DE3733417A1 - Dreiwegeventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Fluidströmungen steuernde Stopfenventile oder Hähne, welche mehrere Dichtungen an dem drehbaren Stopfen oder Küken haben.

Im Stand der Technik werden bei mehreren Ventilausführungsformen durchgehende Dichtungen wie z.B. O-Ringe benutzt, um einen Fluiddurchtritt zwischen einer Stopfenwand und der benachbarten Wand eines Ventilgehäuses zu verhindern. Beispiele für solche bekannten Ventile finden sich in den US-PS 31 33 723, 31 68 280, 33 60 236, 39 91 975 und 40 31 918. Von den vorgenannten Ventilbeispielen sind die meisten Zweiwegeventile oder -hähne,bei denen der Stopfen oder das Küken offene und geschlossene Stellungen hat und eine Queröffnung Zugänge auf entgegengesetzten Seiten eines Ventilgehäuses miteinander verbindet. Die O-Ringdichtungen von solchen Ventilen können eine langgestreckte, rechteckige oder ovale Konfiguration haben, was durch die Größe und die Form des Ventilgehäusezugangs, der abgedichtet werden soll, bestimmt wird. Weiter sind diese O-Ringdichtungen an dem Stopfen oder Hahnküken symmetrisch angeordnet. Gemäß der letztgenannten US-PS 40 31 918 werden O-Ringe auf einem Stopfen benutzt, der in der Lage ist, gleichzeitig zwei Paare von Ventilzugängen miteinander zu verbinden, wobei die O-Ringe und der Stopfen gekrümmte Durchlässe zwischen den Zugängen bilden.

Die Erfindung betrifft ein Ventil, das einen Stopfen hat, der mit O-Ringen versehen ist, und weist einen Zugang auf, welcher mit einer inneren Kammer des Stopfens in Verbindung steht, die in offener Verbindung mit einem zentral angeordneten Zugang ist.

Bei dem Ventil nach der Erfindung wird ein mit einem O-Ring ausgerüsteter drehbarer Stopfen benutzt, welcher einen radial gerichteten Fluiddurchlaß hat, der so gedreht werden kann, daß er mit einem in dem Gehäuse gebildeten Zugang in Verbindung kommt. Ein weiterer Zugang in dem Gehäuse wird gegen Fluideintritt durch einen O-Ring abgedichtet. In jeder der voll offenen Stellungen des Ventils ist der Stopfendurchlaß in direkter Verbindung mit einem Ventilgehäusezugang, während der verbleibende oder geschlossene Zugang des Ventilgehäuses gegen Fluideintritt durch einen auf dem Stopfen befestigten O-Ring abgedichtet ist. In einer Ventilausführungsform befinden sich aufeinander ausgerichtete Gehäusezugänge in einer gemeinsamen Ebene, die gegenüber der Drehachse des Stopfens versetzt ist. Der Stopfen ist an einem Ende mit einem zentral angeordneten Gehäusezugang in Verbindung.

Wichtige Merkmale des Ventils nach der Erfindung sind, daß es sich um ein Dreiwegeventil handelt, das leicht überholt werden kann, ohne daß es von seinen Einlaß- und Auslaßleitungen abgekuppelt zu werden braucht, daß es keine Stopfbüchse und daher auch nicht die damit verbundenen Probleme aufweist und daß es ein mit O-ringartigen Dichtungen versehenes Dreiwegeventil ist, welches eine Absperrstellung hat, in der sämtliche Fluidströmung blockiert ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht des Ventils nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des aus dem Ventil herausgenommenen Stopfens,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Stopfens nach Fig. 2, jedoch um 180° gedreht,

Fig. 4 eine Querschnittansicht nach der Linie 4-4 in Fig. 1,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Außenseite des Stopfens, projiziert auf eine Ebene, und

Fig. 6 eine Unteransicht des Stopfens nach Fig. 2.

In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 1 insgesamt ein Ventilgehäuse des Ventils nach der Erfindung, das mit Fluidleitungen 2, 3 und 4 verbunden ist. Das Ventilgehäuse 1 hat Seitenwände 1 A und 1 B und eine untere Wand 1 C.

In dem Ventilgehäuse 1 ist ein insgesamt zylindrischer Stopfen 5 angeordnet, der in den Fig. 2 und 3 als Einzelheit dargestellt und im folgenden noch näher beschrieben ist. Ein Schaft 6 ist einstückig mit dem zylindrischen Teil des Stopfens 5 ausgebildet und erstreckt sich durch eine Kappe 7, welche auf dem Ventilgehäuse 1 mittels Außengewinde an einem Gehäuseende 9 und mittels Innengewinde an der Kappe befestigt ist. Auf dem Schaft 6 ist eine Handhabe 10 befestigt, die ein angespitztes Ende 10 A zum Anzeigen der Stopfenstellung hat.

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 sind an dem Ventilgehäuse 1 seitliche Stutzen 6 und 7 angeformt, die mit Bohrungen 13 bzw. 14 versehen sind, welche Fluid aus den Leitungen 2 bzw. 3 empfangen. Zugänge 13 A, 14 A an den innersten Enden der Bohrungen 13 bzw. 14 liegen in einer gemeinsamen Ebene, die gegenüber der Drehachse X des Stopfens 5 versetzt ist. Eine Bohrung 11, die in der unteren Wand vorgesehen ist, endigt innen an einem Zugang 11 A.

Der Stopfen 5 ist mit O-Ringen 15 und 16 versehen, die gemäß der Darstellung in Fig. 5 jeweils eine langgestreckte Rennbahnform mit parallelen Seitenabschnitten 15 A, 15 B bzw. 16 A, 16 B und mit gekrümmten Endabschnitten 15 C, 15 D bzw. 16 C, 16 D haben. Jeder O-Ring umschreibt eine ununterbrochene, längliche Fläche 17 bzw. 18 an der Stopfenaußenseite. Ein Durchlaß 20 hat eine Öffnung 20 A an der Stopfenaußenseite und ist im Gebrauch des Ventils durch Drehung mit jedem Zugang in der Seitenwand in Verbindung bringbar. Nach einer derartigen Positionierung geht eine Fluidströmung durch den Stopfendurchlaß 20 und in eine innere, sich nach unten öffnende Kammer 21 des Stopfens 5. Die langgestreckten O-Ringe bilden abwechselnd eine Dichtung um den anderen oder unbenutzten Zugang in der Gehäuseseitenwand. Wenn der Stopfen 5 gedreht wird, um die Öffnung 20 A mit dem anderen Zugang in der Seitenwand des Gehäuses in Verbindung zu bringen, wird der andere O-Ring so positioniert, daß er jedes Zurückströmen aus dem unbenutzten Zugang blockiert. Die innere Kammer 21 des Stopfens 5 ist zu der Drehachse X des Stopfens konzentrisch.

Der Stopfen 5 wird in dem Gehäuse 1 durch einen Sprengring 22 drehbar gehalten, der in einer Ringnut 23 über einer mit einer Mittenöffnung versehenen Scheibe 24 sitzt und diese festhält. Nachdem der Sprengring 22 und die Scheibe 24 im Anschluß an das Entfernen der Kappe 7 herausgenommen worden sind, kann der Stopfen 5 bequem nach oben herausgezogen werden.

Ein Stift 25, der aus der unteren Innenwand 26 des Gehäuses 1 hervorsteht, ist in einer gekrümmten Aussparung 29 (Fig. 6) der unteren Wand 5 A des Stopfens aufgenommen, wobei der Kontakt zwischen dem Stift und den Aussparungsenden das Ausmaß der Drehung des Stopfens festlegt, um Deckung der Stopfenöffnung 20 A mit dem Ventilzugang 13 A oder 14 A sicherzustellen.

Zum Verhindern von Leckage längs des Stopfenkörpers ist ein O-Ring 27 in einer Ringnut 28 angeordnet, die sich um den Stopfen 5 erstreckt.

Das vorstehend beschriebene Ventil kann nach Art eines Dreiwegeventils oder -hahns benutzt werden, bei dem entweder die Leitung 2 oder die Leitung 3 mit dem Zugang 11 A in der Ventilgehäuseendwand in Verbindung gebracht wird. Darüber hinaus kann der Stopfendurchlaß 20 in teilweise Deckung mit einem Ventilgehäusezugang gebracht werden, um eine geregelte oder teilweise Strömung durch das Ventil zu gestatten. Das hier beschriebene Ventil hat eine "AUS"-Stellung, in der die Stopfenöffnung 20 A gleichabständig oder mittig zwischen den Gehäusezugängen 13 A und 14 A angeordnet ist. In letzterem Fall begrenzt jeder O-Ring die Fluidströmung auf den Bereich der Stopfenaußenwandoberfläche 17 bzw. 18, die jeweils durch den O-Ring umschlossen ist.

Claims (4)

1. Dreiwegeventil, das eine geschlossene Stellung hat, gekennzeichnet durch ein Ventilgehäuse (1), das Seitenwandgebilde (1 A, 1 B) mit Seitenwandzugängen (13 A, 14 A) und eine Endwand (1 C) mit einem Endwandzugang (11 A) hat, durch einen drehbaren zylindrischen Stopfen (5) in dem Gehäuse (1), der mehrere langgestreckte, durchgehende Dichtungen (15, 16) aufweist, die sich jeweils um einen ununterbrochenen äußeren Oberflächenbereich (17, 18) des Stopfens (5) erstrecken, der eine zentrale Kammer (21) hat, welche immer mit dem Endwandzugang (11 A) in Verbindung ist, einen radial gerichteten Durchlaß (20) in dem zylindrischen Stopfen (5), der mit der Kammer (21) in Verbindung steht und radial außen in einer Stopfenöffnung (20 A) endigt, welche zwischen den Dichtungen (15, 16) angeordnet ist, wobei diese Öffnung (20 A) wahlweise so positionierbar ist, daß sie mit einem der Seitenwandzugänge (13 A, 14 A) in Verbindung ist, eine Einrichtung (10, 25, 29), mittels welcher dem Stopfen (5) eine bogenförmige Drehung gegeben werden kann, wobei der Stopfen (5) das Ventil verschließt, wenn die Stopfenöffnung (20 A) zwischen den Seitenwandzugängen (13 A, 14 A) positioniert ist, und wobei sich die Seitenwandzugänge (13 A, 14 A) in einer Ebene befinden, die gegenüber der Drehachse (X) des Stopfens (5) versetzt ist.

2. Dreiwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehenden Dichtungen (15, 16) jeweils eine langgestreckte Form haben und jeweils parallele Seitenabschnitte (15 A, 15 B, 16 A, 16 B) und kontinuierlich gekrümmte Endabschnitte (15 C, 15 D, 16 C, 16 D) aufweisen, wobei die Seitenabschnitte in parallelen Ebenen liegen, welche zu der Drehachse (X) des Stopfens (5) normal sind.

3. Dreiwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfenöffnung (20 A) an dem drehbaren Stopfen (5) zwischen den durchgehenden Dichtungen (15, 16) angeordnet ist.

4. Dreiwegeventil, gekennzeichnet durch ein Ventilgehäuse (1), das Seitenwände (1 A, 1 B) mit Seitenwandzugängen (13 A, 13 B) und eine Endwand (1 C) mit einem Endwandzugang (11 A) hat, durch einen drehbaren zylindrischen Stopfen (5) in dem Gehäuse (1), der mehrere durchgehende, langgestreckte Dichtungen (15, 16) aufweist, die sich jeweils um einen ununterbrochenen äußeren Wandoberflächenbereich (17, 18) des Stopfens (5) erstrecken, der eine zentrale Kammer (21) aufweist, die immer mit dem Endwandzugang (11 A) in Verbindung ist, einen radial gerichteten Durchlaß (20) in dem zylindrischen Stopfen (5), der mit der Kammer (21) in Verbindung ist und radial außen in einer Stopfenöffnung (20 A) endigt, welche wahlweise so positionierbar ist, daß sie mit einem der Seitenwandzugänge (13 A, 14 A) oder mit keinem der Seitenwandzugänge, um das Ventil zu verschließen, in Verbindung ist, eine Einrichtung (10, 25, 29), mittels welcher dem Stopfen (5) eine bogenförmige Drehung gegeben werden kann, wobei der Stopfen (5) das Ventil verschließt, wenn er so gedreht ist, daß sich die Stopfenöffnung (20 A) zwischen den Seitenwandzugängen (13 A, 14 A) befindet, und wobei die Seitenwandzugänge (13 A, 14 A) in einer Ebene sind, die gegen die Drehachse (X) des Stopfens (5) versetzt ist.