WO1991003696A1 - 4-wege-armatur zum umkehren der strömungsrichtung von in rohrleitungs-systemen geführten, flüssigen oder gasförmigen medien - Google Patents

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WO1991003696A1
WO1991003696A1 PCT/DE1990/000677 DE9000677W WO9103696A1 WO 1991003696 A1 WO1991003696 A1 WO 1991003696A1 DE 9000677 W DE9000677 W DE 9000677W WO 9103696 A1 WO9103696 A1 WO 9103696A1
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WO
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drum
housing
flow
pipe
fitting
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Application number
PCT/DE1990/000677
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English (en)
French (fr)
Inventor
Otto Centmayer
Fritz Merten
Original Assignee
Abb Turbinen Nürnberg Gmbh
Mesroc Gmbh Vertrieb Technischer Produkte
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Publication date
Application filed by Abb Turbinen Nürnberg Gmbh, Mesroc Gmbh Vertrieb Technischer Produkte filed Critical Abb Turbinen Nürnberg Gmbh
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    • 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
    • F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/085—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug
    • F16K11/0856—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug having all the connecting conduits situated in more than one plane perpendicular to the axis of the plug

Definitions

  • the invention relates to a 4-way valve for reversing the direction of flow of liquid or gaseous media carried in pipeline systems, in particular in heat exchangers, condensers and the like.
  • the fitting has a cylindrical housing with pipe sockets connected to its jacket for their connection to inflow and outflow lines of the pipeline system, and these pipe sockets for supply and return flow of the flow are each mounted in parallel on the housing , and in the housing itself there is a deflecting body for reversing the direction of flow of the medium from an H to an X position and vice versa, and in which fitting the deflecting body is provided by a drum arranged concentrically with the housing and with flow paths attached to it is formed for the H and X positions, of which the flow paths for the H-shaped flow through the fitting as two pipes connecting the pipe socket in a straight line and the flow paths for the X-shaped flow through the fitting as two around the pipes guided chambers connecting the pipe stub are formed, of which both pipes gen and chambers with the pipe socket
  • a cleaning system for the pipes integrated in the heat exchanger which is characterized in that a collecting sleeve is attached to the respective end of each cooling pipe, which catches a brush that moves back and forth through the cooling pipe serves.
  • the movement of the brush through the tube takes place through the coolant flow itself, which is deflected at intervals by means of such a 4-way fitting.
  • a known 4-way valve for such a flow reversal of the cooling medium is essentially a pot Shaped housing and a tube pivotable in this about an axis, which is symmetrical to the longitudinal central axis of the housing in the so-called H position and is brought to the reversal of the flow into the X position by being a certain amount Angle about whose axis is pivoted.
  • the pipe sockets for supply and return of the medium are attached to the casing of the housing itself, and they are arranged there in such a way that the lines for supply and return of the medium can in each case be arranged in parallel.
  • the tubular body is formed by an outer housing and a drum rotatable therein about the common longitudinal central axis Y, of which the housing is the pipe socket for the forward and return flow of the liquid or gaseous medium, and the drum the pipes and chambers for the Have connections of the pipe socket in the so-called H or X position.
  • the interior space of the drum is divided into two approximately identical flow paths for the X position of the drum, the diagonal chamber being symmetrical to the vertical longitudinal center plane of the drum to maintain approximately the same cross-sections of the flow Drum runs.
  • the pipelines which form the straight connection of the pipe sockets in the H position of the drum, penetrate the drum perpendicular to their longitudinal central axis and are also arranged symmetrically to a second vertical longitudinal central plane that intersects the longitudinal central axis perpendicularly.
  • This arrangement of pipelines and chambers also ensures that the center of gravity of the drum essentially passes through its longitudinal central axis and consequently can be intercepted in a simpler manner from the bearings of the shaft journals.
  • the drum itself which is supported by its shaft journals on the bottom and cover of the housing, is sealed by means of seals on the pipe socket, which seals can be embodied as so-called ring seals and when the opening rim of the pipelines or is retracted the chambers connect to this opening edge in a force-locking manner.
  • these seals can be designed as an inflatable hose each, the front the rotation of the drum is relieved of its pressure medium in order to be loaded again after reaching the respective position, ie H or X position. In this way, an effective sealing of the drum against the housing is ensured, so that backmixing of the medium cannot occur within the fitting.
  • This valve has proven itself extremely well in practice, so that it can be used for many applications. In special applications, a fitting is often required, which can also be easily connected to a shut-off device for the supply and / or return lines.
  • this object is achieved in that the drum according to the flow paths.
  • the positions H and X can also be brought into a further position Z by turning about their longitudinal central axis, and that in this position of the drum at least two adjacent pipe sockets can be shut off by retracting the casing of the drum in its opening cross-section.
  • shut-off valves which are otherwise normally used can be dispensed with.
  • Another advantage can be seen in the fact that such heat exchangers or condensers can be equipped with a cleaning system for their pipes, which, because of the lack of space, were not suitable for the additional accommodation of the 4-way valve in addition to the shut-off valves.
  • Such a lockable 4-way fitting contributes significantly to ensuring the compactness of the entire system, so that in some cases it is closely connected to the heat exchanger or condenser and thus as a comm complete unit can be delivered with this.
  • This version also helps to reduce maintenance and repair work, since seals, for example, only have to be serviced or replaced on the 4-way valve.
  • Fig. 3 shows a cross section through the fitting in the plane II-II in Fig. 1, but with the flow paths in the H position and
  • the 4-way valve according to the invention is characterized in that, in addition to the two positions H and X, its drum 4 can also be pivoted into a third position, Z position, by rotating about its longitudinal central axis Y.
  • This third position Z is achieved in that the pitch of the drum 4 is divided on each of its halves into three segments 37, 38, 39, two segments 37, 38 of which are the opening cross sections of the respective tube 5 and the chamber 6, 7 of each half the drum and the third segment 39 form the uncovered casing of the drum. If the so-called zero position of the valve 1 is based on its H position (FIG.
  • the X position (FIG. 2) of the valve becomes thereby achieved that the drum 4, z. B. is pivoted clockwise about its longitudinal central axis Y.
  • the closed position, ie the Z position (FIG. 4), of the armature 1 is achieved by pivoting the drum 4 clockwise from the H position until its jacket with it unperforated segment 39 has the opening cross-section of the Rohr deriven ⁇ s 3 fully covered.
  • the 4-way valve 1 For the rest, in this embodiment of the 4-way valve 1, it is supported by a cylindrical housing 2 with a pipe socket 3 attached to its jacket for forward and return flow of the medium and the drum 4 arranged concentrically in this housing provided tubes 5 ü ⁇ nd chamber 6, 7 for connecting the pipe stub gebil ⁇ det.
  • the drum 4, which is also cylindrical, like the housing 2, has at its coaxial ends a shaft journal 8, 9, which is rotatably mounted in a bearing 10, 11 on the cover 12 or bottom 13 of the housing.
  • the shaft journals 8, 9 can be made extended or interrupted along their longitudinal central axis Y, as in the illustration in FIG. 1, or interrupted or, as in the same illustration, dash-dotted or partially uninterrupted or continuous.
  • the shaft journals 8, 9 are of an interrupted design, they are connected with their ends facing away from the bearings 10, 11 to the jacket of the respective tube 5 for the forward or return of the medium in a non-rotatable manner.
  • the tubes 5 for the forward and return run, as shown in FIG.
  • the drum 4 In order to be able to reverse the direction of flow of the medium, ie to reach the X position, the drum 4 is provided with the two chambers 6, 7, one chamber 6 of which penetrates the drum diagonally, and the other chamber 7 this and that Coating tubes 5, enclosing.
  • This second chamber 7 thus lies between the inner casing of the drum 4 and the internals provided in it, ie the tubes 5 and the diagonal chamber 6 and is inevitably formed by two chamber halves which in turn are connected to one another in terms of flow, at least in their inflow and outflow region .
  • the end plates 14, 15 stiffening the drum 4 coaxially can be provided with larger recesses 16, 17 through which the halves of the chambers 7 to be able to communicate. In this way, pressure surges in the valve 1 that could occur due to a sudden impact of two media quantities are also avoided.
  • the end plates 14, 15 themselves, which can be made in the shape of a wagon wheel, are connected at their periphery to the peripheral edge of the drum 4, in particular by welding, and they have a hub in their center through which the respective shaft journal 8, 9 is guided and preferably this is also connected to this hub by welding.
  • each shaft journal 8, 9 both on the hubs of the end plates 14, 15 and on the jackets of the tubes 5 creates a rotationally fixed shaft which can rotate the drum 4 without twisting it.
  • This rigidity against torsion is also contributed by the chamber 6, which penetrates the drum 4 diagonally and is connected by welding at the end to the inner jacket of the drum and approximately in the middle to the outer jacket of the tubes 5.
  • end plates 14, 15 also contribute to this stiffening, so that the drum 4 has a sufficiently rigid structure that also with little play to the inner casing of the housing 2 or, as in the case shown here, to the ring flanges 18 of the pipe socket 3 projecting into the housing can be designed.
  • seals 19 are provided between them and the drum, which exclude backmixing of the media streams. Although these seals 19 can be designed as desired, it is recommended to use seals as shown and described in German patent application P 87 11 201.9.
  • a shaft journal 8 led out the cover 12 of the housing, but extended there so that a handwheel or mechanical drive 33 can be attached to this.
  • the connection of this shaft journal 8 with the drive 33 and / or handwheel is generally known, so that it need not be discussed further here.
  • the shaft journal 8 itself is equipped on this bushing by means of a bearing bush 34 and seals 35 in order to ensure the rotatability and to prevent leakage.
  • the other bearing pin 9 can, as stated in the illustration, be inserted in the pot bearing 11 on the bottom 13 of the housing 2 or can also be led out of it.
  • the shaft journal 8 protruding from the housing 2 can be equipped with an indicator which indicates the respective position.
  • This shaft journal 8 or the other shaft journal 9 can also be connected to a further drive 33, which is only responsible for the closed position, ie the Z position, of the valve.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

4-Wege-Armatur zum Umkehren der Strömungsrichtung von in Rohrleitungs-Systemen geführten, flüssigen oder gasförmigen Medien, wobei die Armatur von einem Gehäuse mit an dessen Mantel angeschlossenen Rohrstutzen für die Zu- und Abströmung des Mediums und einer konzentrisch zur Längsmittelachse des Gehäuses angeordneten und in diesem drehbaren Trommel besteht, an der die Verbindungswege für die wechselweise Verbindung der Rohrstutzen für Vor- und Rücklauf angebracht sind, und welche Armatur zwischen den Öffnungen deren Verbindungswege je eine Schürze aufweist, die in die Öffnungen der Rohrstutzen dichtend einschwenkbar ist.

Description

4-Wege-Armatur zum Umkehren der Strömungsrichtung von in Rohrleituns-Systemen geführten, flüssigen oder gasförmigen Medien .
Die Erfindung bezieht sich auf eine 4- ege-Armatur zum Um¬ kehren der Strömungsrichtung von in Rohrleitungs-Systemen geführten, flüssigen oder gasförmigen Medien, insb. bei Wärmeaustauschern, Kondensatoren u. a. , wobei die Armatur ein zylindrisches Gehäuse mit an dessen Mantel angeschlos¬ senen Rohrstutzen für deren Anschluß an Zu- und Abflußlei¬ tungen des Rohrleitungs-Systems aufweist, und diese Rohr¬ stutzen für Vor- und Rücklauf der Strömung jeweils parallel zueinander am Gehäuse angebracht sind, sowie im Gehäuse selbst ein Umlenkkörper für die Umkehrung der Strömungs¬ richtung des Mediums von einer H- zu einer X-Stellung und umgekehrt vorgesehen ist, und bei welcher Armatur der Um¬ lenkkörper von einer konzentrisch zum Gehäuse angeordneten Trommel mit an dieser angebrachten Strömungswegen für die H- und X- Stellung gebildet wird, von denen die Strömungs¬ wege für die H-förmige Durchströmung der Armatur als zwei die Rohrstutzen geradlinig verbindende Rohrleitungen und die Strömungswege für die X-förmige Durchströmung der Arma¬ tur als zwei um die Rohrleitungen geführte und die Rohr¬ stutzen verbindende Kammern gebildet werden, von denen bei¬ de Rohrleitungen und Kammern mit den Rohrstutzen des Gehäu¬ ses wechselseitig verbindbar sind, sowie die Trommel um die Längsmittelachse des Gehäuses in diesem drehbar gelagert wie auch deren Rohrleitungen und Kammern mit den Rohrstut¬ zen dichtend verbindbar sind.
Bei einer Reihe von Verfahrensabläufen auf flüssigem oder gasförmigem Sektor ist es allgemein bekannt, Rohrleitungen für das Fördern von Medien zu verwenden und mittels dieser diverse Apparate, Aggregate u. a. zu verbinden. Ebenso ist es bei einer Reihe derartiger Verfahrensabläufen bekannt, die Strömungsrichtuπg der zu fördernden Medien nach vorbe¬ stimmbaren Intervallen umzukehren und hierfür 4-Wege-Arma- turen in die Rohrleitungen vorzusehen, die wahlweise eine Durchströmung der jeweiligen Armatur in einem H-, X- oder Kreuzweg ermöglichen. Armaturen dieser Art können als Ku¬ gelhähne, Ventile, Schieber oder andere ausgeführt sein, und sie können, je nach deren Einsatzgebiet manuell oder maschinell betätigbar sein.
Ein bedeutendes Anwendungsgebiet derartiger 4-Wege-Armatu- ren ist deren Anwendung bei Wärmeaustauschern und Kondensa¬ toren, wie sie für viele Prozeßabläufe, so beispielsweise bei Kraftwerken, ehem. Industrie, Klimatechnik u. a., ein¬ gesetzt werden. Bei solchen Prozeßabläufen handelt es sich vielfach um Röhren-Wärmeaustauscher und Kondensatoren, bei denen in der Regel ein kühleres Medium, z. B. Oberflä¬ chenwasser, durch die Rohre geschickt wird, um ein um diese Rohre strömendes, heißes Medium abzukühlen. Der Wärmeaus¬ tausch zwischen diesen Medien erfolgt durch die jeweilige Rohrwaπd des Kühlrohres, an deren Innenwand kristaline Ab¬ lagerungen, durch Ausfällen von Salzen oder sonstiger Ver¬ unreinigungen des Kühlmittels, sich bilden. Diese Verunrei¬ nigungen, die den Wärmeübergang erheblich behindern und bis zum Ausfall des Kühlrohres durch Korrosion, Verstopfung u. a. führen können, werden durch ein dem Wärmeaustauscher in¬ tegriertes Reinigungssystem für die Rohre verhindert, wel¬ ches sich dadurch auszeichnet, daß am jeweiligen Ende jedes Kühlrohres eine Auffanghülse angesetzt ist, die dem Auffan¬ gen einer durch das Kühlrohr sich hin und her bewegenden Bürste dient. Die Bewegung der Bürste durch das Rohr er¬ folgt durch die Kühlmittelströmung selbst, die mittels ei¬ ner solchen 4-Wege-Armatur intervallmäßig umgelenkt wird.
Eine bekannte 4-Wege-Armatur für eine derartige Strömungs¬ umkehr des Kühlmediums wird im wesentlichen von einem topf- förmigen Gehäuse und einem in diesem um eine Achse schwenk¬ baren Rohr gebildet, welches in der sogenannten H-Stellung symmetrisch zur Längsmittelachse des Gehäuses steht und bei der Umkehrung der Strömung in die X-Stellung dadurch ge¬ bracht wird, daß es um einen gewissen Winkel um dessen Ach¬ se geschwenkt wird. Am Mantel des Gehäuses selbst sind die Rohrstutzen für Vor- und Rücklauf des Mediums angebracht, und sie sind dort so angeordnet, daß die Leitungen für Vor- und Rücklauf des Mediums jeweils parallel angeordnet, ver¬ bleiben können. Die Strömung des Mediums durch die Armatur erfolgt in der Weise, daß bei der H-Stellung das in die Ar¬ matur einströmende Medium diese im Vor- und Rücklauf gerad¬ linig durchwandert, in der X-Stellung dagegen dieses Medium im Vorlauf durch das Rohr, im Rücklauf dieses Rohr umspü¬ lend, zurückfließt. Diese Armatur hat sich bei vielen An¬ wendungen sehr gut bewährt, sie setzt jedoch bei größeren Nennweiten insofern gewisse Grenzen, als die Bearbeitung des topfförmigen Gehäuses vielfach nur mit sehr aufwendigen Maschinen möglich ist, was die Kosten der Herstellung er¬ heblich belastet (vgl. DE-OS 31 47 511) .
Um insb. die Herstellung derartiger Armaturen zu vereinfa¬ chen, ist ferner vorgeschlagen worden, die Armatur von zwei um deren Längsmittelachsen konzentrisch angeordneten, zy¬ lindrischen Rohrkörpern auszubilden und diese Rohrkörper mit Vor- und Rücklaufstutzen , wie auch diese geradlinig und umlenkend verbindenden Strömungswegen miteinander verbind¬ bar, auszuführen. Hierbei sind die Rohrkörper von einem äußeren Gehäuse und einer in diesem um die gemeinsame Längsmittelachse Y drehbaren Trommel gebildet, von denen das Gehäuse die Rohrstutzen für den Vor- und Rücklauf der Strömung des flüssigen oder gaformigen Mediums, und die Trommel die Rohrleitungen und Kammern für die Verbindungen der Rohrstutzen in der sogenannten H- oder X-Stellung auf¬ weisen. Während die Verbindungen der Rohrstutzen in der H-Stellung der Trommel diese geradlinig verbinden, erfolgt die Verbindung derselben in der X-Stellung der Trommel um¬ lenkend und zwar in der Weise, daß zwei diagonal durch das Gehäuse verlaufende Verbindungswege vorgesehen sind. Hier¬ bei werden diese diagonal verlaufenden Verbindungswege von diagonal angeordneten Kammern gebildet, über die die Rohr¬ stutzen miteinander verbunden werden. Diese kommunizieren¬ den Kammern bestehen aus zwei gleichen Kammerhälften, die dadurch gebildet werden, daß die Trommel von der diagonal verlaufenden Kammer in diese zwei Kammerhälften geteilt wird. Durch diese Ausführung der zwei Kammern einerseits und der diagonalen Kammer andererseits wird der Inneπraum der Trommel in zwei annähernd gleiche Strömungswege für die X-Stellung der Trommel unterteilt, wobei für die Einhaltung etwa gleicher Querschnitte der Strömung die diagonale Kam¬ mer symmetrisch zur lotrechten Längsmittelebene der Trommel verläuft. Die Rohrleitungen, die die geradlinige Verbindung der Rohrstutzen in H-Stellung der Trommel bilden, durch¬ dringen die Trommel senkrecht zu deren Längsmittelachse und sind ebenfalls symmetrisch zu einer zweiten, die Längsmit¬ telachse senkrecht schneidenden, lotrechten Längsmittelebe¬ ne angeordnet. Durch diese Anordnung von Rohrleitungen und Kammern wird auch sichergestellt, daß der Schwerpunkt der Trommel im wesentlichen durch deren Längsmittelachse geht und demzufolge auf einfachere Weise von den Lagern der Wel¬ lenzapfen abgefangen werden kann. Die Trommel selbst, die über ihre Wellenzapfen am Boden und Deckel des Gehäuses ge¬ lagert ist, wird mittels Dichtungen an den Rohrstutzen ab¬ gedichtet, wobei diese Dichtungen als sogenannte Ringdich¬ tungen ausgeführt sein können und beim Einfahren des Öff- nungsraπdes der Rohrleitungen oder der Kammern sich kraft¬ schlüssig mit diesem Öffnuπgsrand verbinden.
Für größere Nennweiten der Armatur können diese Dichtungen als je ein aufblasbarer Schlauch ausgeführt werden, der vor dem Drehen der Trommel von dessen Druckmittel entlastet wird, um nach Erreichen der jeweiligen Stellung, d. h. H- oder X-Stellung, wieder belastet zu werden. Auf diese Weise wird eine wirkungsvolle Abdichtung der Trommel gegen das Gehäuse gewährleistet, so daß Rückvermischungen des Mediums innerhalb der Armatur nicht auftreten können. Diese Armatur hat sich in der Praxis außerordentlich gut bewährt, so daß sie für viele Anwendungsfälle in Frage kommt. Bei besonde¬ ren Anwendungsfällen wird oft eine Armatur gefordert, die sich auch einfach mit einem Absperrorgan für die Vor- und/oder Rücklaufleitungen verbinden läßt.
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, die 4-Wege-Armatur , insb. gem. der deutschen Patent¬ anmeldung dahingehend weiterzubilden, daß auch mit dieser selbst, die Vor- und/oder Rücklaufleitungen abgesperrt wer¬ den können.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Trommel neben den Strömungswegen gem. den Stellungen H und X auch in eine weitere Stellung Z durch Drehen um ihre Längsmittelachse bringbar ist, und daß in dieser Stellung der Trommel mindestens zwei benachbarte Rohrstutzen, durch Einfahren des Mantels der Trommel in deren Öffnungsquer¬ schnitt, absperrbar sind.
Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die der Erfindung zu¬ grunde liegende Aufgabe vorteilhaft gelöst, sondern es wird zudem der Vorteil geschaffen, daß in den meisten Fällen auf die sonst üblicherweise verwendeten Absperrarmaturen ver¬ zichtet werden kann. Dies führt, besonders bei großen Nenn¬ weiten von Armaturen zu einer erheblichen Reduktion der In¬ vestitionskosten, da auf die Absperrarmaturen verzichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil kann darin gesehen wer¬ den, daß auch solche Wärmeaustauscher oder Kondensatoren mit einem Reinigungs-System für deren Rohre ausgerüstet werden können, die mangels räumlicher Verhältnisse für das zusätzliche Unterbringen der 4-Wege-Armatur neben den Ab¬ sperrarmaturen nicht in Frage kamen. Hinzu kommt, daß eine solche, absperrbare 4-Wege-Armatur wesentlich dazu bei¬ trägt, auch die Kompaktheit der gesamten Anlage zu gewähr¬ leisten, so daß sie in manchen Fällen mit dem Wärmeaustau¬ scher oder Kondensator eng verbunden und damit als Kom¬ pletteinheit mit diesem ausgeliefert werden kann. Auch trägt diese Ausführung dazu bei, Wartungs- und Reparaturar¬ beiten zu reduzieren, da beispielsweise Dichtungen nur an der 4-Wege-Armatur gewartet oder ersetzt werden müssen.
In der Zeichnung ist eine der möglichen Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsmittelschnitt durch die 4-Wege-Armatur mit deren die Rohrstutzen verbindenden Strömungs¬ wegen in der X-Stellung, wobei die durch die Trom¬ mel gerade geführten Rohre, der einfacheren Dar¬ stellung wegen senkrecht zur Zeichenebene darge¬ stellt sind,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Armatur in der Ebene II-II in Fig. 1, mit den Strömungswegen in X-Stel¬ lung,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Armatur in der Ebene II-II in Fig. 1, jedoch mit den Strömungswegen in H-Stellung und
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Armatur in der Ebene II-II in Fig. 1, jedoch mit den Strömungswegeπ in Schließstellung (Z-Stellung) . Die 4-Wege-Armatur gemäß der Erfindung zeichnet sich da¬ durch aus, daß deren Trommel 4 zusätzlich zu den zwei Stel¬ lungen H und X noch in eine dritte Stellung, Z-Stellung, durch Drehen um ihre Längsmittelachse Y geschwenkt werden kann. Diese dritte Stellung Z wird dadurch erreicht, daß der Teilungsabstand der Trommel 4 an jeder ihrer Hälften in drei Segmente 37, 38, 39 unterteilt ist, von denen zwei Segmente 37, 38 die Öffnungsquerschnitte des jeweiligen Rohres 5 und der Kammer 6, 7 jeder Hälfte der Trommel und das dritte Segment 39 den ohne Öffnungen versehenen Mantel der Trommel bilden. Legt man als sogenannte Null-Stellung der Armatur 1 deren H-Stellung (Fig. 3) und damit die di¬ rekte Verbindung zweier in einer Ebene liegender Rohrstut¬ zen 3 zugrunde, so wird die X-Stellung (Fig. 2) der Armatur dadurch erreicht, daß deren Trommel 4, z. B. im Uhrzeiger¬ sinn um ihre Längsmittelachse Y geschwenkt wird. Analog dieser Schwenkung in Uhrzeigersinn wird die Schließstel¬ lung, d. h. die Z-Stellung (Fig. 4), der Armatur 1 dadurch erreicht, daß deren Trommel 4 aus der H-Stellung weiter im Uhrzeigersinn so lange geschwenkt wird, bis deren Mantel mit dessen ungelochtem Segment 39 den Öffnungsquerschnitt des Rohrstutzeπs 3 voll abgedeckt hat.
Im übrigen wird auch bei dieser Ausführung der 4-Wege-Arma- tur 1 diese von einem zylindrischen Gehäuse 2 mit an dessen Mantel angebrachten Rohrstutzen 3 für Vor- und Rücklauf der Strömung des Mediums und der in diesem Gehäuse konzentrisch angeordneten Trommel 4 mit an dieser vorgesehenen Rohren 5 ü~nd Kammer 6, 7 für die Verbindung der Rohrstutzen gebil¬ det.
Die Trommel 4, die ebenfalls zylindrisch, wie das Gehäuse 2 ausgeführt ist, weist an ihren koaxialen Enden je einen Wellenzapfen 8, 9 auf, der in einem Lager 10, 11 am Deckel 12 bzw. Boden 13 des Gehäuses drehbar gelagert ist. Je nach Größe der Armatur 1 können die Wellenzapfen 8, 9 entlang ihrer Längsmittelachse Y, wie in der Darstellung in Fig. 1, ausgezogen ausgeführt, oder unterbrochen oder wie in der gleichen Darstellung, strichpunktiert oder teils ununter¬ brochen oder durchgehend, ausgeführt sein. Bei unterbroche¬ ner Ausführung der Wellenzapfen 8, 9 sind diese mit ihren den Lagern 10, 11 abgewandten Enden am Mantel des jeweili¬ gen Rohres 5 für den Vorlauf bzw. Rücklauf des Mediums undrehbar angeschlossen. Die Rohre 5 für den Vor- und Rück¬ lauf sind, wie in Fig. 2 dargestellt, parallel verlaufend, durch die Trommel 4 geführt, so daß bei Normalströmung, d. h. der H-Stellung, diese Rohre die jeweiligen Rohrstut¬ zen 3 geradlinig und ohne Strömungsumlenkung miteinander verbinden. In dieser Stellung der Rohre 5 kann das Medium ungehindert durch die Armatur 1 fließen, wie dies mit Pfeilen in den Darstellungen angedeutet ist.
Um die Strömungsrichtung des Mediums umkehren zu können, d. h. um die X-Stellung zu erreichen, ist die Trommel 4 mit den zwei Kammern 6, 7 versehen, von denen die eine Kammer 6 die Trommel diagonal durchdringt, und die andere Kammer 7 diese und die Rohre 5 ummantelnd, umschließt. Diese zweite Kammer 7 liegt also zwischen dem Innenmantel der Trommel 4 und den in dieser vorgesehenen Einbauten, d. h. den Rohren 5 und der diagonalen Kammer 6 und wird zwangsläufig von zwei Kammerhälften gebildet, die strömungsmäßig wiederum, mindestens in deren Ein- und Ausströmbereich miteinander verbunden sind. Zum Zwecke der Absenkung von etwaigen Druckverlusten auch während der Umkehrung der Strömung, d. h. in der X-Stellung, können die, die Trommel 4 koaxial versteifenden Endplatten, 14, 15 mit größeren Ausnehmungen 16, 17 versehen sein, über die die Hälften der Kammern 7 kommunizieren können. Auf diese Weise werden auch Druckstö¬ ße in der Armatur 1 vermieden, die durch plötzlichen A.uf- prall zweier Medienmengen auftreten könnten. Die Endplatten 14, 15 selbst, die wagenradförmig ausgeführt werden können, sind an ihrem Umfang mit dem Umfangsrand der Trommel 4, insb. durch Schweißung, verbunden und sie weisen in ihrem Zentrum eine Nabe auf, durch die der jeweilige Wellenzapfen 8, 9 geführt und vorzugsweise dieser an dieser Nabe auch durch Schweißung verbunden ist.
Durch diese Verbindung jedes Wellenzapfens 8, 9 sowohl an den Naben der Endplatten 14, 15 als auch an den Mänteln der Rohre 5 wird eine drehfeste Welle geschaffen, die ohne Ver- windung der Trommel 4 diese zu drehen vermag. Dieser Stei- figkeit gegen Verwindung trägt auch die die Trommel 4 dia¬ gonal durchdringende Kammer 6 bei, die endseitig am Innen¬ mantel der Trommel und etwa mittig an den Außenmänteln der Rohre 5 durch Schweißung angeschlossen ist. Durch diese Verbindung mit der Trommel 4 einerseits und den Rohren 5 andererseits wird die Trommel ausreichend ausgesteift, so daß sie kaum Verwindungen derselben zu folgen vermag. Hinzu kommt, daß auch die Endplatten 14, 15 zu dieser Aussteifung beitragen, so daß die Trommel 4 ein ausreichend starres Ge¬ füge hat, das auch mit geringem Spiel zum Innenmantel des Gehäuses 2 oder, wie in dem hier dargestellten Fall, zu den Ringflanschen 18 der in das Gehäuse ragenden Rohrstutzen 3 ausgelegt werden kann.
Um die Trommel 4 gegen das Gehäuse 2 bzw. die Rohrstutzen 3 abzudichten, sind zwischen diesen und der Trommel Dichtun¬ gen 19 vorgesehen, die eine Rückvermischung der Medienströ¬ me ausschließen. Diese Dichtungen 19 können zwar beliebig ausgeführt werden, es empfiehlt sich jedoch, Dichtungen, wie in der deutschen Patentanmeldung P 87 11 201.9 darge¬ stellt und beschrieben, zu verwenden.
Um die Trommel 4 im Gehäuse 2 drehen zu können, ist gem. der Darstellung in Fig. 1 ein Wellenzapfen 8 nicht nur aus dem Deckel 12 des Gehäuses herausgeführt, sondern dort noch so verlängert, daß auf diesen ein Handrad oder mechanischer Antrieb 33 aufgesteckt werden kann. Die Verbindung dieses Wellenzapfens 8 mit dem Antrieb 33 und/oder Handrad ist allgemein bekannt, so daß auf diese hier nicht weiter ein¬ gegangen zu werden braucht. Der Wellenzapfen 8 selbst ist an dieser Durchführung mittels Lagerbüchse 34 und Dichtun¬ gen 35 ausgerüstet, um die Drehbarkeit zu gewährleisten und einen Leckverlust auszuschließen. Der andere Lagerzapfen 9 kann, wie in der Darstellung ausgeführt, in dem Topflager 11 am Boden 13 des Gehäuses 2 stecken oder auch aus diesem herausgeführt sein.
Um die jeweiligen Stellungen H, X oder Z der Trommel 4 nach außen sichtbar zu machen, kann der aus dem Gehäuse 2 ragen¬ de Wellenzapfen 8 mit einem Indikator ausgerüstet sein, der die jeweilige Stellung anzeigt. Auch kann dieser Wellenzap¬ fen 8 oder der andere Wellenzapfen 9 an einem weiteren An¬ trieb 33 angeschlossen sein, der nur für die Schließstel¬ lung, d. h. Z-Stellung, der Armatur zuständig ist.
4-Wege-Armatur 21 Gehäuse 22 Rohrstutzen 23 Trommel 24 Rohr 25 Kammer 26 Kammer 27 Wellenzapfen 28 Wellenzapfen 29 Lager 30 Lager 31 Deckel 32 Boden 33 Antrieb Endplatten 34 Lagerbüchse Endplatten 35 Dichtung Ausnehmung 36 Ausnehmung 37 Segment Ringflansch 38 Segment Dichtung 39 Segment
Sonstige
Längsmittelachse

Claims

A N S P R Ü C H E
4-Wege-Armatur zum Umkehren der Strömungsrichtung von in Rohrleitungs-Systemeπ geführten, flüssigen oder gasför¬ migen Medien, iπsb. bei Wärmeaustauschern, Kondensatoren u. a., wobei die Armatur (1) ein zylindrisches Gehäuse (2) mit an dessen Mantel angeschlossenen Rohrstutzen (3) für deren Anschluß an Zu- und Abflußleitungen des Rohr¬ leitungs-Systems aufweist, und diese Rohrstutzen (3) für Vor- und Rücklauf der Strömung jeweils parallel zueinan¬ der am Gehäuse (2) angebracht sind, sowie im Gehäuse (2) selbst ein Umlenkkörper für die Umkehrung der Strömungs¬ richtung des Mediums von einer H- zu einer X-Stellung und umgekehrt vorgesehen ist, und bei welcher Armatur
(1) der Umlenkkörper von einer konzentrisch zum Gehäuse
(2) angeordneten Trommel (4) mit an dieser angebrachten Strömungswegen (5, 6) für die H- und X-Stellung gebildet wird, von denen die Strömungswege (5) für die H-förmige Durchströmung der Armatur (1) als zwei die Rohrstutzen
(3) geradlinig verbindende Rohrleitungen und die Strö¬ mungswege für die X-förmige Durchströmung der Armatur (1) als zwei um die Rohrleitungen geführte und die Rohr¬ stutzen (3) verbindende Kammern (6, 7) gebildet werden, von denen beide, Rohrleitungen und Kammern mit den Rohr¬ stutzen (3) des Gehäuses (2) wechselseitig verbindbar sind, sowie die Trommel (4) um die Längsmittelachse (Y) des Gehäuses (2) in diesem drehbar gelagert, wie auch deren Rohrleitungen (5) und Kammern (6, 7) mit den Rohr¬ stutzen (3) dichtend, verbindbar sind, und daß die Trom¬ mel (4) neben den Strömungswegen (5, 6, 7) gemäß den Stellungen (H) und (X) auch in eine weitere Stellung (Z) durch Drehen um ihre Achse (Y) bringbar ist, und daß in dieser Stellung der Trommel (4) mindestens zwei benach¬ barte Rohrstutzen (3) , durch Einfahren des Mantels der Trommel in deren Öffnungsquerschnitt, absperrbar sind.
2. Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Trommel (4) in Höhe der Einmündungen der Rohrstutzen (3) in das Gehäuse (2) zwischen den Öffnun¬ gen für den Durchtritt der Rohrleitungen (5) und Kammern (6, 7) je eine Schürze (Segment 39) aufweist, die beim Drehen der Trommel um ihre Achse (Y) in die Einmündungen der Rohrstutzen einfahrbar ist.
3. Armatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Wandfläche dieser Schürze (39) die an den Rohrstut¬ zen (3) angebrachten Dichtungen (19) kraftschlüssig an¬ legbar sind.
4. Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Gehäuse (2) herausragende Wellenzapfen (8) für das Drehen der Trommel (4) mit einem Indikator für die Anzeige der jeweiligen Stellung der Trommel (H-, X oder Z-Stellung) ausgestattet ist.
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