EP0430939A1 - Axialsteuerventil - Google Patents

Axialsteuerventil

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Publication number
EP0430939A1
EP0430939A1 EP19880903787 EP88903787A EP0430939A1 EP 0430939 A1 EP0430939 A1 EP 0430939A1 EP 19880903787 EP19880903787 EP 19880903787 EP 88903787 A EP88903787 A EP 88903787A EP 0430939 A1 EP0430939 A1 EP 0430939A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
concentrate
control valve
axial
rotary valve
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19880903787
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Dipl.-Ing. Blanke
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0430939A1 publication Critical patent/EP0430939A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/06—Energy recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/0038—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the distribution member forming a single inlet for a plurality of pumping chambers or a multiple discharge for one single pumping chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/072—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members
    • F16K11/074—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members with flat sealing faces
    • F16K11/0743—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members with flat sealing faces with both the supply and the discharge passages being on one side of the closure plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/18—Specific valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/24—Specific pressurizing or depressurizing means
    • B01D2313/246—Energy recovery means

Definitions

  • the invention relates to an axial control valve for the concentrate conveyed by a pump of a separation system operating according to the reverse osmosis, with a rotary valve driven by the pump shaft, which is held by bearings on the drive-side side (storage space) and on the drive-remote side (control space) by a rotating one Control plate that alternately connects the incoming and outgoing lines.
  • axial control valves for alternately connecting lines. These valves are filled with hydraulic oil both in the bearing area and in the control area, so that little wear occurs. This is different if these axial control valves are used in desalination plants.
  • the storage area and control area are flowed through by sea water, so that the storage area in particular is exposed to considerable wear.
  • the object of the invention is to provide an axial control valve which shows little wear with a simple construction.
  • the separation of the storage area and control area by means of one or more seals ensures that the storage area is not filled with the aggressive concentrate, but contains a lubricant. This achieves a similarly long service life as is the case with hydraulic systems.
  • a particularly simple construction is created when the seal (s) is (are) embedded in the outer wall of the rotary valve.
  • a counterforce is generated by one or more full pistons which are not flushed axially by the concentrate , which are arranged in the rotary valve.
  • a counterforce can be generated by one or more pistons arranged outside the axial control valve, which are acted upon by the concentrate inlet and directly or act on the rotary valve via a linkage and / or lever.
  • An embodiment of the axial control valve is shown in the drawing in an axial section and is described in more detail below.
  • the axial control valve has a housing, with a base plate 1, a housing cover 2 and a pipe section 3 connecting them. Inside the pipe section
  • a rotary slide valve which consists of a bearing block
  • control plate 6 is arranged coaxially in a rotationally fixed manner, which bears against a coaxial control plate 7, which is held non-rotatably on the base plate 1 by driver bolts 8.
  • connections in the form of lines 9, 10, 11 are introduced, of which the line 10 as the central channel is the inlet connection and the lines 9, 11 together with another line, not shown, the cylinder connections of a three-plunger pump are double acting pistons.
  • a pump is described in German Patent 24 44 740.
  • the lines 9 to 11 are alternately by turning the control plate 6 including the channels in the control head
  • a drainage kidney 12 and a pressure kidney 13 and is connected in a rotationally fixed manner to the control head 5 by means of a driving pin toe 14.
  • the control head 5 is in turn by a driver bolt
  • the bearing block 4 is held by a ball bearing 17 and a seal 18 is located between the drive shaft 16 and the housing cover 2.
  • a seal 18 is located between the drive shaft 16 and the housing cover 2.
  • the seals 19 thus delimit the storage space 20 from the control space 21, which contains the channels, lines and control plates.
  • the control room is thus filled with the concentrate and the storage room with a lubricant.
  • a control piston 5 is mounted in the control head 5, parallel to the axis of the rotary slide valve, on the side facing the bearing stone, which acts on the side facing the bearing stone and is acted upon by the concentrate on the opposite side via a line 23!
  • This compensating piston 22 thus compensates for the eccentric axial force resulting from the differential pressure of the two control kidneys!
  • a counterforce can be generated by one or more pistons arranged outside the axial control valve, which flow from the concentrate inlet are acted upon and act directly or via a linkage and / or lever on the rotary valve.

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Description

Axialsteuerventil
Die Erfindung betrifft ein Axialsteuerventil für das durch eine Pumpe geförderte Konzentrat einer nach der umgekehrten Osmose arbeitenden Trennungsanlage mit einem von der Pumpenwelle angetriebenen Drehschieber, der auf der antriebsnahen Seite durch Lager gehalten ist (Lagerraum) und auf der antriebsfernen Seite (Steuerraum) durch eine mitumlaufende Steuerplatte, die die ein- und abgehenden Leitungen abwechselnd miteinander verbindet.
Bei hydraulischen Anlagen ist es bekannt zum abwechselnden Verbinden von Leitungen Axialsteuerventile anzuordnen. Diese Ventile sind sowohl im Lagerbereich als auch im Steuerbereich vom Hydrauliköl gefüllt, so daß nur ein geringer Verschleiß auftritt. Anders ist dies, wenn diese Axialsteuerventile bei Meerwasserentsalzungsanlagen eingesetzt werden. Hier sind Lagerbereich und Steuerbereich von Meerwasser durchströmt, so daß insbesondere der Lagerbereich einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Axialsteuerventil zu schaffen, das bei einfacher Bauweise einen geringen Verschleiß zeigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Lagerraum des Drehschiebers von dem Steuerraum durch mindestens eine Dichtung getrennt ist und der Lagerraum von einem Schmiermittel und der Steuerraum vom Konzentrat gefüllt ist!
Durch das Trennen von Lagerbereich und Steuerbereich durch eine oder mehrere Dichtungen wird sichergestellt, daß der Lagerbereich mit dem aggresiven Konzentrat nicht gefüllt ist, sondern ein Schmiermittel enthält. Damit werden ähnlich hohe Standzeiten erreicht, wie dies bei hydraulischen Anlagen der Fall ist.
Eine besonders einfache Konstruktion wird dann geschaffen, wenn die Dichtung(en) in der Außenwand des Drehschiebers eingelassen ist (sind).
Eine optimale Kraftverteilung wird dann erreicht, wenn zur Aufnahme der durch die konstruktive Ausbildung der ein- und abgehenden Leitungen und dem Konzentratdruck entstehende axiale, außermittige und umlaufende hydraulische Kraft eine Gegenkraft durch einen oder mehrere vom Konzentrat beaufschlagte und nicht axial vom Konzentrat durchspülte Vollkolben erzeugt wird, die im Drehschieber angeordnet sind. Alternativ kann hierzu aber auch zur Aufnahme der durch die konstruktive Ausbildung der ein- und abgehenden Leitungen und dem Konzentratdruck entstehende axiale, außermittige und umlaufende hydraulische Kraft eine Gegenkraft durch einen oder mehrere außerhalb des Axialsteuerventils angeordnete Kolben erzeugt werden, die Vom Konzentratzulauf beaufschlagt sind und direkt oder über ein Gestänge und/oder Hebel auf den Drehschieber wirken. Ein Ausführungsbeispiel des Axialsteuerventils ist in der Zeichnung in einem axialen Schnitt dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Das Axialsteuerventil weist ein Gehäuse auf, mit einer Grundplatte 1, einem Gehäusedeckel 2 und einem diese verbindenden Rohrabschnitt 3. Innerhalb des Rohrabschnitts
3 ist ein Drehschieber gelagert, der aus einem Lagerstein
4 und einem Steuerkopf 5 besteht. Am Steuerkopf 5 ist eine Steuerplatte 6 koaxial drehfest angeordnet, die an einer koaxialen Steuerplatte 7 anliegt, die unverdrehbar durch Mitnehmerbolzen 8 an der Grundplatte 1 gehalten ist.
In der Grundplatte 1 sind Anschlüsse in Form von Leitungen 9, 10, 11 eingebracht, von denen die Leitung 10 als mittlerer Kanal der Zulaufanschluß ist und die Leitungen 9, 11 zusammen mit einer weiteren nicht dargestellten Leitung die Zylinderanschlüsse einer Drei-Plunger-Pumpe mit doppeltwirkenden Kolben sind. Eine solche Pumpe ist in der deutschen Patentschrift 24 44 740 beschrieben.
Die Leitungen 9 bis 11 werden abwechselnd durch Verdrehen der Steuerplatte 6 einschließlich der Kanäle im Steuerkopf
5 miteinander verbunden. Hierbei weist die Steuerplatte
6 eine Ablaufniere 12 und eine Druckniere 13 auf und ist durch einen Mitnehmerbolzeh 14 mit dem Steuerkopf 5 drehfest verbunden.
Der Steuerkopf 5 ist wiederum durch einen Mitnehmerbolzen
15 mit dem Lagerstein 4 fest, der über eine Antriebswelle
16 angetrieben wird.
Der Lagerstein 4 ist durch ein Kugellager 17 gehalten und eine Dichtung 18 befindet sich zwischen Antriebswelle 16 und Gehäusedeckel 2. Am Außenumfang des Steuerkopfs 5 befinden sich zwei ringförmige Dichtungen 19, die dafür sorgen, daß in den Leitungen 9 bis 11 als auch in den Steuerplatten 6, 7 und dem Steuerkopf 5 befindliches Konzentrat nicht in den Lagerbereich tritt. Damit grenzen die Dichtungen 19 den Lagerraum 20 gegenüber dem Steuerraum 21 ab, der die Kanäle, Leitungen und Steuerplatten enthält. Somit ist der Steuerraum mit dem Konzentrat und der Lagerraum mit einem Schmiermittel gefüllt.
Im Steuerkopf 5 ist achsparallel zur Achse des Drehschiebers, auf der dem Lagerstein zugewandten Seite ein Ausgleichskolben 22 gelagert, der auf der dem Lagerstein zugewandten Seite diesen beaufschlagt und auf der gegenüberliegenden Seite über eine Leitung 23 mit dem Konzentrat beaufschlagt ist! Dieser Ausgleichskolben 22 kompens iert damit die aus dem Differenzdruck der beiden Steuernieren resultierende außermittig, axiale Kraft!
Alternativ kann aber auch statt des Ausgleichskolbens 22 zur Aufnahme der durch die konstruktive Ausbildung der einund abgehenden Leitungen 9 - 11 und dem Konzentratdruck entstehende axiale, außermittige und umlaufende hydraulische Kraft eine Gegenkraft durch einen oder mehrere außerhalb des Axialsteuerventils angeordnete Kolben erzeugt werden, die vom Konzentratzulauf beaufschlagt sind und direkt oder über ein Gestänge und/oder Hebel auf den Drehschieber wirken.

Claims

Ansprüche
1. Axialsteuerventil für das durch eine Pumpe geförderte
Konzentrat einer nach der umgekehrten Osmose arbeitenden Trennungsanlage mit einem von der Pumpenwelle angetriebenen Drehschieber, der auf der antriebsnahen Seite durch Lager gehalten ist (Lagerraum) und auf der antriebsfernen Seite (Steuerraum) durch eine mitumlaufende Steuerplatte, die die ein- und abgehenden Leitungen abwechselnd miteinander verbindet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Lagerraum (20) des Drehschiebers (4, 5) von dem Steuerraum (21) durch mindestens eine Dichtung (19) getrennt ist und der Lagerraum (20) von einem Schmiermittel und der Steuerraum (21) vom Konzentrat gefüllt ist.
2. Axialsteuerventil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dichtung(en) (19) in der Außenwand des Drehschiebers eingelassen ist (sind).
3. Axialsteuerventil nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Aufnahme der außermittigen hydraulischen Kraft eine Gegenkraft durch einen oder mehrere vom Konzentrat beaufschlagte
Vollkolben (22) erzeugt wird, die im Drehschieber (4, 5) außermittig angeordnet sind.
Axialsteuerventil nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Aufnahme der außermittigen und hydraulischen Kraft eine Gegenkraft durch einen oder mehrere außerhalb des Axialsteuerventils angeordnete Kolben erzeugt wird, die vom Konzentratzulauf beaufschlagt sind und direkt oder über ein Gestänge und/oder Hebel auf den Drehschieber (4, 5) wirken.
EP19880903787 1987-04-14 1988-04-12 Axialsteuerventil Withdrawn EP0430939A1 (de)

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DE19873712574 DE3712574C1 (de) 1987-04-14 1987-04-14 Axialsteuerventil
DE3712574 1987-04-14

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Publication Number Publication Date
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EP (1) EP0430939A1 (de)
JP (1) JPH02503022A (de)
DE (1) DE3712574C1 (de)
WO (1) WO1988008084A1 (de)

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Also Published As

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DE3712574C1 (de) 1988-09-22
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