DE4210659A1 - Mehrwegearmatur mit molchbarem Durchgang - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrwegearmatur mit

• - einem Gehäuse, das einen Hauptanschluß und mindestens zwei Nebenanschlüsse aufweist und
• - einem rotationssymmetrischen Küken, das um seine Achse drehbar im Gehäuse gelagert ist und mittels eines Schaltmechanismus in unterschiedliche Positionen ge­ dreht werden kann und das einen bogenförmigen, von einem Molch, insbesondere einem DUO-Molch, passierbaren Durchgang aufweist, der den Hauptanschluß mit einem der Nebenanschlüsse verbindet, wobei das Küken mit im Bereich der Anschlüsse angeordneten Dichtorganen zusam­ menwirkt.

Mehrwegearmaturen dieser Art sind bekannt aus einem Prospekt der Firma I.S.T. Industrie-System-Technik GmbH betreffend 3-Wege-Weiche. Die bekannte Mehrwegearmatur weist ein kugel­ förmiges Küken auf, das einen rechtwinklig zur Drehachse verlaufenden Durchgang aufweist, der wahlweise zwei der drei Anschlüsse miteinander verbindet. Bei dieser bekannten Mehrwegearmatur ist der Durchgang als 120°-Bogen ausgebil­ det. Die Mittellinie des bogenförmigen Durchganges ist um einen Radius gekrümmt, der kleiner ist als das 1,4-Fache des lichten Durchmessers des Durchganges. Beim Durchgang eines einteiligen, aus elastomerem Vollmaterial bestehenden DUO- Molches, der zwei ringzylindrische Dichtflächen aufweist, die im Durchmesser 1% bis 5% größer sind als der Innendurch­ messer d der Rohrleitung und deren axialer Abstand voneinan­ der 0,5 bis 0,7 mal dem Innendurchmesser d der Rohrleitung ist, liegen die beiden ringzylindrischen Dichtflächen nicht ausreichend dicht an der Wandung des bogenförmigen Durchgan­ ges an, so daß erhebliche Störungen im Molchsystem auftreten können. Bei dieser bekannten, als Dreiwegeweiche bezeichneten Armatur ist es nicht möglich, mehr als drei Anschlüsse vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrwegearma­ tur zu schaffen, die bei kompakter Bauweise es ermöglicht, eine Hauptleitung mit zwei, drei, vier, fünf, sechs oder noch mehr Nebenleitungen zu verbinden und bei welcher der Durchgang trotz kompakter Bauweise einen relativ großen Krümmungsradius aufweist und bei der auch ein DUO-Molch dicht an der Wandung des bogenförmigen Durchganges anliegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hauptanschluß und ein Ende des bogenförmigen Durchganges koaxial zur Drehachse angeordnet sind und die bogenförmige Mittellinie des Durchganges in einer durch die Drehachse verlaufenden Ebene liegt und der Bereich des Kükens, in dem das andere Ende des Durchganges mündet, kegelstumpfförmig oder halbkugelförmig ausgebildet ist und in dem damit kor­ respondierenden Bereich des Gehäuses zwei oder mehr Nebenan­ schlüsse angeordnet sind, wobei die Mündungsebenen des Durchganges im Winkel von höchstens 60° zueinander stehen und daß an den Nebenanschlüssen des Gehäuses je ein Krümmer mit Anschlußflansch angeschlossen ist, wobei alle Krümmer so gebogen sind, daß die Anschlußflansche der Nebenanschlüsse rechtwinklig oder parallel zum Anschlußflansch des Hauptan­ schlusses stehen und der Krümmungsradius der Krümmer nicht kleiner ist als der des Durchganges.

Wenn die Mittellinie des bogenförmigen Durchgangs um einen Radius r gekrümmt ist, der größer ist als das 1,5-, vorzugs­ weise 1,8-Fache des lichten Durchmessers d des Durchganges, dann ist zwar bei gleichem Leitungsdurchmesser ein größeres Küken erforderlich, es wird aber erreicht, daß ein DUO-Molch mit seinen Dichtflächen dicht an der Wandung des bogenförmi­ gen Durchganges und des Krümmers anliegt.

Das gleiche wird auch erreicht, wenn die Querschnitte recht­ winklig zur Mittellinie im äußeren und inneren Bogenbereich etwas vom Kreisquerschnitt abweichen und abgeflacht sind, derart, daß der Abstand der äußersten und innersten Bogen­ mantellinie von der Mittellinie um 2 bis 8% kleiner ist als der halbe lichte Durchmesser d und dieser Abstand von der äußersten und innersten Bogenmantellinie zu den beiden seitlichen Bogenmantellinien kontinuierlich auf den Wert des halben lichten Durchmessers d steigt.

Bei sonst gleicher Ausbildung dieser Mehrwegearmatur kann das Gehäuse mit zwei um 180° versetzten oder mit drei um 120° versetzten oder mit vier um 90° versetzten oder mit fünf um 72° versetzten Nebenanschlüssen versehen sein. Es können auch noch mehr Nebenanschlüsse vorgesehen sein, sofern der Durchmesser d des Durchganges bzw. der Leitungs­ durchmesser kleiner ist als 1/3 des Kükendurchmessers.

Der Bereich des Kükens, der in Anlage an die Dichtorgane der Nebenanschlüsse ist, kann kegelstumpfförmig ausgebildet sein vorzugsweise aber kugelförmig. Die Kugelform des an die Dichtorgane der Nebenanschlüsse anliegenden Kükenteils hat den Vorteil, daß die Dichtringe eben sind. Der dem Hauptan­ schluß zugewandte Teil des Kükens kann zylindrisch ausgebil­ det sein oder aber auch kugelförmig.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen 4 bis 12.

In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Schnittansicht der Mehrwegearmatur nach der Er­ findung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Küken,

Fig. 3 eine Teil-Schnittansicht einer anderen Ausführungs­ form der Mehrwegearmatur nach der Erfindung.

Die Mehrwegearmatur nach Fig. 1 setzt sich zusammen aus einem Gehäuse 1, das mit drei Anschlüssen 2, 3 und 4 versehen ist, und einem Küken 5, das um die Achse 6 drehbar im Gehäu­ se 1 gelagert ist und mit Hilfe einer Schaltwelle 7 in unterschiedliche Positionen gebracht werden kann, so daß je nach Stellung des Kükens 5 der Anschluß 2 über den bogenför­ migen Durchgang 8 mit dem Anschluß 3 oder mit dem Anschluß 4 oder mit einem weiteren, nicht dargestellten Anschluß ver­ bunden werden kann. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Küken 5 sind im Bereich der Anschlüsse 2, 3 und 4 Dichtorgane 11 und 13 angeordnet. Auf der der Schaltwelle 7 gegenüberliegenden Seite des Kükens 5 ist ein zur Drehachse 6 koaxialer Haupt­ anschluß 2 und ein Ende des bogenförmigen Durchganges 8 angeordnet. Die bogenförmige Mittellinie 9 des Durchgangs 8 und die Drehachse 6 liegen in einer Ebene. Der Bereich des Kükens, in dem das andere Ende des Durchganges 9 mündet, ist kegelstumpfförmig oder, wie die Zeichnung zeigt, halbkugel­ förmig ausgebildet. In diesem kegelstumpfförmigen oder halbkugelförmigen Bereich des Kükens 5 sind am Gehäuse 1 die Nebenanschlüsse 3 und 4 angeordnet.

Der bogenförmige Durchgang bildet einen 120°-Bogen. Das Verhältnis von Krümmungsradius r zum lichten Durchmesser d des Durchganges 8 liegt bei 1.9. Die Mündungsebenen 16 und 17 des Durchganges 8 stehen im Winkel von etwa 60° zueinan­ der. Bei kegelstumpfförmiger Ausbildung des im Bereich der Nebenanschlüsse 3 und 4 befindlichen Kükenteils beträgt der Kegelwinkel zweckmäßigerweise etwa 60°.

Der dem Hauptanschluß 2 zugewandte Teil des Kükens 5 kann - wie die Zeichnung zeigt - zylindrisch ausgebildet sein oder auch kugelförmig. Im letzteren Falle kann auch der Dichtring des Hauptanschlusses mittels eines Druckringes und mehrerer Federn oder einer Tellerfeder oder dergleichen gegen das Kugelküken 5 gedrückt werden, so daß dieses schwimmend in den Dichtringen 13 gelagert ist.

Das kugelförmige Küken 5 nach Fig. 1 hat im Bereich des Hauptanschlusses 2 und im Bereich der Schaltwelle 7 eine Abflachung, so daß dort zur Lagerung des Kükens ebene Gleit­ scheiben, beispielsweise aus Kohle, zur Lagerung des Kükens vorgesehen werden können. Im Bereich des Hauptanschlusses 2 weist das Küken 5 einen zylindrischen Lagerzapfen 18 auf sowie eine rechtwinklig zur Drehachse verlaufende Stützring­ fläche 27. Die Stützringfläche 27 ist über einen Gleitring, beispielsweise aus Kohle, abgestützt. Ferner kann auch zwischen dem Lagerzapfen 18 und dem Gehäuse ein zur Drehach­ se 6 koaxialer Lagerring 12 vorgesehen sein. Der Spalt zwischen dem Küken 5 und dem Hauptanschluß 2 kann durch eine O-Ring-Dichtung 11 abgedichtet sein. Die Nebenanschlüsse 3 und 4 sind mit Dichtringen 13 versehen, die an axial ver­ schiebbaren Druckringen 14 befestigt sind, welche von Federn 15 gegen das Küken 5 gedrückt werden. Die kugelförmige Ausbildung des Kükens 5 hat den Vorteil, daß die Dichtringe 13 eben sind. Bei kegelstumpfförmiger Ausbildung des im Bereich der Nebenanschlüsse befindlichen Kükenteils sind die Dichtringe 13 gewölbt.

An den Nebenanschlüssen 3 und 4 des Gehäuses 1 ist je ein Krümmer 19 mit einem Anschlußflansch 20 angeschlossen. Die Krümmer 19 sind so gebogen und angeordnet, daß die Anschluß­ flansche 20 der Nebenanschlüsse 3 und 4 rechtwinklig zum Anschlußflansch 24 des Hauptanschlusses 2 stehen. Die Krüm­ mung des Krümmers 19 entspricht der Krümmung des bogenförmi­ gen Durchgangs 8. Im linken Krümmer 19 befindet sich ein DUO-Molch 35. Die Krümmer 19 können auch so gebogen sein, daß die Anschlußflansche 20 parallel zum Anschlußflansch 24 des Hauptanschlusses 2 stehen.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist das Küken 5 aus zwei Kükenhälften 22 und 23 zusammengesetzt. Das Küken ist in einer durch die Drehachse 6 und die bogenförmige Mittellinie 9 des Durchgan­ ges 8 verlaufenden Ebene 21 in die beiden Kükenhälften 22 und 23 unterteilt. In die gegeneinandergesetzten Flächen der Kükenhälften 22 und 23 ist je eine Hälfte des bogenförmigen Durchganges 8 eingefräst. Die Kükenhälften 22 und 23 sind dicht miteinander verbunden. Zweckmäßigerweise bestehen die Kükenhälften 22 und 23 aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, Titan oder Legierungen davon, und die Kükenhälften sind durch ein Hochtemperaturlot dicht miteinander verbunden. Das Verbinden der Kükenhälften geschieht in einem Hochtempera­ turofen. Die Lötfuge erhält dabei eine Dicke von unter 10 µ.

Das dichte Miteinanderverbinden der Kükenhälften 22, 23 kann auch durch Klebung erfolgen oder aber auch durch Verschrau­ ben der beiden Kükenhälften miteinander, wobei zweckmäßiger­ weise eine Dichtung zwischen die zu verbindenden Kükenhälf­ ten eingelegt wird.

Das Gehäuse 1 setzt sich zusammen aus einem im wesentlichen ebenen Gehäuseboden 25, der an der Innenseite mit einem Zentrierring 28 und ferner mit dem Hauptanschluß 2 und dem Lager des Lagerzapfens 18 versehen ist, und einem glocken­ förmigen Gehäuseteil 26, das mit den Nebenanschlüssen 3, 4 und dem Lager der Schaltwelle 7 versehen ist. Die Schaltwel­ le 7 ist in üblicher Weise über eine Packung und einem nachstellbaren Druckring gegenüber dem Gehäuse abgedichtet.

In Fig. 1 sind die beiden Nebenanschlüsse 3, 4 einander gegenüberliegend, d. h. um 180° versetzt zueinander, angeord­ net. Sofern mehr Nebenanschlüsse 3, 4 vorgesehen sind, sind die Anschlüsse jeweils um einen Winkel von 360° geteilt durch die Zahl der Nebenanschlüsse versetzt zueinander angeordnet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 setzt sich der bogenför­ mige Verlauf des Durchganges 8 auch im Druckring 14 und dem Anschlußring 29 und im Krümmer 19 fort. Dabei ist die Außen­ fläche des Druckringes 14 selbstverständlich zylindrisch. Diese Ausführungsform ist zwar aufwendiger in der Herstel­ lung und der Druckring 14 sowie der Anschlußring 29 müssen radial ausgerichtet werden und der Druckring 14 axial ge­ führt werden, sie hat aber den Vorteil, daß die Armatur kompakter ist als die in Fig. 1.

Im Durchgang 8 ist der lichte Querschnitt eingezeichnet. Daraus ist erkennbar, daß im äußeren und inneren Bereich des Bogens die ursprünglich zylindrische Wölbung etwas abge­ flacht ist in der Weise, daß der Abstand der äußersten Bogenmantellinie 31 von der Mittellinie 9 etwa um 1% bis 6% kleiner ist als der Abstand der seitlichen Bogenmantellinien 32, 33 von der Mittellinie 9.

An die Stelle der Schaltwelle 7 kann auch ein Schaltantrieb, zum Beispiel ein Zahnradantrieb oder ein Ratschenantrieb, vorgesehen sein, der am Umfang des Kükens 5 oberhalb des Hauptanschlusses 2 angreift. In diesem Falle kann insbeson­ dere bei drei Nebenanschlüssen der bogenförmige Durchgang noch flacher verlaufen.

Bezugszeichenliste

 1 Gehäuse
 2 Hauptanschluß
 3 Nebenanschluß
 4 Nebenanschluß
 5 Küken
 6 Drehachse
 7 Schaltwelle
 8 Durchgang
 9 Mittellinie
10 Gehäuseboden
11 Dichtungsring
12 Gleitlager
13 Dichtring
14 Druckring
15 Feder
16 Mündungsebene
17 Mündungsebene
18 Lagerzapfen
19 Krümmer
20 Anschlußflansch eines Nebenanschlusses
21 Verbindungsfuge
22 linke Kükenhälfte
23 rechte Kükenhälfte
24 Anschlußflansch des Hauptanschlusses
25 Gehäuseboden
26 glockenförmiges Gehäuseteil
27 Stützringfläche
28 Zentrierring
29 Anschlußring
30 äußerste Bogenmantellinie
31 innerste Bogenmantellinie
32 seitliche Bogenmantellinie
33 seitliche Bogenmantellinie
34 Querschnitt
35 DUO-Molch

Claims (13)

1. Mehrwegearmatur mit

• - einem Gehäuse (1), das einen Hauptanschluß (2) und mindestens zwei Nebenanschlüsse (3, 4) aufweist und
• - einem rotationssymmetrischen Küken (5), das um seine Achse (6) drehbar im Gehäuse (1) gelagert ist und mittels eines Schaltmechanismus in unterschiedliche Positionen gedreht werden kann und das einen bogenför­ migen, von einem Molch, insbesondere einem DUO-Molch, passierbaren Durchgang (8) aufweist, der den Hauptan­ schluß (2) mit einem der Nebenanschlüsse (3, 4) verbin­ det, wobei das Küken (5) mit im Bereich der Anschlüsse (2, 3, 4) angeordneten Dichtorganen (11, 13, 14) zusammen­ wirkt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptanschluß (2) und ein Ende des bogenförmigen Durchgangs (8) koaxial zur Drehachse (6) angeordnet sind und die bogenförmige Mittellinie (9) des Durchganges (8) in einer durch die Drehachse (6) verlaufen­ den Ebene liegt und der Bereich des Kükens (5), in dem das andere Ende des Durchganges (8) mündet, kegelstumpfförmig oder halbkugelförmig ausgebildet ist und in dem damit kor­ respondierenden Bereich des Gehäuses (1) zwei oder mehr Nebenanschlüsse (3, 4) angeordnet sind, wobei die Mündungs­ ebenen (16, 17) des Durchganges (8) im Winkel von höchstens 600 zueinander stehen und daß an den Nebenanschlüssen (3, 4) des Gehäuses (1) je ein Krümmer (19) mit Anschlußflansch (20) angeschlossen ist, wobei alle Krümmer (19) so gebogen sind, daß die Anschlußflansche (20) der Nebenanschlüsse (3, 4) rechtwinklig oder parallel zum Anschlußflansch (24) des Hauptanschlusses (2) stehen und der Krümmungsradius der Krümmer (19) nicht kleiner ist als der des Durchganges (8).

2. Mehrwegearmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinie (9) des bogenförmigen Durchganges (8) und des Krümmers (19) um einen Radius (r) gekrümmt ist, der größer ist als das 1,5-, vorzugsweise 1,8-Fache des lichten Durchmessers (d) des Durchganges (8).

3. Mehrwegearmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die rechtwinklig zur Mittellinie verlaufenden Querschnitte des bogenförmigen Durchganges (8) und des Krümmers (19) etwas von einer Kreisfläche mit dem Durchmes­ ser (d) abweichen, wobei der Abstand der äußersten und innersten Bogenmantellinie (30, 31) von der Mittellinie (9) um 2% bis 8% kleiner ist als der halbe lichte Durchmesser (d) und dieser Abstand von der äußersten und innersten Bogenmantellinie (30, 31) zu den beiden seitlichen Bogenman­ tellinien (32, 33) kontinuierlich auf den Wert des halben lichten Durchmessers (d) steigt.

4. Mehrwegearmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Hauptanschluß (2) zugewandte Teil des Kükens (5) zylindrisch ist.

5. Mehrwegearmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Küken (5) kugelförmig ist und Abfla­ chungen aufweist im Bereich des Hauptanschlusses (2) und auf der dem Hauptanschluß (2) gegenüberliegenden Seite.

6. Mehrwegearmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Hauptanschluß (2) gegenüber­ liegenden Seite koaxial zur Drehachse (6) im Gehäuse (1) eine in das Küken (5) drehfest eingreifende Schaltwelle (7) gelagert ist.

7. Mehrwegearmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Küken (5) im Bereich des Hauptan­ schlusses (2) einen zylindrischen Lagerzapfen (18) und eine rechtwinklig zur Drehachse (6) verlaufende Stützringfläche (27) aufweist.

8. Mehrwegearmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenanschlüsse (3, 4) mit je einem durch Federn (15) axial verschiebbaren Druckring (14) verse­ hen sind, der einen Dichtring (13) in Anlage an das Küken (5) hält.

9. Mehrwegearmatur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmer (19) über Anschlußringe (29) am Gehäuse (26) befestigt sind und diese Anschlußringe (29) die Widerlager für Federn (15) bilden, welche die Dichtringe (13) über die Druckringe (14) gegen das Küken (5) drücken.

10. Mehrwegearmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Verlauf des Durchganges (8) auch im Bereich des Druckringes (14), des Krümmeranschlusses (29) und des Krümmers (19) fortgesetzt ist.

11. Mehrwegearmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) sich zusammen­ setzt aus einem im wesentlichen ebenen Gehäuseboden (25), der an der Innenseite einen Zentrierring (28) aufweist und mit dem Hauptanschluß (2) und dem Lager des Lagerzapfens (18) versehen ist, und einem glockenförmigen Gehäuseteil (26), das mit den Nebenanschlüssen (3, 4) und gegebenenfalls dem Lager der Schaltwelle (7) versehen ist.

12. Mehrwegearmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen am Umfang des Kükens (5) angrei­ fenden Schaltantrieb, insbesondere Zahnrad- oder Ratschenan­ trieb.