DE60319510T2

DE60319510T2 - Dreiwegeventil

Info

Publication number: DE60319510T2
Application number: DE60319510T
Authority: DE
Inventors: Jose Ferrer Beltran
Original assignee: Valvulas Arco SL
Current assignee: Valvulas Arco SL
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2023-06-19
Also published as: ATE388359T1; PT1489342E; CY1107976T1; ES2302906T3; EP1489342B1; EP1489342A1; DE60319510D1

Description

Gegenstand der Erfindung
Gegenstand der Erfindung dieses Patentes ist ein „3-Wege-Ventil mit unabhängigen Ausgängen mit einer Viertel-Umdrehung".
Ein ähnliches Ventil ist in der Druckschrift EP 0 312 505 beschrieben.
Hintergrund der Erfindung
3-Wege-Ventile sind weithin als Vorrichtungen zur Regulierung des Stromes von flüssigen Fluiden bekannt, die in ein und demselben Körper oder Kasten zwei unabhängige Ventile enthalten, die derart eingestellt sind, dass sie, wenn sie über einen einzigen Eingang und zwei Ausgänge gleicher oder verschiedener Durchmesser verfügen, die getrennte Steuerung bzw. Regelung der Ausgangsströme beider Sektionen ermöglichen.
Die Relativpositionen der Ventile können variieren, was wiederum davon abhängt, was durch den Eingangskanal in Bezug auf die Ausgangskanäle eingenommen wird, da eine Zwischenposition zwischen beiden oder eine Position in einem der seitlichen Kanäle eingenommen werden kann.
In sämtlichen genannten Fällen müssen 3-Wege-Ventile in der Lage sein, eine von vier alternativen funktionellen Positionen einzunehmen:

• beide Ausgänge gleichzeitig offen;
• ein Ausgang offen und der andere geschlossen;
• derselbe Zustand, jedoch umgekehrt (geschlossen – offen);
• beide Ausgänge gleichzeitig geschlossen.

Eine bevorzugte Anwendung von 3-Wege-Ventilen ist die gleichzeitige Verbindung von Haushaltsgeräten (Waschmaschinen, Geschirrspüler) und Hähnen mit der Wasserhauptleitung an einem einzigen Eingang.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein 3-Wege-Ventil entsprechend dem unabhängigen Anspruch 1 bereit. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Entsprechend der Aufgabe der Erfindung betrifft der Gegenstand des Patentes das Konzipieren und Herstellen eines 3-Wege-Ventils, durch das man die funktionellen Fähigkeiten, die für diese Ventile typisch und ihnen allen gemeinsam sind, mittels eines Fließsteuer- bzw. Regelsystems mit einer Viertel-Umdrehung an beiden Ausgängen jedes der beiden unabhängigen darin integrierten Ventile erhält. Das beanspruchte 3-Wege-Ventil ist explizit entsprechend dieser Aufgabe konzipiert und entwickelt worden, da die Ventilfertigung bei Steuer- bzw. Regelsystemen mit einer Viertel-Umdrehung einfacher und kostengünstiger als diejenige bei Spindelsystemen ist.
Das besagte 3-Wege-Ventil ist von demjenigen Typ, bei dem der Eingangsport zwischen den beiden Ausgangsports ist, die orthogonal zur Längsachse des Einlassports entsprechend einem generellen T-förmigen Layout aufgestellt bzw. ausgerichtet sind.
Eines der beiden unabhängigen Ventile ist axial mit dem rohrförmigen Eingangskanal aufgestellt bzw. ausgerichtet, der den zentralen Längsabschnitt des „T" bildet (zentrales Ventil), während die Achse des anderen Ventils senkrecht zur Längsachse von einem der beiden rohrförmigen Ausgangskanäle ist, die den Querabschnitt des „T" bilden (seitliches Ventil). Beide sind zu einer einzigen technischen Einheit (3-Wege-Ventil) zusammengefasst.
Das Ventil, das mit dem Eingangskanal aufgestellt bzw. ausgerichtet ist, also das zentrale Ventil, nimmt das Fluid von unten auf und kann dieses nach Bedarf gleichzeitig auf eine oder beide Seiten verteilen. Zu diesem Zweck weist die Abdichtung bzw. der Stöpsel des Ventils einen geraden inneren Kanal und einen L-förmigen Kanal mit senkrechten Ausgangsrichtungen auf, wodurch der gerade Kanal eine gleichzeitige Nutzung der beiden Ausgänge durch das Fluid ermöglicht, während der L-förmige Kanal nur einen in einer Richtung erfolgenden bzw. unidirektionalen Strom hin zu dem Ausgangskanal ermöglicht, in den das seitliche Ventil eingeführt ist.
Das Ventil, das orthogonal zu einem der Ausgangskanäle aufgestellt bzw. ausgerichtet ist, also das seitliche Ventil, nimmt den Strom von der Seite, also quer, auf und kann den Strom in dem Ausgangskanal, in den es eingebaut ist, regulieren, wobei zu diesem Zweck die Abdichtung bzw. der Stöpsel hiervon einen geraden inneren Kanal aufweist.
Die Strukturen der beiden unabhängigen Ventile, also des zentralen und des seitlichen Ventils, entsprechen im Wesentlichen der generell bekannten Struktur, die für Fluidregulierungsventile mit ellipsoidalen Abdichtungen bzw. Stöpseln typisch ist. Daher besteht zwischen den bestimmten Strukturen sowohl eine formelle wie auch eine funktionelle Ähnlichkeit, außer mit Blick auf den Fluidstrom durch die jeweiligen Abdichtungen bzw. Stöpsel hiervon, wovon die wichtigsten Merkmale vorstehend beschrieben worden sind.
Gleichwohl sind Unterschiede in Bezug auf Größe und Form als Ergebnis des Umstandes vorhanden, dass das Einsetzen notwendigerweise anders erfolgt, da, während bei dem zentralen Ventil der Abdichtungs- bzw. Stöpselschaft durch Einführen der Einheit durch den Boden des Hauptkörpers des 3-Wege-Ventils eingesetzt wird, das seitliche Ventil nur durch die Oberseite des Körpers, das heißt durch den Gehäusehals, eingesetzt werden kann.
Zu dem Zweck, die erwarteten vier alternativen funktionellen Optionen zu bieten, umfasst die Funktion des beanspruchten 3-Wege-Ventils die nachfolgenden gleichzeitigen Positionierungen der jeweiligen inneren Kanäle:

• beide Ausgänge offen; zentrales Ventil: L-förmiger Kanal geschlossen und gerader Kanal offen; seitliches Ventil: gerader Kanal offen;
• einziger Ausgang durch den Kanal mit dem seitlichen Ventil; zentrales Ventil: L-förmiger Kanal offen und gerader Kanal geschlossen; seitliches Ventil: gerader Kanal offen;
• einziger Ausgang durch den seitlichen Kanal ohne Ventil; zentrales Ventil: L-förmiger Kanal geschlossen und gerader Kanal offen; seitliches Ventil: gerader Kanal geschlossen;
• beide Ausgänge geschlossen; zentrales Ventil: L-förmiger Kanal offen und gerader Kanal geschlossen; seitliches Ventil: gerader Kanal geschlossen.

Bei den vorstehenden Positionsangaben wird das Wort „offen" für denjenigen Kanal verwendet, durch dessen Inneres das Fluid fließt, wohingegen das Wort „geschlossen" für den Kanal in einer Position verwendet wird, wo das Fluid nicht durch das Innere fließen kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Um die Beschreibung der Erfindung zu ergänzen und die Bedeutung der formellen, strukturellen und funktionellen Merkmale ihrer Aufgabe zu erleichtern, ist eine Zeichnung beigefügt, die verschiedene Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispieles des „3-Wege-Ventils mit unabhängigen Ausgängen mit einer Viertel-Umdrehung" zeigt, das der Gegenstand des Patentes ist. Die Zeichnung setzt sich wie folgt zusammen.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Längsschnittes des beanspruchten 3-Wege-Ventils, wobei die Position der Steuerungen bzw. Regelungen der unabhängigen Ventile hiervon das gleichzeitige Auslassen von Fluid durch die zwei seitlichen Kanäle hiervon ermöglicht; 2 mit einem einzigen Ausgang durch den Kanal, in den das seitliche Ventil eingeführt ist; 3 mit einem einzigen Ausgang durch den seitlichen Kanal ohne Ventil und 4, wenn beide seitlichen Kanäle geschlossen sind.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Abdichtungs- bzw. Stöpselschafteinheit des seitlichen Ventils, während 6 ein Längs- und Axialschnitt durch die Einheit ist.
7 ist eine perspektivische Ansicht der Abdichtungs- bzw. Stöpselschafteinheit des zentralen Ventils, während 8 ein Längs- und Axialschnitt durch die Einheit ist.
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
Um Wesen und Umfang der vorteilhaften Anwendung des den Gegenstand der beanspruchten Erfindung bildenden „3-Wege-Ventils mit unabhängigen Ausgängen mit einer Viertel-Umdrehung" deutlich zu machen, folgt nachstehend die Beschreibung der Struktur und Funktion hiervon unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die aufgrund dessen, dass sie ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes zu Informationszwecken darstellt, in ihrem allgemeinsten Sinne und nicht als beschränkend mit Blick auf Anwendung und Gehalt der beanspruchten Erfindung verstanden werden soll.
Das besagte 3-Wege-Ventil ist von demjenigen Typ, bei dem der Eingangskanal zwischen den beiden Ausgangskanälen ist, die orthogonal zur Längsachse des Eingangs ventils entsprechend einem generell T-förmigen Layout aufgestellt bzw. ausgerichtet sind.
Eines der beiden unabhängigen Ventile ist axial mit dem rohrförmigen Eingangskanal aufgestellt bzw. ausgerichtet, der den zentralen Längsabschnitt des „T" bildet (zentrales Ventil), während die Achse des anderen Ventils senkrecht zur Längsachse von einem der beiden rohrförmigen Ausgangskanäle ist, die den Querabschnitt des „T" bilden (seitliches Ventil). Beide sind zu einer einzigen technischen Einheit (3-Wege-Ventil) zusammengefasst.
Das Ventil, das mit dem Eingangskanal (1) aufgestellt bzw. ausgerichtet ist, also das zentrale Ventil (2), nimmt das Fluid von unten auf und kann dieses nach Bedarf gleichzeitig auf eine oder beide Seiten verteilen. Zu diesem Zweck weist die Abdichtung bzw. der Stöpsel (3) hiervon einen geraden inneren Kanal (4) und einen L-förmigen Kanal (5) mit senkrechten Ausgangsrichtungen auf, wodurch der gerade Kanal (4) eine gleichzeitige Nutzung der beiden Ausgänge durch das Fluid ermöglicht, während der L-förmige Kanal (5) nur einen in einer Richtung erfolgenden bzw. unidirektionalen Strom hin zu dem Ausgangskanal (6) ermöglicht, in den das seitliche Ventil (7) eingeführt ist.
Das Ventil, das orthogonal zu einem der Ausgangskanäle (6) aufgestellt bzw. ausgerichtet ist, also das seitliche Ventil (7), nimmt den Strom von der Seite, also quer, auf und kann den Strom in dem Ausgangskanal (6), in den es eingebaut ist, regulieren, wobei zu diesem Zweck die Abdichtung bzw. der Stöpsel (8) hiervon einen geraden inneren Kanal (9) aufweist.
Die Strukturen der beiden unabhängigen Ventile, also des zentralen (2) und des seitlichen (7) Ventils, entsprechen im Wesentlichen der generell bekannten Struktur, die für Fluidregulierungsventile mit ellipsoidalen Abdichtungen bzw. Stöpseln typisch ist. Daher besteht zwischen den bestimmten Strukturen sowohl eine formelle wie auch eine funktionelle Ähnlichkeit, außer mit Blick auf den Fluidstrom durch die jeweiligen Abdichtungen bzw. Stöpsel hiervon, wovon die wichtigsten Merkmale vorstehend beschrieben worden sind.
Gleichwohl sind Unterschiede in Bezug auf Größe und Form als Ergebnis des Umstandes vorhanden, dass das Einsetzen notwendigerweise anders erfolgt, da, während bei dem zentralen Ventil (2) der Abdichtungs- bzw. Stöpselschaft durch Einführen der Ein heit durch den Boden des Hauptkörpers des 3-Wege-Ventils eingesetzt wird, das seitliche Ventil (7) nur durch die Oberseite des Körpers, das heißt durch den Gehäusehals, eingesetzt werden kann.
Zu dem Zweck, die erwarteten vier alternativen funktionellen Optionen zu bieten, umfasst die Funktion des beanspruchten 3-Wege-Ventils die nachfolgenden gleichzeitigen Positionierungen der jeweiligen inneren Kanäle:

• beide Ausgänge offen (siehe 1); zentrales Ventil: L-förmiger Kanal geschlossen und gerader Kanal offen; seitliches Ventil: gerader Kanal offen;
• einziger Ausgang durch den Kanal (6) mit dem seitlichen Ventil (7) (siehe 2); zentrales Ventil: L-förmiger Kanal offen und gerader Kanal geschlossen; seitliches Ventil: gerader Kanal offen;
• einziger Ausgang durch den seitlichen Kanal ohne Ventil (siehe 3); zentrales Ventil: L-förmiger Kanal geschlossen und gerader Kanal offen; seitliches Ventil: gerader Kanal geschlossen;
• beide Ausgänge geschlossen (siehe 4); zentrales Ventil: L-förmiger Kanal offen und gerader Kanal geschlossen; seitliches Ventil: gerader Kanal geschlossen.

Bei den vorstehenden Positionsangaben wird das Wort „offen" für denjenigen Kanal verwendet, durch dessen Inneres das Fluid fließt, wohingegen das Wort „geschlossen" für den Kanal in einer Position verwendet wird, wo das Fluid nicht durch das Innere fließen kann.

Claims

3-Wege-Ventil, welches einen Eingangskanal (1); einen ersten Ausgangskanal; einen zweiten Ausgangskanal (6); ein erstes unabhängiges Ventil (2) mit einer Viertel-Umdrehung, in einer Schnittstelle des besagten Eingangskanals (1) und des besagten ersten Ausgangskanals gelegen, umfasst, und welches eine(n) mit Kanälen (4, 5) zur Regulierung der Fließverbindung zwischen dem besagten Eingangskanal (1) und den besagten ersten und zweiten Ausgangskanälen versehene(n) Abdichtung bzw. Verschlußstopfen bzw. Absperrhahn (3) umfasst, und ein zweites unabhängiges Ventil (7) mit einer Viertel-Umdrehung, in einer Zwischenposition zwischen dem besagten ersten unabhängigen Ventil (2) und dem genannten zweiten Ausgangskanal (6) gelegen, umfasst, wobei eine Längsachse des besagten ersten Ausgangskanals orthogonal zu einer Längsachse des besagten Eingangskanals ist, und eine Längsachse des besagten zweiten Ausgangskanals orthogonal zur besagten Längsachse des besagten Eingangskanals ist, so dass die besagte Längsachse des genannten Eingangskanals, die besagte Längsachse des genannten ersten Ausgangskanals und die besagte Längsachse des genannten zweiten Ausgangskanals entsprechend einer generellen Ausgestaltung in T-Form angeordnet sind, wobei der besagte Eingangskanal (1), der besagte erste Ausgangskanal und der besagte zweite Ausgangskanal (6) einheitlich aufgebaut sind, wobei das besagte erste unabhängige Ventil (2) mit einer Viertel-Umdrehung axial zu dem genannten Eingangskanal (1) ausgerichtet ist, und eine Achse des besagten zweiten unabhängigen Ventils (7) mit einer Viertel-Umdrehung senkrecht zur besagten Längsachse des genannten zweiten Ausgangskanals ist, dadurch gekennzeichnet, dass: die genannte Abdichtung bzw. der Verschlußstopfen bzw. Absperrhahn (3) und der besagte Eingangskanal (1) derart ausgestaltet und angepasst sind, dass die besagte Abdichtung (3) im genannten 3-Wege-Ventil nur durch bzw. über den besagten Eingangskanal (1) eingesetzt bzw. montiert werden kann.
3-Wege-Ventil nach Anspruch 1, bei dem das besagte erste unabhängige Ventil (2) ausgestaltet und angepasst ist, damit: • ein erster Betriebsmodus, in dem eine Fließverbindung lediglich zwischen dem genannten Eingangskanal (1) und dem genannten zweiten unabhängigen Ventil (7) aufgebaut wird, und • ein zweiter Betriebsmodus, in dem eine Fließverbindung zwischen allen aus dem genannten Eingangskanal (1), erstem Ausgangskanal und zweitem unabhängigen Ventil (7) aufgebaut wird.
3-Wege-Ventil nach Anspruch 2, bei dem das besagte erste unabhängige Ventil (2) derart ausgestaltet und angepasst ist, dass sich mit einer Viertel-Umdrehung der besagten Abdichtung bzw. des Verschlußstopfens bzw. des Absperrhahns (3) ein Umschalten vom genannten ersten Betriebsmodus zum genannten zweiten Betriebsmodus, oder ein Umschalten vom genannten zweiten Betriebsmodus zum genannten ersten Betriebsmodus verwirklicht wird.
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem die besagte Abdichtung bzw. der Verschlußstopfen bzw. Absperrhahn (3) einen ersten Kanal, der sich nur teilweise in den Verschlußstopfen bzw. Absperrhahn (3) hinein entlang einer Drehachse der besagten Abdichtung bzw. des Verschlußstopfens bzw. Absperrhahns (3) erstreckt; einen zweiten Kanal (4), der sich senkrecht zu, und schneidend mit dem genannten ersten Kanal durch die besagte Abdichtung bzw. den Verschlußstopfen bzw. Absperrhahn (3) hindurch erstreckt, und einen dritten Kanal (5) senkrecht zu, und schneidend sowohl mit dem genannten zweiten Kanal (4) als auch dem ersten Kanal umfasst.
3-Wege-Ventil nach Anspruch 4, bei dem eine äußere Radialwand eines Fließkanals der besagten Abdichtung bzw. des Verschlußstopfens bzw. Absperrhahns (3), die bzw. der den genannten ersten Kanal mit dem besagten dritten Kanal (5) untereinander verbindet, leicht gekrümmt ist.
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem das besagte zweite unabhängige Ventil (7) ausgestaltet und angepasst ist, um die Fließverbindung zwischen dem besagten ersten unabhängigen Ventil (2) und dem besagten zweiten Ausgangskanal (6) zu regulieren.
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem die besagte Längsachse des besagten ersten Ausgangskanals die Achse des Fluidstroms durch den besagten ersten Ausgangskanal ist.
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem die besagte Längsachse des besagten zweiten Ausgangskanals (6) die Achse des Fluidstroms durch den besagten zweiten Ausgangskanal (6) ist.
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem die besagte Längsachse des besagten Eingangskanals (1) die Achse des Fluidstroms durch den besagten Eingangskanal (1) ist.
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem die besagte Längsachse des besagten Eingangskanals, die besagte Längsachse des besagten ersten Ausgangskanals und die besagte Längsachse des besagten zweiten Ausgangskanals in einer gemeinsamen Ebene gelegen sind.
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem der besagte Eingangskanal (1) sich entsprechend einer geraden Linie vom genannten ersten unabhängigen Ventil (2) aus über einen Abstand erstreckt, der größer ist als der Abstand zwischen dem besagten ersten und zweiten unabhängigen Ventil
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem der besagte Eingangskanal (1) für seine Halterung an einer Leitung, die von dem Satz bzw der Baugruppe, welcher das genannte 3-Wege-Ventil bildet, getrennt ist, ausgestaltet und angepasst ist.
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem die besagte Abdichtung bzw. der Verschlußstopfen bzw. Absperrhahn (3) zur Aufnahme eines Griffes ausgestaltet und angepasst ist.
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem die besagte Abdichtung bzw. der Verschlußstopfen bzw. Absperrhahn (3) aus einem einzigen Materialstück bearbeitet bzw. gefertigt ist
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem die besagte Abdichtung bzw. der Verschlußstopfen bzw. Absperrhahn (3) einen L-förmigen Durchgang für die Fließverbindung lediglich zwischen dem besagten Eingangskanal (1) und dem besagten zweiten unabhängigen Ventil (7), und einen T-förmigen Durchgang für die Fließverbindung zwischen der Gesamtheit des besagten Eingangskanals (1), des besagten ersten Ausgangskanals und des besagten zweiten unabhängigen Ventils (7) umfasst, bei dem: ein Bein bzw. eine Ader des besagten L-förmigen Durchgangs orthogonal zu einer von dem besagten T-förmigen Durchgang definierten Ebene ist, und das andere Bein bzw. die andere Ader des besagten L-förmigen Durchgangs mit dem Schaft des T-förmigen Durchgangs gemeinsam ist.
3-Wege-Ventil nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei dem das besagte zweite unabhängige Ventil (7) derart ausgestaltet und angepasst ist, dass mit einer Viertel-Umdrehung eines Verschlußstopfens bzw. Absperrhahns des besagten zweiten unabhängigen Ventils (7) sich ein Umschalten zwischen der vollständigsten Öffnung der Fließverbindung zwischen dem besagten ersten unabhängigen Ventil (2) und dem besagten zweiten Ausgangskanal (6), und einer unumschränkten bzw. absoluten Blockierung der Fließverbindung zwischen dem genannten ersten unabhängigen Ventil (2) und dem besagten zweiten Ausgangskanal (6) verwirklicht wird.