DE3430860C2 - Mehrwege-Armatur zum Umlenken von Strömungsrichtungen und/oder Regeln von Fördermengen von in Rohrleitungssystemen geführten, gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere bei Röhrenwärmeaustauschern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrwege-Armatur zum Umlenken von Strömungsrichtungen und/oder Regeln von Fördermengen von in Rohrleitungssystemen geführten, gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere bei Röhrenwärmeaustauschern, wobei die Armatur von einem zylindrischen, äußeren Gehäuse und einem in diesem drehbar gelagerten Ventilküken gebildet wird, und das Gehäuse an seinem Mantel mit Anschlußstutzen für das Zuführen und Abführen des Mediums durch die Armatur und Anbinden derselben an ein Leitungssystem, ausgestattet ist, wobei alle diese Stutzen einerseits senkrecht zur Drehachse des Ventilkükens angeordnet und andererseits jeweils in zwei, diese Ventilachse senkrecht schneiden­ den Ebenen am Gehäuse vorgesehen sind, und das Ventil­ küken selbst ebenfalls mit vier Strömungswegen ausgerü­ stet ist, von denen ein Strömungsweg die Stutzen einer Ebene und ein weiterer Strömungsweg die Stutzen der an­ deren Ebene miteinander verbindet, und zwei weitere Strömungswege am Ventilküken ausgebildet sind, und diese Strömungswege die Stutzen der jeweils anderen, getrennten Ebenen miteinander verbinden.

Es ist allgemein bekannt, in Rohrleitungssystemen für die Förderung gasförmiger oder flüssiger Medien, Ven­ tile, Armaturen, Drosseln u. a. Regelungen vorzusehen und, insbesondere die Armaturen, als sogenannte Mehr­ wege-Armaturen auszuführen. Diese Armaturen, die in die Leitungsführung des Rohrleitungssystems integriert wer­ den, sind mit Anschlußstutzen für die Zu- und Abführung des Mediums ausgestattet und lassen sich je nach ge­ wünschter Funktion in das Rohrleitungssystem so ein­ bauen, daß sie die Strömungsrichtung und/oder die Menge des zu fördernden Mediums bestimmen.

Bei Verwendung solcher Armaturen bei Röhrenwärmeaustau­ schern mit einer in deren Rohren intervallmäßig wirken­ den Bürstenreinigung ist es erforderlich, daß mittels einer solchen Armatur die Strömungsrichtung des Mediums umgelenkt werden kann, um solche, die jeweiligen Rohre reinigenden Bürsten vom einen Rohrende zum anderen zu bewegen und nach einer vorgewählten Standzeit an diesem Ende erneut zum anderen Ende des jeweiligen Rohres zu­ rückzuführen. Dieser Steuervorgang kann sich beliebig oft wiederholen und wird dadurch bewerkstelligt, daß die Umkehrorgane der Armatur dazu ausgestattet sind, in die jeweils gewünschte Stellung versetzt zu werden.

Durch das DE-Gm 81 34 995 ist eine mit einem Schwenk­ rohr als Umkehrorgan ausgebildete Mehrwege-Armatur zum Umlenken von Flüssigkeitsströmen und/oder Regeln deren Fördermenge bekannt. In einem kreisförmigen Gehäuse mit jeweils zwei einander gegenüberliegende Öffnungen für Anschlußstutzen ist das Schwenkrohr drehbar angeordnet. Diese Armatur läßt sich mit ihren Anschluß- bzw. Rohr­ stutzen, vorzugsweise zwischen zwei parallel laufenden Rohrleitungen, einbauen. Die Normal- bzw. Grundstellung der Armatur liegt dann vor, wenn das Schwenkrohr parallel zu den Öffnungen und hier den Zu- und Abführ­ stutzen liegt und damit das Gehäuse etwa mittig teilt. Die gegenläufigen Flüssigkeitsströme sind durch das Schwenkrohr voneinander getrennt. Die Umkehrstellung liegt dann vor, wenn das Schwenkrohr aus der Normal­ bzw. Grundstellung in eine Diagonalstellung geschwenkt wird. In dieser Stellung verbindet das Schwenkrohr den eingangsseitigen Vorlaufstutzen mit dem eingangsseiti­ gen Rücklaufstutzen, während die ausgangsseitigen Vor­ lauf- und Rücklaufstutzen über den Innenraum des Gehäu­ ses und die Freiräume zwischen dem Schwenkrohr und der Innenwand des Gehäuses miteinander verbunden sind. Zur Minderung einer Leckrate sind zwischen der Innenwand des Gehäuses und dem Schwenkrohr selbst Dichtungen, z. B. in Form von Rippen, vorgesehen, die in Normalstel­ lung des Schwenkrohres nebeneinander liegen. In der Diagonalstellung des Schwenkrohres sind keine Dichtun­ gen zwischen diesem und dem Gehäuse vorgesehen, da sie vielfach nicht notwendigs sind. In der Grundstellung des Schwenkrohres aber, wenn die Hauptmengen an Medium fließen, ist in den meisten Fällen eine Leckrate nicht erwünscht, weil diese zu einer Rückvermischung der Me­ dien führt. Eine solche Rückvermischung hat den Nach­ teil, daß das bereits heruntergekühlte Medium noch vor Beginn des erneuten Kühlprozesses aufgeheizt wird, wo­ durch ein schlechterer Wirkungsgrad der Anlage sich einstellen kann. Wird diese Armatur dennoch für eine geringere Leckrate ausgelegt, so müssen die Spalte zwi­ schen Schwenkrohr und Gehäuse sehr eng gehalten oder entsprechende Dichtungen in die Armatur eingesetzt wer­ den, was die Armatur verteuern kann.

Aus der DE-PS 32 07 465 geht eine weitere Armatur zum Umsteuern von Kühlwasserströmen hervor, bei der in ei­ nem zylindrischen Rohrkörper vertikale und horizontale Trennwände vorgesehen sind. Der Rohrkörper selbst wird dabei durch eine horizontale Trennwand in zwei annä­ hernd gleiche Hälften unterteilt, von denen jede mit einem Ein- und Austrittstutzen für den durch die Arma­ tur führenden Kühlwasserstrom ausgestattet ist. Die da­ bei mit der horizontalen Trennwand verbundenen, verti­ kalen Trennwände sind um 90° zueinander versetzt und auf der horizontalen Trennwand so angeordnet, daß sie die koaxial hintereinander liegenden Räume der Hälften in gleich große Kammern unterteilen. Um das Medium, d. h. den Kühlwasserstrom, durch die Armatur führen zu können, ist die horizontale Trennwand mit Durchbrechun­ gen versehen, durch die das Medium von der einen Kam­ mer, d. h. Hälfte des Rohrkörpers, in die andere ge­ langt. Analog der Stellung der vertikalen Trennwände kann das Medium vom Einlaufstutzen in die eine Kammer kommend, in den Auslaufstutzen der andern Kammer fließen, und es kann der Flüssigkeitsstrom vom Einlauf­ stutzen dieser Kammer kommend, in den Auslaufstutzen der darüberliegenden Hälfte bzw. Kammer gelangen, um aus dieser Kammer in die Rückflußleitung zu treten. Un­ geachtet der Durchströmrichtung passiert das Medium beim "Kommen" oder "Gehen" stets die Durchbrechungen der horizontalen Trennwand. Zum Drehen der Trennwände um die Längsachse des Rohrkörpers sind diese Wände an einem Antrieb angeschlossen, und es sind die Spalte zwischen diesen Trennwänden und dem Innenmantel des Rohrkörpers mittels an den Trennwänden sitzenden Dich­ tungen abgedichtet. Durch eine solche Abdichtung lassen sich die Kammern weitgehend gut gegeneinander abdichten und die Leckraten reduzieren, es wird jedoch nicht ver­ kannt, daß die Abdichtmittel sehr lang sind, und die zu bestreichenden Dichtflächen sehr genau bearbeitet sein müssen. Hinzu kommt, daß die um die Längsachse angeord­ neten Trennwände im Rohrkörper besonders gut abgestützt sein müssen, um Verformungen dieser Wände bei Einwir­ kung der oft hohen Drucke des Mediums standzuhalten, besonders dann, wenn Leckraten, insbesondere in größe­ rem Umfang, nicht hingenommen werden können.

Es ist auch schon eine Mehrwege-Armatur, vgl. europä­ ische Patentanmeldung EPA 82 10 5661-1, bekannt, welche aus einem rohrförmigen Gehäuse mit einem darin drehbar gelagerten, stirnseitig angeschlossenen Rohr besteht.

Zwischen dem Rohr und dem Gehäuse ist ein Zwischenraum für die Flüssigkeitsströme vorgesehen. Das Rohr trägt umfangseitig Anschlußstutzen, die entsprechend der je­ weiligen Normalstellung und Umkehrstellung mit den ge­ häuseseitigen Anschlußstutzen korrespondieren. Eine La­ gerachse durchsetzt das gesamte Rohr. Um den für die Leckrate maßgebenden Spalt zu reduzieren, sind Präzi­ sionsplatten gehäuseseitig und rohrseitig erforderlich. Die Armatur ist daher auch sehr kostenintensiv in der Fertigung und bedarf zudem aufwendiger Rohrführungen in radialer und axialer Richtung, um die Flüssigkeits­ ströme innerhalb des Rohrkörpers umzulenken. Hinzu kommt, daß durch die aufwendigen Rohrführungen die Ab­ dichtung der konzentrisch angeordneten Rohrteile und Trennwände sehr schwierig ist, so daß eine Leckage zwi­ schen den Wasserwegen unumgänglich bleibt.

Aus der deutschen Patentanmeldung P 34 08 815.6 ist eine Mehrwege-Armatur bekannt, bei der in der Längsachse eines rohrförmigen Gehäuses ein drehbarer Schieber gelagert ist. Der als Röhre ausgebildete Schieber ist umfangseitig mit in einem Winkel kleiner 90° zur Längsachse angeordneten, mit dem Gehäuse kor­ respondierenden Dichtscheiben versehen. In der Normal­ stellung der Armatur werden die Flüssigkeitsströme um den genannten Winkel abgelenkt, wodurch sich entspre­ chend versetzt, am Gehäuse anzuordnende Rohrstutzen er­ geben. In der durch Drehung des Schiebers bewirkten Um­ kehrung der Flüssigkeitsströme wird in der einen Rich­ tung der Schieber durchflossen und in der anderen Rich­ tung umflossen. Nachteilig sind die in der Normal- und in der Umkehrstellung vorhandenen unterschiedlichen Strömungswiderstände der beiden Flüssigkeitsströme in der Armatur. Für das Einfügen der Armatur in bestehende bzw. erst zu planende Rohrführungen sind wegen des Ver­ satzes der Anschlußstutzen besondere Maßnahmen erfor­ derlich.

Darüber hinaus ist durch die CH-PS 328 844 eine Mehr­ wege-Armatur bekannt, die ein äußeres Gehäuse mit vier Anschlußstutzen und einem darin drehbar gelagerten Küken aufweist, wobei die Anschlußstutzen in verschie­ denen Ebenen diametral gegenüber liegen, und das Küken selbst in sich Verbindungskanäle aufweist, über die die Stutzen, je nach Drehung des Kükens, miteinander ver­ bunden werden können. Alle Verbindungskanäle sind dabei innerhalb des Mantels des Kükens vorgesehen und dort so eingelegt, daß zwei Kanäle das Küken geradlinig durch­ queren, die zwei weiteren dagegen dieses Küken kreuz­ weise durchdringen. Durch die Einbettung sämtlicher Verbindungskanäle innerhalb des Kükens ergibt sich eine sehr große Ausbauchung desselben, besonders dann, wenn die offenen Querschnitte der Kanäle gegenüber den offe­ nen Querschnitte der Stutzen nicht reduziert werden sollen. Dies allein führt zu einer sehr voluminesen Ar­ matur, die vielfach in den oft ohnehin beengten Lei­ tungssystemen mit Nennweiten der Zu- und Abführleitun­ gen bis zu einem Meter und mehr nicht mehr unterzubrin­ gen ist. Hinzu kommt, daß durch die Einbettung der die Stutzen gerade und kreuzweise verbindenden Verbin­ dungskanäle insbesondere für die geradlinige Verbindung der Stutzen, diese Kanäle teilweise eingeengt werden, wodurch an diesen Stellen sich Druckspitzen aufbauen, die letztendlich zu erhöhten Druckverlusten im Medium­ strom führen. Diese Druckverluste werden zu dem noch dadurch erhöht, als in den Ein- und Austrittsbereichen der geraden und der sich kreuzenden Kanäle neben win­ kelförmigen Versetzungen auch Ausbauchungen notwendig sind, die eine gewisse Umlenkung und Verwirbelung der Medienströmungen bewirken.

Ausgehend von der deutschen Patentanmeldung P 34 08 815.6 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine in einfacher Weise an Rohrleitungen anzuschließende Arma­ tur vorzuschlagen, die konstruktiv einfach ist und aus wenigen, zu bewegenden Teilen besteht und bei der zum Umschalten der Flüssigkeitsströme nur ein kurzer Stell­ weg erforderlich ist, wobei der Strömungswiderstand in der Armatur sehr gering gehalten wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Arma­ tur der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die beiden am Ventilküken (9, 12) ausgebildeten und die Stutzen (3, 4, 5, 6) der getrennten Ebenen miteinander verbindenden Strömungswege (15-18) als zur Innenwand (14) des Gehäuses (2) hin offene Rinnen am Ventilküken ausgeführt sind, und daß diese Strömungswege (17, 18) wendelförmig und etwa parallel zueinander verlaufen.

Entsprechend dem Anspruch 2 besteht das Küken aus einem einzigen, walzenförmigen Körper, der als zentrale Strö­ mungskanäle im Bereich seiner Stirnseiten im Quer­ schnitt kreisförmige oder U-förmige, geradlinig durch­ gehende Querschnitte aufweist.

Nach dem Anspruch 3 sind die wendelförmigen Kanäle mit halbkreisförmigen oder elliptischen Querschnitten ver­ sehen.

Nach dem Anspruch 4 weist das Küken einen solchen Durchmesser auf, daß an seinem Umfang in einer recht­ winklig zur Hauptachse liegenden Ebene die vier Kanal­ querschnitte mit dazwischen liegenden, schmalen Dicht­ strecken liegen.

Nach dem Anspruch 5 ist jeder einzelne Strömungsweg von dem anderen Strömungsweg durch relativ dünne, dichtende Zwischenwände getrennt.

Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die vorstehende Aufgabe vorteilhaft gelöst, sondern es werden weitere Vorteile erzielt, die die Armatur für eine Reihe von Anwendungen geeignet machen. So kann beispielsweise mit einer solchen Armatur der Strömungswiderstand sowohl in der Vorlauf- als auch Rücklaufströmung des Mediums äußerst gering gehalten als auch der Rückvermischungs­ grad der die Armatur passierenden Medienströme weitge­ hend unterbunden werden.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch das wendel­ förmige, symmetrische Überkreuzen der Strömungskanäle selbst in der Umkehrstellung des Ventilkükens kaum starke Kräfte auf dieses wirken, so daß dieses kräf­ tesparend gedreht werden kann, als auch dessen Lagerun­ gen am Gehäuse nicht stark ausgeführt werden müssen.

Wesentlich ist auch für diese Armatur, daß sie insge­ samt sehr raumsparend, also sowohl im Durchmesser als auch in bezug auf ihre Länge, ausgebildet werden kann. Auch können in einfacher Weise Abdichtmaßnahmen für die einzelnen Strömungswege vorgesehen werden. Hierzu kön­ nen beispielsweise die Innenwand des zylindrischen Ge­ häuses gummiert sein, während das Küken aus Metall be­ steht. Andererseits können eingelegte, separate Dich­ tungen vorgesehen sein, die bevorzugt am Küken und zwar an abdichtungswürdigen Stellen, anzuordnen sind.

Ein weiterer Vorteil der Armatur wird noch darin gese­ hen, daß die Fließquerschnitte in den Hauptströmungs­ richtungen bzw. Normalströmung sehr groß sind, so daß keinerlei Druckanstieg im Gehäuse auftritt.

Der volumenmäßig überwiegende Teil des Gehäuses ist von dem zu steuernden Medium ausgeführt. Die Strömungen sind nur durch die Form des Ventilkükens, z. B. durch den dünnwandigen Flügel, voneinander flüssigkeitsdicht getrennt. Bei der Strömungsumkehrung durch Schwenken des Kükens aus der Normalstellung in die Umkehrstellung und umgekehrt, werden bereits nach kurzer Anfangsbewe­ gung, aufgrund des schmalen Flügels Ausgleichsströmun­ gen im Gehäuse aufgebaut, so daß ein Druckstoß verhin­ dert wird. Die beim Drehen des Kükens mitgeschwenkten Flüssigkeitsmengen wirken als Dämpfung bzw. als Druck­ polster auf das Ventilküken, so daß dieses schwingungs­ frei um dessen Längsmittelachse gedreht werden kann.

Ferner ist es vorteilhaft, daß für die jeweilige Umkeh­ rung der Strömung nur eine Vierteldrehung des Ventilkükens notwendig ist.

Auch kann das Ventilküken aus einem elastischen Werk­ stoff, so beispielsweise einem thermoplastischen Kunst­ stoff bestehen, der durch Gießen in eine Gießform oder Spritzgießen die Form des Kükens abbildet. Ein Ventil­ küken aus einem solchen Werkstoff könnte ggf. auch ohne eine Mantelgummierung ausgeführt werden, dies besonders dann, wenn kaum Abrieb am Kükenumfang zu erwarten ist.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen dieser Armatur können den verbleibenden Unteransprüchen entnommen wer­ den, für die im Rahmen des Hauptanspruches Schutz be­ gehrt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 Eine Armatur mit dem Küken in Normalstellung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Armatur in der Ebene II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Armatur in Umkehrstellung,

Fig. 4 die Armatur nach Fig. 3 entsprechend dem Schnitt IV-IV,

Fig. 5 entsprechend der Fig. 4, jedoch die Normalstellung der Armatur.

Eine Mehrwege-Armatur 1 gemäß der Erfindung wird im wesentlichen von einem Gehäuse 2 mit Rohrstutzen 3-6 und eine im Gehause in Lagern 7, 8 dreh- bzw. schwenkbar gelagerten Ventilküken 9 gebildet.

Das Gehäuse 2 kann als Stahlkonstruktion ausgebildet sein, während das Ventilküken 9 durch ein geeignetes Gießverfahren aus Metall oder Kunststoff hergestellt ist.

Als Stahlkonstruktion für das Gehäuse 2 eignet sich für die meisten Fälle die Anwendung eines Rohres, welches nach ent­ sprechender Ablängung endseitig mit Flanschen oder gewölbten Böden versehen wird.

Das Ventilküken 9 selbst weist zwei, die Rohrstutzen 3, 4 bzw. 5, 6 auf kürzestem Wege verbindende, geradlinige Strömungswege 15, 16 und umfangseitig zwei wendelförmige, sich überkreuzende Strömungswege 17, 18 auf.

Die Endquerschnitte des Strömungsweges 17 sind mit 19, 20 und die Endquerschnitte des Strömungsweges 18 mit 21, 22 bezeichnet.

Das der Mehrwege-Armatur 1, z. B. über den Rohrstutzen 3 geführte nicht dargestellte Medium gelangt bei dieser Darstellung der Mehrwege-Armatur, d. h. in der Umkehrstellung, über den gewendelten Strömungsweg 17 zum Rohrstutzen 6 und von da zu einem Wärmeaustauscher 30. Von dort wird dieses Medium zurückgeführt und gelangt über den Rohrstutzen 4, den ebenfalls gewendelten Strömungsweg 18 zum Rohrstutzen 5, siehe hierzu auch die Pfeile 25, 26.

Für die Normalströmung der Strömungsrichtung des Mediums wird das Ventilküken 9 über einen Zapfen 27 entsprechend dem Pfeil 28 um 90° geschwenkt bzw. gedreht und nimmt damit die gewünschte Normalstellung ein. In diesem Fall fließt das der Mehrwege-Armatur 1 zugeführte Medium am Rohrstutzen 3 gemäß dem Pfeil 25 ein, passiert den Strömungsweg 15 und verläßt die Mehrwege-Armatur über den Rohrstutzen 4, um von hier zum Wärmeaustauscher 30 zu gelangen. Von diesem Wärmeaustauscher 30 fließt das Medium zur Armatur 1 zurück und dringt über den Rohrsstutzen 6 in diese ein. Das Ventilküken 9, das jetzt in der Normalströmung steht, verbindet diesen Rohrstutzen 6 über den Strömungsweg 16 mit dem Rohrstutzen 5, aus letzterem das Medium wieder ausfließt. Vgl. hierzu auch die gestrichelten Pfeile 31, 32.

Je nach Ausführung der Mehrwege-Armatur 1 und damit auch ihres Ventilkükens 9 sind die Strömungswege 15, 16 bzw. 17, 18 im Ventilküken durch spanabhebende Bearbeitung eingearbeitet, oder falls das Ventilküken gegossen wird, an diesem eingeformt. Wichtig dabei ist, daß die Strömungswege so ausgeführt werden, daß strömungsgünstige Verhältnisse vorliegen, d. h. Kanten oder scharfe Abknickungen in diesen vermieden werden, weil diese die Strömung beeinträchtigen und vielfach den Strömungswiderstand erheblich erhöhen.

Zu diesem Zweck sind auch die Zuflüsse 33, 34 in die Strömungswege 15, 16 düsenförmig ausgebildet, wie dies besonders aus Fig. 2 ersichtlich ist. Dies hat zur Folge, daß das durch diese Strömungswege 15, 16 fließende Medium nicht behindert wird, sondern von einem Rohrstutzen 3-6 zum anderen strömungsgünstig ein- bzw. ausläuft.

Die Erfindung ist am Beispiel einer Mehrwege-Armatur 1 für deren An­ wendung, insbesondere in Verbindung mit einem Wärmeaustau­ scher 30 vorgesehen.

Dies schließt natürlich nicht aus, eine solche Mehrwege-Armatur 1 auch für andere Strömungszwecke vorzusehen, bei denen das Medium in festgelegten, zeitlichen Intervallen in dessen Strömungsrichtung umgelenkt wird.

Um die Mehrwege-Armatur 1 im Gehäuse 2 um die Ventilachse (Längsachse) X schwenken zu können, kann der Zapfen 27 des Ventilkükens 9 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Handrad oder einem elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb verbunden sein.

Untersuchungen mit einer solchen Mehrwege-Armatur 1 haben ergeben, daß es von Vorteil ist, wenn das Ventilküken 9 mit dem Zapfen 27 über eine kardanische Verbindung 35 verbunden ist. Die kardanische Verbindung 35 ist bei dieser Ausführung als eine Platte und einem Kegel ausgeführt, der über einen Mittelzapfen 36 und zwei Mitnehmern 37 versehen ist. Diese Verbindung hat den Vorteil, daß das Ventilküken 9 bei Drehen um dessen Ventilachse X plan bis annähernd plan an der Innenwand des Gehäuses 2 läuft und Normalkräfte aus dieser Drehbewegung nicht über die Wand des Ventilkükens 9 auf die Innenwand des Gehäuses 2 übertragen werden müssen.

In besonders gelagerten Fällen, wenn eine extrem niedrige Leckrate gefordert wird, kann das Ventilküken 9 mit einer elastischen Ummantelung ausgeführt sein, wobei diese Ummantelung vorzugsweise eine Gummibeschichtung ist. Dies hat den Vorteil, daß bei Abnutzung dieser Beschichtung das Ventilküken 9 beschichtet werden kann, so daß die geforderten, geringen Leckraten wieder erreicht werden können.

Nach Fig. 3 weist eine Armatur 50 ein Ventilküken 12 auf, daß aus einem einzigen, dünnwandigen, gewendelten Flügel 13 besteht. Der gewendelte Flügel 13 liegt über Dichtleisten 41 an der Innenwand 14 des Gehäuses 2 an. Der Flügel 13 weist zwei Wen­ del 22, 24 für die Strömungsrichtungen 31 und 32 auf.

In der Umkehrstellung der Mehrwege-Armatur bilden die Wendel 22, 24 mit der Innenwand 14 des Gehäuses 2 die Strömungswege 17, 18.

In der Normalstellung der Mehrwege-Armatur gemäß Fig. 5 bilden die ka­ nalseitigen Endquerschnitte 19, 21 der Strömungswege 17, 18 bzw. der Wendel 23, 24 innerhalb des Gehäuses 2 Abschnitte 28. Die Endquerschnitte 19, 21 und die Abschnitte 28 liegen in ei­ ner Längsebene 29 des Gehäuses 2.

Ein in den Flügel 13 eingeprägter bzw. eingeformter Strömungs­ weg 40 ist durch die Endquerschnitte 19 und 21 begrenzt.

Zu beiden Seiten des Flügels 13 sind mit dem Flügel 13 einstüc­ kig verbundene Planscheiben 42, 43 vorgesehen. Diese Planschei­ ben 42, 43 können bei Bedarf einen umlaufenden, nicht gezeich­ neten Dichtring aufweisen.

In der Normalstellung der Mehrwege-Armatur 50 nach Fig. 5 tritt das Me­ dium gemäß dem Pfeil 31 durch den Rohrstutzen 3 in das Gehäuse 2 ein. Die Strömung durchsetzt das Gehäuse 2 auf kürzestem We­ ge und tritt aus dem Rohrstutzen 4 aus, um dem Wärmetauscher 30 zugeleitet zu werden. Entsprechend dem Pfeil 32 tritt dann das Medium durch den Rohrstutzen 6 in das Gehäuse 2 ein, durch­ setzt dieses auf dem kürzestem Wege und tritt aus dem Rohrstut­ zen 5 wieder aus. Die durch die Dichtleiste 41 voneinander ge­ trennte Wendel 23, 24 separieren die beiden, im Gehäuse 2 ge­ genläufig fließenden Strömungen gemäß den Pfeilen 31 und. 32.

Die geradlinigen Strömungswege 15, 16 und die zugehörigen "blind", mit den Endquerschnitten 19 und 21 endenden, wendel­ förmigen Strömungswege 17 und 18 sind mit dem Medium ge­ füllt. Dadurch ergibt sich beim Umsteuern des Ventilkükens entgegen der Pfeilrichtung 28, daß beim Eintreten der Dichtleiste 41 in den Strömungsquerschnitt des Rohrstutzens 3 eine Nebenströ­ mung auftritt, die den Strömungsweg 19 ablenkt. Nachdem dort noch ruhende Strömungsverhältnisse sind, bildet sich bei zuneh­ menden Öffnungsquerschnitt in dem Strömungsweg 19 eine auf­ bauende Strömung, die zu einem relativ sanften Umsteuern der Strömung dann führt, wenn der Strömungsdruck gemäß dem Pfeil 25 größer ist als der Druck der Strömung gemäß dem Pfeil 32.

Parallel dazu wird die aus dem Gehäuse 2, nämlich dem Rohrstut­ zen 5, ausfließende Strömung gemäß dem Pfeil 32 kontinuierlich abgeschnürt. Daraus folgt ein langsam erfolgender Druckaufbau im Bereich der Wendel 24, der aufgrund des Druckabfalls im Wär­ metauscher 30 wesentlich geringer ist als der Druck der Strö­ mung in dem Strömungsweg, ausgehend von dem Rohrstutzen 3. Dadurch ist der druckstoßlose Obergang in der Normalstellung zur Umkehrstellung gegeben.

Bezüglich der Verhältnisse der Mehrwege-Armatur 50 beim Umsteuern aus der Umkehrstellung gemäß Fig. 3 in die Normalstellung gemäß Fig. 5 entsprechend der Pfeilrichtung 38 liegen ahnliche Druckverhält­ nisse vor. Der Druck der Strömung gemäß dem Pfeil 25 bewirkt den Aufbau einer Nebenströmung, die in den oberen Bereich der Wendel 23 wirkt, und zunächst von der rücklaufenden Strö­ mung gemäß dem Pfeil 26 mitgenommen wird. Nachdem die rück­ laufende Strömung, die aus dem Rohrstutzen 5 austritt, konti­ nuierlich bezüglich ihres Querschnitts eingeschränkt wird, überwiegt schließlich die zur Hauptströmung gewordene Neben­ strömung den Druck der Strömung 26, so daß in der Mehrwege-Armatur druckstoßfreie Umkehrung der Strömung erfolgt.

Claims (9)

1. Mehrwege-Armatur zum Umlenken von Strömungsrichtungen und/oder Steuern von Fördermengen von in Rohrleitungssystemen geführten, gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere bei Röhrenwärmeaustauschern, wobei die Armatur von einem zylindrischen, äußeren Gehäuse und einem in diesem drehbar gelagerten Ventilküken gebildet wird, und das Gehäuse an seinem Mantel mit Anschlußstutzen für das Zuführen und Abführen des Mediums durch die Armatur und Anbinden derselben an ein Leitungssystem, ausgestattet ist, wobei alle diese Stutzen einerseits senkrecht zur Drehachse des Ventilkükens angeordnet und andererseits jeweils in zwei, diese Ventilachse senkrecht schneidenden Ebenen am Gehäuse vorgesehen sind, und das Ventilküken selbst ebenfalls mit vier Strömungswegen ausgerüstet ist, von denen ein Strömungsweg die Stutzen einer Ebene und ein weiterer Strömungsweg die Stutzen der anderen Ebene miteinander verbindet, und zwei weitere Strömungswege am Ventilküken ausgebildet sind, und diese Strömungswege die Stutzen der jeweils anderen, getrennten Ebenen miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden am Ventilküken (9, 12) ausgebildeten und die Stutzen (3, 4, 5, 6) der getrennten Ebenen miteinander verbindenden Strömungswege (15-18) als zur Innenwand (14) des Gehäuses (2) hin offene Rinnen am Ventilküken ausgeführt sind, und daß diese Strömungswege (17, 18) wendelförmig und etwa parallel zueinander verlaufen.

2. Mehrwege-Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungswege (15-18) halbkreisförmig oder halbellipsenförmige Querschnitte aufweisen.

3. Mehrwege-Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilküken (9, 12) im Bereich seiner, die Ventilachse (X) desselben, rechtwinklig schneidenden und zwischen den Ebenen liegenden, weiteren Ebene (Gürtelzone) und/oder im Bereich seiner Stirnenden gegen dessen Gehäuse (2) abgedichtet ist.

4. Mehrwege-Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne Strömungsweg (15-18) von einem an diesem angrenzenden, anderen Strömungsweg durch dünne, dichtende Zwischenwände getrennt ist.

5. Mehrwege-Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilküken (12) als ein einziger, dünnwandiger, gewendelter Flügel (13) ausgeführt ist, und daß dieses Ventilküken mit der Innenwand (14) des Gehäuses (2) und zweier seiner Wendel (23, 24) die zwei von einander getrennten Strömungswege (17, 18) bildet, und daß diese Strömungswege (17, 18) in der einen Strömung des Mediums (Normalströmung) die einander gegenüberliegenden Rohrstutzen (3, 4 bzw. 5 und 6) direkt, und in der anderen Strömung (Umkehrströmung) die Rohrstutzen (3 und 6 bzw. 4 und 5) über Kreuz miteinander verbinden.

6. Mehrwege-Armatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gehäuseseitige Flügel (13) in der Stellung "Normalströmung" nur einseitig, jeweils einen Abschnitt (28) zwischen den in Ebenen (10, 11) liegenden Rohrstutzen (3, 4 bzw. 5, 6) und der Innenwand (14) des Gehäuses (2), bis auf die kanalseitigen Endquerschnitte (19 bzw. 21) ausfüllt, und daß dieser Abschnitt (28) in einer parallel, zur Ventilachse (X) des Gehäuses (2) verlaufenden, weiteren Längsebene (29) liegt.

7. Mehrwege-Armatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (13) auf seiner der Ventilachse (X) abgewandten Rückseite eine konvex gewölbte Einprägung als Strömungskanal (40) aufweist.

8. Mehrwege-Armatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Innenwand (14) des Gehäuses (2) gerichteten Kanten des Flügels (13) mit an der Innenwand (14) des Gehäuses (2) anliegenden Dichtleisten (14) versehen sind.

9. Mehrwege-Armatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (13) an seinen beiden Enden durch konzentrisch zu dessen Ventilachse (X) angeordneten Planscheiben (42, 43) begrenzt ist.