die Leitung 14 und dann durch die Leitung 16. Bei einer Betätigung des Wegeventils zur Umkehr der Strömungsrichtung in der Prozeßschleife verläuft die Strömungsrichtung weiterhin durch die Leitung 15, aber dann

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durch die Leitung 14 und zurück 2x1 der Leitung 13 und der Leitung 16.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine unterschiedliche Anordnung der Leitungen vorgesehen. Die jeweilige Strömungsrichtung ist auch hier durch Pfeile gekennzeichnet. Es bestehen jedoch auch zahlreiche andere Möglichkeiten für den Anschluß der Leitungen. Die Leitungen 13-16 können ferner innerhalb der Ebene des Ventils 10 um an sich beliebige Winkel gedreht werden, so daß die Enden der Leitungen senkrecht oder tangential zu dem Ventilgehäuse verlaufen.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ist ein zylindrisches Ventilgehäuse vorgesehen, das in eine Hauptkammer 20 und zwei in axialer Richtung angrenzende Teilkammern 23 und 22 unterteilt ist.

Die Teilkammern sind durch die periphere Gehäusewand, eine Endwand 23 und eine Trennwand 24 begrenzt. Die Teilkammern 21 und 22 sind voneinander durch eine Trennwand 25 getrennt, die in gestrichenen Linien in Fig. 3 angedeutet ist und sich diametral entlang dem zylindrischen Gehäuse erstreckt, um halbkreisförmige Teilkammern 21 und 22zu begrenzen.

Die Trennwand 24 ist mit Öffnungen 26 und 27 auf gegenüberliegenden Seiten der Trennwand 25 versehen. Die Öffnung 26 führt zu einer Kammer 28, die durch eine sich in Längsrichtung erstreckende geneigte Wand 29 begrenzt ist, und die an dem von der Öffnung 26 entfernten Ende durch einen stationären, radial verlaufenden Flansch 30 verschlossen ist, wie im folgenden noch näher erläutert werden soll. Aus Fig. 4 ist ferner ersichtlich, daß die Kammer 28 durch die Wand 29 und Wände 31, 32 derart begrenzt ist, daß die Kammer U-förmig ausgebildet ist, wobei die Öffnung 26 auf der Unterseite liegt. An der Wand 32 ist ein Ventilsitz -33 abdichtend angeordnet, der eine gewölbte Innenfläche-34 aufweist und sich im wesentlichen gemeinsam mit der sich in Längsrichtung erstreckenden Wand 32 erstreckt. An der Wand 31

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ist ein entsprechender sich in Längsrichtung erstreckender Ventilsitz 35 vorgesehen.

Die andere Öffnung 27 in der Trennwand 24 führt zu einer im wesentlichen U-förmigen Kammer 40, die durch eine geneigte Wand 41 begrenzt ist. Das eine Ende der Kammer 40 ist ebenfalls durch den Endflansch 30 abgeschlossen. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, wird die Kammer 40 durch entsprechend ausgebildete Wände 42 und 43 begrenzt, an denen entsprechende Ventilsitze 44 und 45 angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegen deshalb die Kammern 28 und 40 auf gegenüberliegenden Seiten der Trennwand 25, ebenso wie die Öffnungen 26 und 27 in der Trennwand 24.

Ein drehbar angeordnetes Regelorgan 46 weist sich in Längsrichtung verjüngende gegenüberliegende Kanten 47, 48 auf und bestimmt in Fig. 4 einen Strömungsweg in einer Richtung und in Fig. 5 in der umgekehrten Richtung.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß das Regelorgan 46 an einer Welle 49 angeordnet ist, die sich durch eine Stopfbüchse 50 erstreckt. Die Welle 49 kann über einen Schaft 51 gedreht werden, der an der Betätigungseinrichtung 12 in Fig. 1 vorgesehen ist. Das Regelorgan 46 kann jedoch beispielsweise auch über ein Gestänge betätigt werden, das sich abdichtend durch das Gehäuse des Ventils 10 erstreckt.

Einstückig mit dem Regelorgan 46 ist ein Zapfen 52 ausgebildet, der in einem Hülsenlager 53 gelagert ist, das in einem stationären Körper 54 zentral zu den Teilkammern 21 und 22 angeordnet ist. Die Ventilsitze 34, 35 und 44, 45 sind bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen um 90 gegeneinander versetzt. Die Ventilsitze 34, 35 begrenzen die Kammer 28 und definieren einen Strömungsweg zu der Öffnung 26 und die Ventilsitze 44, 45 begrenzen die Kammer 40 und bestimmen einen Strömungsweg zu der Öffnung 27.

In Fig. 3 ist die öffnung 55 die Einlaßöffnung, durch die eine Zufuhr in derselben Strömungsrichtung erfolgt. Ein Durchlaß

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56 dient zum Anschluß einer Rückflußleitung, in der ebenfalls die Strömungsrichtung nicht geändert wird. Die Prozeßschleife, in der die Strömungsrichtung geändert werden soll, enthält Leitungen 57, 58 auf der Rückseite des Ventils. Die Leitung 57 steht in Verbindung mit der Teilkammer 21 und die Leitung 58 mit der Teilkammer 22.

Im folgenden soll die Arbeitsweise des in den Fig. 3-5 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Bei der in Fig. 4 dargestellten Schaltlage des Regelorgans 46 dichtet dieses gegen die Ventilsitze 35 und 45 ab. Die Zuführrichtung ist durch die Pfeillinie 60 durch den Einlaß 55 bezeichnet. Der Strömungsverlauf erfolgt über die Oberseite der Trennwand 24 in die Kammer 28 zwischen den Ventilsitzen 34, 35, durch die Öffnung 26 in der Trennwand 24 und in-die Teilkammer 22. Die Strömungsrichtung verläuft dann wegen der Trennwand 25 durch den Auslaß 58 in die- Prozeßschleife, wie durch das Kreuz 61 angedeutet ist. Durch die Prozeßschleife gelangt die Strömung zu dem Einlaß 57 und wegen der Trennwand 25 zu der gegenüberliegenden Seite der Trennwand 24 durch die Öffnung 27, wie durch den Punkt 62 angedeutet ist. Der Strömungsweg verläuft dann auf der Vorderseite der Trennwand 24 entlang der Außenseite der Kammer 41 und dann durch den Durchlaß 56 und die daran angeschlossene Leitung.

In Fig. 5 ist das Regelorgan 46 gegenüber Fig. 4 verdreht, um die umgekehrte Strömungsrichtung in der Prozeßschleife zu bewirken. Die Strömungsrichtung verläuft dabei in derselben Richtung durch den Einlaß 55 und über die Trennwand 24, wird dann durch das Regelorgan zu der entgegengesetzten Seite der Trennwand umgelenkt, so daß der Austritt zu der Prozeßschleife durch die Leitung 57 in Richtung des Pfeils 63 erfolgt. Von der Prozeßschleife gelangt die Strömung durch den Durchlaß 58 auf der einen Seite der Trennwand 24 zu der anderen Seite durch die Öffnung 27 und dann über die Seite der Trennwand 24, die dem Be-

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obachter am nächsten liegt. Der weitere Strömungsverlauf erfolgt um die Außenseite der Kammer 28 durch den Durchlaß 56 in derselben Richtung wie in Fig. 4. Deshalb erfolgt eine Änderung der Strömungsrichtung in Fig. 5 nur in den Leitungen, die an die Durchlässe 57, 58 angeschlossen sind.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Durchlässe 55, 56 bzw. 57, 58 weitgehend beliebig angeordnet werden können. Beispielsweise kann die an dem Durchlaß 56 angeschlossene Leitung sich in irgendeinem gewünschten Winkel in dem Zwischenraum entsprechend dem Winkel zwischen der Wand 43 und der Wand 31 erstrecken. Die an den Durchlaß 55 angeschlossene Leitung kann sich unter irgendeinem Winkel in den Zwischenraum entsprechend dem Winkel zwischen der Wand 43 und der Wand 31 in einem im Vergleich dazu entgegengesetzten Uhrzeigersinn erstrecken. Die Durchlässe 57, 58 können irgendwo an den halbkreisförmigen Teilkammern 21, 22 vorgesehen sein und die daran angeschlossenen Leitungen können zu den Seiten der Teilkammern sowie zu deren Rückwand 23 führen, wie aus der Darstellung dieses Ausführungsbeispiels ersichtlich ist. Deshalb können die Leitungen derart an das Wegeventil angeschlossen werden, daß eine Anpassung an ein vorhandenes Leitungssystem erfolgen kann, weshalb es also nicht erforderlich ist, eine Vielzahl von Krümmern oder dergleichen Zwischenstücken zu verwenden, wie es bei bekannten 4-Wegeventilen der Fall ist. Ferner muß das Ventilgehäuse nicht zylindrisch ausgebildet werden, sondern kann unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen.

Bei dem in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Strömungsrichtung in Fig. 7 im Vergleich zu Fig. 6 umgekehrt. Bei dem Wegeventil in Eg. 6 und 7 ist ein Gehäuse 70 vorgesehen, das durch eine Trennwand 73 in eine vordere Kammer 71 und eine hintere Kammer 72 unterteilt ist. Die Strömung, deren Strömungsrichtung nicht geändert werden soll, tritt in einen Einlaß 74 ein, der an der Vorderseite der Trennwand 73 vorgesehen ist. Eine Kammer mit einer gewölbten Wand 75 und sich radial er-

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streckenden Wänden 76, 11 begrenzt eine Öffnung 78 in der Trennwand 73. Die Wände 76 und 77 enden in Ventilsitzen 79 und 8O_f die sich in Längsrichtung erstrecken und an ihren Enden durch eine nicht dargestellte Deckplatte abgedeckt sind, die parallel zu der Trennwand 73 verläuft und dem Beobachter in Fig. 6 näher als die Wand 73 ist. Eine andere Wand 81 in dem Gehäuse auf der Vorderseite der Trennwand 73 weist einen sich in Längsrichtung erstreckenden Ventilsitz 82 auf. Ein Ventilsitz 83 ist an einer abgewinkelt ausgebildeten Wand 84 angeordnet, die sich in Längsrichtung zu dem Beobachter in Fig. 6 über der Ebene der Trennwand 73 erstreckt. Die Strömung in der Leitung 74 wird durch eine Trennwand 94 begrenzt, die senkrecht zu der Trennwand 73 verläuft und mit dieser verschweißt ist, und sich ferner gemeinsam mit der Wand 75 erstreckt. Ferner sind Durchlässe 85 bzw. 86 und 87 vorgesehen, an die die Rückleitung bzw. die zur Prozeßschleife führenden Leitungen angeschlossen sind. Die Wand 84 kann zu dem Betrachter ansteigen, so daß der Auslaß 86 über der Trennwand 23 innerhalb der Höhenbegrenzung der Wand 84 liegt, oder der Auslaß 86 kamn vollständig oder teilweise unter der Trennwand 73 liegen. Der Einlaß 87 und der Auslaß 85 liegen in derselben Nähe zu dem Beobachter auf der näheren Seite der Trennwand 73.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Strömungsrichtung verläuft der Strömungsweg durch den Einlaß 74, über die Trennwand 73 durch die Öffnung 78 zu der gegenüberliegenden Seite der Trennwand in eine hintere Kammer 72, die bei diesem Ausführungsbeispiel nicht in Teilkammern unterteilt ist. Die Strömungsrichtung wird durch die Pfeillinie 89 gekennzeichnet, die auf der Vorderseite der Trennwand 73 ausgezogen und auf der gegenüberliegenden Seite der Trennwand in gestrichelten Linien dargestellt ist. Die Wand 84 erstreckt sich nach hinten nicht über die Trennwand 73. Deshalb ist einkontinuierlicher Strömungsweg von der Öffnung 78 hinter die Trennwand 73 und nach oben durch eine öffnung in der hinteren Kammer 72 zu dem Auslaß 86 vorhanden.

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Nach dem Durchfluß durch den Auslaß 86 und die äußere Schleife-in Fig. 6 gelangt die Strömung in den Einlaß 87 auf der- Vorderseite der Trennwand 73 und durch den Auslaß 85. Der Strömungsweg ist durch die Pfeillinie 90 gekennzeichnet. Die beiden durch die Pfeillinien 89 und 90 gekennzeichneten Strömungswege sind in dem Ventil durch das Regelorgan 91 getrennt.

In Fig. 7 ist die Strömungsrichtung durch die Durchlässe 86, 87 im Vergleich zu Fig. 6 umgekehrt. In Fig. 7 ist das Ventilorgan 91 derart verstellt, daß die der Pfeillinie 92 entsprechende Strömung über die Vorderseite der Trennwand 73 durch den Auslaß 87 fließt, ohne durch eine Öffnung in der Trennwand 73 hindurchzutreten. Der Strömungsweg verläuft entsprechend der Pfeillinie 93 unter der Trennwand 73 durch die Öffnung 78 und die Vorderseite der Trennwand 73 zu dem Auslaß 85. Wie aus den Pfeillinien in Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, wird die Strömungsrichtung in den Durchlässen 84, 85 nicht geändert, während entsprechend der Verstellung des Regelorgans 91 zwischen den in Fig. 6 bzw. 7 dargestellten Winkellagen die Strömungsrichtung in den Durchlässen 86 und 87 umgekehrt wird.

Das in den Fig. 8-13 dargestellte Ausführungsbeispfel zeigt die Anordnung eines Wegeventils gemäß der Erfindung direkt an einem Apparat, in dem die Strömungsrichtung periodisch umgekehrt wird, anstelle zu der vorher beschriebenen Anordnung in Leitungen, ¹Iu und weg von einem Apparat führen. Das zylindrische Ventilgehäuse 100 in Fig. 8 besitzt einen Flansch 101, der mit Schraubenbolzen 102 mit einem Flansch 103 eines Kondensators oder Kühlers verschraubt werden kann. Der Flansch 103 dient als Rohrblech, indem eine Anzahl von Kühlrohren abgedichtet angeordnet sind, beispielsweise eine obere Kuppe 104, 105 und eine untere Kuppe 106, 107. In.üblichen Wärmetauschern ist eine Vielzahl derartiger Rohre vorgesehen. Es sei angenommen, daß im Normalfall Kühlmittel in den Rohren 104-107 nach rechts aus den unteren Rohren 106 und 107 in Fig. 8 strömt und von einer Prozeßschleife über die unteren Rohre 104 und 105 zurückfließt. Nach der Umkehr der Strömungsrichtung ergeben sich dann die entgegen-

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gesetzten Strömungsrichtungen. Die Rohre enden jeweils in Käfigen 108-111. In den Rohren sind antreibbare Bürsten an sich bekannter Art (US-PS 3319 710) angeordnet.

Das Ventilgehäuse 100 in Fig. 8 ist durch eine kreisförmige Trennwand 118 in eine erste Hauptkammer 116 und eine zweite Hauptkammer 117 unterteilt. Die Achse des zylindrischen Ventilgehäuses 100 verläuft senkrecht zu der Trennwand 118. Die Hauptkammer 117 ist durch eine sich diametral erstreckende Trennwand in eine untere Teilkammer 119 und eine obere Teilkammer 120 unterteilt. Die Enden der Rohre 104 und 105 mit den Bürstenkäfigen 108 und 109 enden in der Teilkammer 120 und die Rohre 106 und 107 mit den Bürstenkäfigen 110 und 111 enden in der Teilkammer 119.

Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, hat die Trennwand 118 eine Öffnung 122, welche die erste Hauptkammer 116 mit der oberen Teilkammer 120 verbindet. Ferner ist eine Öffnung 123 auf der gegenüberliegenden Seite der Trennwand 121 vorgesehen, welche die Kammer 116 mit der unteren Teilkammer 119 verbindet. In der ersten Kammer 116 ist ein Regelorgan 124 angeordnet, das entsprechend einem Drehwinkel verstellt werden kann, der durch Anschläge 126 und 126^f in der Kammer 116 begrenzt ist. Das Regel— organ 124 ist an einer Welle 125 angeordnet, die sich durch eine Stopfbüchse 126 in der vorderen Endwand 126 des Ventilgehäuses erstreckt.

Wie aus Fig. 8 und 9 ersichtlich ist, ist an der Endwand 127 ein durch einen Nippel 129 begrenzter Einlaß und ein durch einen Nippel 131 begrenzter Auslaß 130 vorgesehen. Aus dem Vergleich von Fig. 9 mit Fig. 10 ist ersichtlich, daß der Einlaß in Verbindung mit der Öffnung 123 steht, wenn das Regelorgan sich in der in Fig. 10 dargestellten Lage befindet, so daß die Strömung durch den Einlaß 128 in die untere Teilkammer 119 gelangt. Bei der normalen Strömungsrichtung verläuft der Strömungsweg durch die unteren Rohre 106 und 107, die obere Teilkammer 120 und die Rohre 104 und 105, an die eine äußere Leitungsschleife

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angeschlossen ist. Bei der in Fig. 10 dargestellten Winkellage des Regelorgans 124 verläuft der Strömungsweg durch die Teilkammer 120, durch die Öffnung 122, die Hauptkammer 116 unter dem Regelorgan 124 und dann durch den Auslaß 130.

Um die Strömungsrichtung in den Rohren 104 und 106 umzukehren, wird das Regelorgan 124 in Fig. 10 im Uhrzeigersinne von dem Anschlag 126 zu dem Anschlag 126' gedreht. Dann befindet sich der Einlaß 128 auf der gegenüberliegenden Seite des Regelorgans 124, so daß der Strömungsweg von dem Einlaß 128 durch die Öffnung 122 in die obere Teilkammer 120 in die oberen Rohre 104 und 105 führt und dann zurück durch die Rohre 106 und 107 zu der unteren Teilkammer 119. Der Strömungsweg verläuft dann durch die Öffnung 123 in die erste Kammer mit dem Regelorgan 124 und zurück durch den Auslaß 130.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen muß das Regelorgan 48 in Fig. 3, das Regelorgan 91 in Fig. 6 und das Regelorgan 124 in Fig. 8 nicht eng an die betreffenden Sitze oder den Zylinder angepaßt sein, weil wegen des verhältnismäßig kleinen Druckgefälles in dem Ventil keine wesentlichen Leckverluste auftreten.

Bei dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 8-10 können die Durchlässe 128 und 130 in unterschiedlichen Lagen angeordnet werden. Es ist nicht notwendig, daß sie in der Endwand 127 des Gehäuses angeordnet werden, da sie sich auch unter verschiedenen Winkeln radial von dem Gehäuse und der ersten Kammer 116 erstrekken können, solange sie aufgegenüberliegenden Seiten des Regelorgans 124 entsprechend irgendeiner Winkelendlage des Regelorgans 124 angeordnet sind.

Die Bürsten, die durch die Rohre in abdeckenden Richtungen durch periodische Umkehr der Strömungsrichtung hindurchbewegt werden können, sollen hinsichtlich ihrer Arbeitsweise in Verbindung mit Fig. 12 und 13 näher erläutert werden. Die Bürsten bestehen aus einer verdrillten Drahtachse 113 und schraubenförmig angeord-

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neten Borsten 114. An den beiden Enden der Achse 113 ist jeweils ein konischer Kopf 115 angeordnet. Diese Köpfe schlagen gegen Vorsprünge 132 in den Enden der in Längsrichtung geschlitzten Rohrkäfige an. Die Bürsten bewirken eine geringe Behinderung der Strömung durch die Rohre, wenn sie sich in den Käfigen in einer Ruhelage befinden. In Fig. 13 sei angenommen, daß die normale Strömungsrichtung von rechts nach links verläuft, so daß die Bürsten in der dargestellten Lage festgehalten werden. Eine Gruppe von Bürsten in einer Rohrkuppe wie der unteren Rohrkuppe 106 und 107 befindet sich immer in Käfigen an dem gegenüberliegenden Ende von den Bürsten von dem anderen Satz von Rohren. Bei Umkehr der Strömungsrichtung werden die Bürsten zu den gegenüberliegenden Enden der Rohre verschoben, wodurch die Innenwände der Rohre gereinigt werden. Eine Bürste 112 in einer Mittellage zwischen Käfigen an denn gegenüberliegenden Enden des Rohrs 106 ist in Fig. 12 unmittelbar nach Umkehr der Strömungsrichtung dargestellt. Die Bürsten sind derart an den Innendurchmesser der Rohre angepaßt, daß die Strömungsgeschwindigkeit größer als die Geschwindigkeit der Bürsten ist, so daß eine gelokkerte Ablagerung durch die Strömung vor den Bürsten wegtransportiert wird.

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Claims

Patentansprüche

Wegeventil mit einem vier Durchlässe aufweisenden Gehäuse und einem Regelorgan zur Umkehr der Strömungsrichtung durch zwei Durchlässe, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Trennwand (24) in dem Gehäuse (10) erstreckt, die zwei Öffnungen (26, 27) aufweist und das Gehäuse in Kammern auf gegenüberliegenden Seiten der Trennwand trennt, daß ein erster Durchlaß (55) und ein zweiter Durchlaß (56) in dem Gehäuse mit der Kammer auf der einen Seite der Trennwand in Verbindung steht, daß die Kammer auf der anderen Seite dieser Trennwand durch eine Wand (25) in eine erste Teilkammer (21) und in eine zweite Teilkammer (22) unterteilt ist, daß ein dritter Durchlaß (57) mit der ersten Teilkammer in Verbindung steht, daß die erste Teilkammer mit der Öffnung (27) in Verbindung steht, daß ein vierter Durchlaß (58) mit der zweiten Teilkammer in Verbindung steht, daß die zweite Teilkammer mit der Öffnung (26) in Verbindung steht, daß das Regelorgan (46) auf der einen Seite der Trennwand zwischen abwechselnden Lagen beweglich ist, so daß das Regelorgan in der einen Lage einen Strömungsweg von dem ersten Durchlaß (55) durch die Öffnung (26) zu dem vierten Durchlaß (58) und von dem dritten Durchlaß (57) durch die Öffnung (27) zu dem zweiten Durchlaß (56) , und in der anderen Lage eiraiStrömungsweg von dem ersten Durchlaß (55) durch die öffnung (27) zu dem dritten Durchlaß (57) und von dem vierten Durchlaß (58) durch die Öffnung (26) zu dem zweiten Durchlaß (56) begrenzt.
2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich Wandungen (41, 42, 43; 29, 31, 32) von der einen Seite der Trennwand erstrecken und im wesentlichen die Öffnungen (27 bzw. 26) umgeben, welche Wände jeweils eine Öffnung und Paare von Ventilsitzen (44, 45; 33, 35) aufweisen, die die Öffnungen begrenzen, daß das Regelorgan in der einen Lage

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eine Abdichtung mit einem Sitz von jedem Paar von unterschiedlichen Öffnungen bildet, um einen Strömungsweg zu begrenzen, und daß das Regelorgan in der anderen Lage eine Abdichtung mit den anderen Ventilsitzen jedes Paar an den unterschiedlichen Öffnungen bildet, um einen anderen Strömungsweg zu begrenzen.
3. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß getrennte Gruppen von Rohren (104, 105? 106, 107) vorgesehen sind, in denen eine Umkehr der Strömungsrichtung erfolgen soll, daß diese Rohrgruppen mit den betreffenden Teilkammern verbunden sind, und daß die betreffenden offenen Enden der Rohre in jeder Gruppe den dritten und vierten Durchlaß in den Teilkammern bilden.
4. Wegeventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß Bürsten (113) in den Rohren vorgesehen sind, die bei Umkehr der Strömungsrichtung in unterschiedlichen Richtungen durch die Rohre geschoben werden.
5. Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich von dem Regelorgan eine Welle (49) abgedichtet durch das Gehäuse erstreckt, so daß das Regelorgan durch Betätigung von der Außenseite des Gehäuses her verstellbar ist.
6. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan (46) gegenüberliegende abdichtende Kanten (47, 48) aufweist und um eine Längsachse drehbar ist, daß im wesentlichen U-förmige Wände 41, 42, 43; 19, 31, 32) sich in Längsrichtung von der Trennwand erstrecken und eine seitlich offene Umhüllung für jede der Öffnungen (27 bzw.. 26) bilden, und daß an den U-förmigen Wänden Sitze (44, 45; 33, 35) ausgebildet sind, die mit dem Regelorgan zusammenarbeiten, um Strömungen auf gegenüberliegenden Seiten des Regelorgans vonein-

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ander zu trennen, und das eine Trennwand (31; 43) zur Trennung des ersten von dem zweiten Durchlaß vorgesehen ist, so daß diese Durchlässe an verschiedenen Stellen auf der einen Seite dieser Trennwand angeordnet sein können.
7. Wegeventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (7O) mit einer Querwand (73) , in der eine Öffnung (78) vorgesehen ist, durch eine in !Längsrichtung verlaufende Wand (84) zur Unterteilung des Gehäuses in eine erste Kammer (73) auf der einen Seite der Trennwand und eine zweite Kammer (72) auf der anderen Seite der Trennwand, welches Gehäuse erste, zweite und dritte Durchlässe (74, 85, 87) aufweist, die mit der ersten Kammer in Verbindung stehen, sowie einen vierten Barchlaß (86) , der mit der zweiten Kammer in Verbindung steht, welches Regelorgan (91) in der ersten Kammer angeordnet ist und zwischen abwechselnden Winkellagen verdrehbar ist, um umkehrbare Strömung swege in dem Gehäuse und zwischen den Durchlässen zu begrenzen, welches ßegelorgan in der einen I*age einen Strömungsweg von dem ersten Durchlaß (74) durch die Öffnung (78) zu der zweiten Kammer und dem vierten Durchlaß sowie einen Strömungsweg von dem dritten Durchlaß (87) durch die erste Kammer zu dem zweiten Durchlaß (85) begrenzt, und welches Hegelorgan in einer anderen Lage einen Strömungsweg von dem ersten Durchlaß (74) auf der einen Seite der Trennwand zu dem dritten Durchlaß (87) und einen anderen Strömungsweg von dem vierten Durchlaß (86) durch die zweite Kammer und die Öffnung (78) zu dem zweiten Durchlaß (85) begrenzt.
8. Wegeventil nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Wandung (75#.76, 77) mit einer Öffnung auf einer Seite, die sich von der Trennwand (73) erstreckt, durch erste und zweite winkelig versetzte Ventilsitze (77, 79), die dieser Wandung zugeordnet sind, durch eine Trennwand (94) zwischen dieser Wandung und dem Gehäuse zum Äbtrennen des ersten Durchlasses (74)

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von dem zweiten Durchlaß (85), und durch eine in Längsrichtung verlaufende Wandung (81) mit einem Ventilsitz (82) und einem anderen Ventilsitz an der Wandung (84), wobei sich das Regel— organ mit dem ersten Ventilsitz an der Wandung und einem Ventilsitz an der in Längsrichtung verlaufenden Wandung im einen Fall in einer abdichtenden Lage befindet, und im anderen Fall mit dem zweiten Ventilsitz und dem Sitz an der anderen Wandung, um die Strömungsrichtung umzukehren.

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