DE1207166B - Tap for mixing several media flowing in via separate lines - Google Patents

Description

Hahn zum Mischen mehrerer, über gesonderte Leitungen zuströmender Medien Die Erfindung bezieht sich auf einen Hahn zum Mischen mehrerer, über gesonderte Leitungen zuströmender Medien.Tap for mixing several, inflowing via separate lines Media The invention relates to a tap for mixing several, over separate Lines of incoming media.

Zur Herstellung eines Gemisches aus mehreren strömenden Medien ist es notwendig, jedes einzelne zuströmende Medium, welches ein Gas oder eine Flüssigkeit sein kann, regeln zu können, damit eine bestimmte beispielsweise prozentuale Zusammensetzung der Gesamtgemischmenge erhalten wird. Eine unabhängige Regelung der einzelnen Zuläufe ist ferner auch dann notwendig, wenn sich beispielsweise die Konzentration oder der Druck eines Mediums ändert, wenn sich auch dadurch die Gesamtdurchflußmenge ändert.To produce a mixture of several flowing media is it is necessary to use every single inflowing medium, which is a gas or a liquid can be to be able to regulate so that a certain, for example, percentage composition the total mixture amount is obtained. Independent regulation of the individual inlets is also necessary if, for example, the concentration or the pressure of a medium changes, even if this also changes the total flow rate changes.

Zum Mischen von mehreren, über gtsonderte Leitungen zuströmenden Medien, ist eine Vorrichtung bekannt, die aus mehreren Kolbenschiebern besteht mit einem Durchflußquerschnitt von rechteckiger oder Parallelogrammforin, wobei der Durchfluß durch die einzelnen Kolbenschieber zur Einstellung des Mischungsverhältnisses durch Drehen der einzelnen Kolben geregelt wird, während zur Regelung des Durchflusses der Gesamtgemischmenge alle Kolbenschieber gleichzeitig und gleichmäßig bewegt werden.For mixing several media flowing in via separate lines, a device is known which consists of several piston valves with one Flow cross-section of rectangular or parallelogram shape, with the flow through the individual piston valves to set the mixing ratio Rotating each piston is regulated while regulating the flow the total amount of mixture, all piston valves are moved simultaneously and evenly.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Hahnes der oben beschriebenen Gattung, der eine gedrängte, kompakte Ausgestaltung aufweist und dessen freie Drosselfläche für 100% Menge in einem Drehwinkel von 901 einstellbar ist.The purpose of the invention is to create a tap of the type described above, which has a crowded, compact design and whose free throttle area can be adjusted for 100% quantity at a rotation angle of 901.

Erreicht wird das dadurch, daß in seinem Küken mehrere unabhängig von der Drehung des Kükens und unabhängig voneinander axial verstellbare Kolben angeordnet sind, die je einer der Zuleitungen zugeordnet sind.This is achieved by having several independently in his chick from the rotation of the plug and axially adjustable pistons independently of one another are arranged, which are each assigned to one of the supply lines.

Die Austrittsstutzen liegen in der Achsrichtung des Kükens und die Kolben füllen zusammen den Querschnitt der Durchflußbohrung des Kükens aus.The outlet nozzle are in the axial direction of the plug and the Pistons together fill the cross section of the plug's flow bore.

Bei der Einstellung der Kolben relativ zum Küken spielt für die Erzielung eines bestimmten Mischungsverhältnisses der Vordruck der zusammenvführten Medien natürlich eine wesentliche Rolle. Bei Handbetätigung der Kolben, beispielsweise über drehbare Hubspindeln, muß der Vordruck durch eine Vordruckregelung auf konstanter Höhe gehalten werden, damit das gewünschte Mischungsverhältnis erhalten wird. Die Einstellung der Kolben relativ zum Küken kann aber auch ständig in Abhängigkeit von den schwankenden Vordrücken erfolgen. An Stelle einer Spindel kann in diesem Fall ein hydraulisch oder pneumatisch betätigter Verstellkolben vorgesehen sein, der in einem Steuerzylinder nach Maßgabe des Vordruckes verschoben wird.When adjusting the piston relative to the chick plays for the achievement a certain mixing ratio of the pre-pressure of the merged media of course an essential role. With manual operation of the piston, for example Via rotatable lifting spindles, the pre-pressure must be kept constant by a pre-pressure control Must be kept at a high level so that the desired mixing ratio is obtained. the Adjustment of the piston relative to the chick can also be continuously dependent from the fluctuating primary pressures. Instead of a spindle, this If a hydraulically or pneumatically actuated adjusting piston must be provided, which is moved in a control cylinder according to the form.

Die Erfindung wird nun nachfolgend an Ausführungsbeispielen und an Hand der Zeichnung näher erläutert. In den Zeichnungen stellt dar F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hahnes im Querschnitt, F i g. 2 ein Teil des Hahnes gemäß F i g. 1 im Horizontalschnitt, F i g. 3 ein weiteres Teil des Hahnes gemäß F i g. 1 und 2 im Vertikalschnitt, F i g. 4 ein Anwendungsbeispiel für einen Hahn gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, F i g. 5 ein Detail des Anwendungsbeispieles gemäß F i g. 4.The invention will now be explained in more detail below using exemplary embodiments and with reference to the drawing. In the drawings, F i g. 1 shows an embodiment of the tap according to the invention in cross section, FIG. 2 a part of the tap according to FIG. 1 in horizontal section, F i g. 3 another part of the tap according to FIG. 1 and 2 in vertical section, F i g. 4 an application example for a tap according to the invention in a schematic representation, FIG. 5 shows a detail of the application example according to FIG. 4th

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem nur zwei in unabhängigen Wegen 1 und 2 strömende Medien miteinander vermischt werden. Die Strömungswege für die ankommenden Medien verlaufen rechtwinklig zu dem Strömungsweg 3 des Gemisches. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, mehr als zwei Medien in einem bestimmten wählbaren Verhältnis miteinander zu mischen, wobei dann zweckmäßigerweise die Strömungswege für die ankommenden Medien alle senkrecht zu der Austrittsrichtung verlaufen, d. h. im Grundriß gesehen sternförmig mit gleichen Winkelabständen an das Gehäuse des Mischhahnes angeschlossen sind.The drawings show a preferred exemplary embodiment of the invention in which only two media flowing in independent paths 1 and 2 are mixed with one another. The flow paths for the incoming media run at right angles to the flow path 3 of the mixture. In principle, however, it is also possible to mix more than two media with one another in a certain selectable ratio, with the flow paths for the incoming media then expediently all running perpendicular to the exit direction, i. H. seen in plan are connected in a star shape with equal angular distances to the housing of the mixer tap.

Der dargestellte erfindungsgemäße Mischhahn besteht aus einem Gehäuse 4 mit den drei Anschlußstutzen 1, 2 und 3, die in üblicher Weise mit Anschlußflanschen 5, 6 und 7 versehen sind. Innerhalb des Gehäuses 4 ist als Regel- und Verschlußteil ein Drehküken 8 gelagert, das von außerhalb des Gehäuses betätigt wird, beispielsweise durch einen Stellhebel 9. Die Form des Kükens geht aus den F i g. 1, 2 und 3 hervor. Die Schließ- bzw. Regelfläche wird durch seitliche stegförinige Wandungen 10 und 11 gebildet, die am unteren Ende durch einen Kreisring 12 und am oberen Ende durch eine Abschlußplatte 13 miteinander verbunden sind. Das Küken ist insgesamt drehbar innerhalb des Gehäuses 4 gelagert. Die obere Abschlußplatte 13 ist aus dem Gehäuse herausgeführt, und zwar unter Zwischenschaltung geeigneter Dichtungen. Der Betätigungsgriff 9 ist unmittelbar mit der Abschlußplatte 13 verbunden. Ein ringföriniger Verschlußdeckel 14 hält die drehbare Abschlußplatte 13 des Kükens in der Gleitführung des Gehäuses. F i g. 2 zeigt deutlich die Stellung des Kükens bei voll geöffnetem Durchflußquerschnitt. Bei Schließstellung des Hahnes ist das Küken um 90' verschwenkt.The illustrated mixing valve according to the invention consists of a housing 4 with the three connecting pieces 1, 2 and 3, which are provided with connecting flanges 5, 6 and 7 in the usual manner. A rotary plug 8 is mounted inside the housing 4 as a control and closure part, which is actuated from outside the housing, for example by an adjusting lever 9. The shape of the plug is shown in FIGS. 1, 2 and 3 . The closing or control surface is formed by lateral web-shaped walls 10 and 11 which are connected to one another at the lower end by a circular ring 12 and at the upper end by an end plate 13. The chick is rotatably mounted as a whole within the housing 4. The upper end plate 13 is led out of the housing, with the interposition of suitable seals. The operating handle 9 is directly connected to the end plate 13 . An annular closure cover 14 holds the rotatable end plate 13 of the plug in the sliding guide of the housing. F i g. 2 clearly shows the position of the plug when the flow cross-section is fully open. When the cock is in the closed position, the plug is pivoted through 90 '.

Das Küken ist, wie üblicherweise bei einem Hahn, das Einstellorgan für die Regelung der Durchflußmenge. Bei dem erfindungsgemäßen Hahn strömen die zugeführten Medien durch die zwischen den segmentförmigen Verschlußwandungen 10 und 11 verbleibenden Öffnungen hindurch, und zwar je nach Vordruck und je nach Stellung des Kükens und durch die vom Kreisring 12 freigegebene Öffnung in den Austrittsstutzen 3. Gemäß der Erfindung soll innerhalb des Mischhahns unabhängig von der Öff- nungsstellung des Kükens eine Regelung des Mischverhältnisses der zuströmendenMedien vorgenommen werden. Für diesen Zweck sind innerhalb des Kükens relativ zu diesem verstellbare Verschlußorgane vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind innerhalb des Kükens 8 entsprechend der Anzahl der zuströmenden Medien zwei hubverstellbare Steuerkolben 15 und 16 gelagert. Die Steuerkolben 15 und 16 sind als Hohlkörper ausgebildet und können auch oben offen sein. Im Querschnitt sind sie so ausgebildet, daß sie praktisch den gesamten freien Raum des Kükens ausfüllen, d. h., die äußere, als Schließfläche wirkende Mantelfläche 17, 18 ist ebenfalls kreisfönnig mit dem gleichen Radius ausgebildet wie die Außenfläche der segmentartigen Wandungen 10 und 11. Diese Querschnittsform der Steuerkolben ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Beispielsweise können die innenliegenden Wandungsteile der Kolben auch entfallen, wenn eine geeignete vertikale Führung vorgesehen ist.As is usually the case with a tap, the plug is the adjusting element for regulating the flow rate. In the faucet according to the invention, the supplied media flow through the openings remaining between the segment-shaped closure walls 10 and 11 , depending on the pre-pressure and depending on the position of the plug and through the opening released by the circular ring 12 into the outlet nozzle 3. According to the invention, within of the mixing tap, the mixing ratio of the inflowing media can be regulated independently of the opening position of the plug. For this purpose, adjustable closure members are provided within the plug relative to this. In the illustrated embodiment, two stroke-adjustable control pistons 15 and 16 are mounted within the plug 8 in accordance with the number of inflowing media. The control pistons 15 and 16 are designed as hollow bodies and can also be open at the top. In cross-section they are designed so that they fill practically the entire free space of the chick, i. That is, the outer jacket surface 17, 18 acting as a closing surface is also circular with the same radius as the outer surface of the segment-like walls 10 and 11. However, this cross-sectional shape of the control piston is not absolutely necessary. For example, the inner wall parts of the pistons can also be omitted if a suitable vertical guide is provided.

Die Einstellung des Mischverhältnisses der zuströmenden Medien hängt (außer vom Vordruck) von der jeweiligen Hubhöhe der vertikal verschiebliehen Steuerkolben 15 und 16 ab. Bei dem in F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Höheneinstellung der Kolben 15 und 16 auf mechanische Weise, beispielsweise von Hand. Zu diesem Zweck kann für jeden Steuerkolben 15 und 16 eine Hubspindel 19 und 20 vorgesehen sein, deren unteres Ende beispielsweise in der Bodenwandung 21 und 22 der Kolben verankert ist. Das Spindelgewinde steht jeweils mit einem Innengewinde drehbar gelagerter Muttern 23 und 24 im Eingriff, die von außen betätigbar, d. h. drehbar sind. Vorzugsweise ist dabei aus Gründen der Vereinfachung nur der untere Bereich der Muttern mit Gewinde versehen. Eine Drehung der Muttern 23 und 24 bewirkt eine Hubverstellung des jeweiligen Kolbens 15 oder 16. The setting of the mixing ratio of the inflowing media depends (apart from the pre-pressure) on the respective stroke height of the vertically displaceable control pistons 15 and 16 . In the case of the one shown in FIG. 1 to 3 , the height of the pistons 15 and 16 is adjusted mechanically, for example by hand. For this purpose, a lifting spindle 19 and 20 can be provided for each control piston 15 and 16 , the lower end of which is anchored, for example, in the bottom wall 21 and 22 of the piston. The spindle thread is in each case with an internal thread of rotatably mounted nuts 23 and 24 in engagement, which can be actuated from the outside, i. H. are rotatable. For the sake of simplicity, only the lower area of the nuts is preferably provided with a thread. A rotation of the nuts 23 and 24 causes the stroke of the respective piston 15 or 16 to be adjusted.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Muttern 23 und 24 durch die obere Abschlußplatte 13 des Kükens hindurchgeführt und an dem herausragenden Ende jeweils mit einem Rändelrad 25 bzw. 26 für eine Handbetätigung versehen.In the illustrated embodiment, the nuts 23 and 24 are passed through the upper end plate 13 of the plug and each provided with a knurled wheel 25 and 26 for manual operation at the protruding end.

Zweckmäßigerweise kann an dem Gehäuse des Hahnes eine Skala 27 vorgesehen sein, die jeweils die Hubhöhe der Steuerkolben 15 und 16 anzeigt. Zu diesem Zweck sind die Spindeln 19 und 20 so weit verlängert, daß sie über die Muttern 23 und 24 hinwegragen. Das freie Ende der Spindeln ist zu diesem Zweck mit einem Zeiger, beispielsweise in Form einer Scheibe 28 bzw. 29 versehen. In F i g. 1 ist ein als Beispiel gewähltes Hubverhältnis der beiden Steuerkolben dargestellt, und zwar entspricht die auf der Skala 27 ablesbare Höhe der Zeiger 28 und 29 der durch die untere Abschlußfläche der Steuerkolben bestimmten freien Durchflußhöhe. Der in Umfangsrichtung freigegebene Durchtrittsquerschnitt ergibt sich dann jeweils aus der Winkelstellung des drehbaren Kükens. Im Ergebnis kann also unter Voraussetzung konstanten Vordruckes ein bestimmtes Mischungsverhältnis durch entsprechende unterschiedliche Wahl der Hubhöhe der Kolben 15 und 16 eingestellt werden, und zwar wird dieses Mischungsverhältnis dann in jeder öffnungsstellung des Kükens eingehalten. Appropriately, a scale 27 can be provided on the housing of the tap, which indicates the stroke height of the control pistons 15 and 16 in each case. For this purpose, the spindles 19 and 20 are extended so far that they protrude over the nuts 23 and 24. For this purpose, the free end of the spindles is provided with a pointer, for example in the form of a disk 28 or 29 . In Fig. 1 shows a stroke ratio of the two control pistons chosen as an example, namely the height of the pointers 28 and 29 readable on the scale 27 corresponds to the free flow height determined by the lower end surface of the control piston. The passage cross-section released in the circumferential direction then results in each case from the angular position of the rotatable plug. As a result, assuming a constant pre-pressure, a certain mixing ratio can be set by correspondingly different selection of the stroke height of the pistons 15 and 16 , and this mixing ratio is then maintained in every opening position of the plug.

Die Handeinstellung des Mischungsverhältnisses ist, wie bereits mehrfach hervorgehoben, nur bei konstantem Vordruck der zuströmenden Medien möglich. Diese Voraussetzung liegt in der Praxis jedoch in den seltensten Fällen vor, so daß bei Handbetätigung auf eine Vordruckregelung praktisch nicht verzichtet werden kann' - Um aber eine derartige Vordruckregelung zu erübrigen, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, die Hubbetätigung der Kolben selbsttätig und ständig in Abhängigkeit des sich möglicherweise ändernden Vordruckes vorzunehmen. Details über diesen erfindungsgemäßen Vorschlag sind in den F i g. 4 und 5 dargestellt. Fig.4 zeigt schematisch die Gesamtanordnung eines erfindungsgemäßenMischorgans mit selbsttätiger Einstellung des Mischverhältnisses in Abhängigkeit von den jeweils auftretenden Vordrücken p 1 und p 2 in den zuströmenden Medien Q 1 und Q2. Zweckmäßig sind bei einer derartigen automatischen Einstellung der Steuerkolben die Hubspindeln 30 mit einem Kolben 31 versehen, der pneumatisch oder hydraulisch in einem Hubzylinder 32 bewegt wird.As has already been emphasized several times, the manual setting of the mixing ratio is only possible with a constant pre-pressure of the inflowing media. However, this requirement is in practice very rarely before, so that upon manual actuation of a pressure control can not be practically avoided '- But in order to eliminate the need for such a pressure control, the invention is proposed according to another feature, the stroke operation of the plunger automatically and to be carried out constantly depending on the possibly changing form. Details about this proposal according to the invention are shown in FIGS. 4 and 5 shown. 4 shows schematically the overall arrangement of a mixing element according to the invention with automatic adjustment of the mixing ratio as a function of the respectively occurring primary pressures p 1 and p 2 in the inflowing media Q 1 and Q2. With such an automatic adjustment of the control piston, the lifting spindles 30 are expediently provided with a piston 31 which is moved pneumatically or hydraulically in a lifting cylinder 32 .

Nach Maßgabe des jeweiligen Vordruckes pl oder p2 wird die dem Hubzylinder 32 zugeführte oder abgeführte öhnenge (bzw. Druckluftmenge) durch Steuerventile 33 bzw. 34 (s. F i g. 4) eingestellt. Es ist auch möglich, die Steuerkolben durch den direkt als Steuerdruck wirkenden Vordruck einzustellen. Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel einer hydraulischen oder pneumatischen Betätigungseinrichtung für die Steuerkolben 15, 16 ist der in dem Zylinder 32 gleitende Hubkolben 31 beidseitig beaufschlagbar, und zwar über Einlaß-bzw. Auslaßöffnungen 35,36. Aus Gründen der Vereinfachung ist nur eine Hubspindel als Detail dargestellt. Diese verschiedene Einstellung der Steuerkolben 15, 16 für ein bestimmtes Mischungsverhältnis der zuströmenden Medien Q 1 und Q 2 ist natürlich unabhängig von der Betätigung des Kükens selbst. Diese kann nach wie vor durch den Stellhebel 9 erfolgen.Depending on the respective form p1 or p2 , the amount of air (or amount of compressed air) supplied to or discharged from the lifting cylinder 32 is set by control valves 33 or 34 (see FIG. 4). It is also possible to adjust the control piston by means of the pre-pressure acting directly as control pressure. In the case of the one shown in FIG. 5 illustrated embodiment of a hydraulic or pneumatic actuating device for the control pistons 15, 16 , the piston 31 sliding in the cylinder 32 can be acted upon on both sides, namely via inlet or. Outlet openings 35,36. For the sake of simplicity, only one lifting spindle is shown as a detail. This different setting of the control pistons 15, 16 for a specific mixing ratio of the inflowing media Q 1 and Q 2 is of course independent of the actuation of the plug itself. This can still be done by the setting lever 9 .

An Stelle der beschriebenen hydraulischen oder pneumatischen Betätigungseinrichtung der Hubkolben nach Maßgabe des Vordruckes kann auch eine elektrisch gesteuerte Verstelleinrichtung vorgesehen sein. Weiterhin können die beschriebenen Einrichtungen bei entsprechender geringfügiger Änderung auch für die Mischung von mehr als zwei zuströmenden Medien verwendet werden.Instead of the hydraulic or pneumatic actuation device described the reciprocating piston Depending on the form, an electric controlled adjustment device can be provided. Furthermore, the described Facilities with a corresponding minor change also for the mixture of more than two incoming media are used.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Hahn zum Mischen mehrerer, über gesonderte Leitungen zuströmender Medien, d a - durch gekennzeichnet, daß in seinem Küken (8) mehrere, unabhängig von der Drehung des Kükens und unabhängig voneinander axial verstellbare Kolben (15, 16) angeordnet sind, die je einer der Zuleitungen (1, 2) zugeordnet sind. Claims: 1. Tap for mixing several media flowing in via separate lines, d a - characterized in that several axially adjustable pistons (15, 16) are arranged in its plug (8) , independently of the rotation of the plug and independently of one another, which are each assigned to one of the supply lines (1, 2). 2. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittstutzen (3) in der Achsrichtung des Kükens liegt. 3. Hahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (15, 16) zusammen den Querschnitt der Durchflußbohrung des Kükens ausfüllen (F i g. 2). 4. Hahn nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Verstellkolben enthaltende Küken im wesentlichen aus folgenden Teilen besteht: a) segmentartigen Wandlungen (10), die in der Schließstellung des Kükens die Zulauföffnungen verdecken; b) einer oberen Abschlußplatte (13), die die segmentartigen Wandungen verbindet; c) Ringstücken (12), die ebenfalls die segmentartigen Wandungen verbinden. und die den Austritt aus der Kükenbohrung zum Austrittsstutzen hin umgeben (F i g. 2 und 3). 5. Hahn nach Ansprach 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln zum Betätigen der Kolben die Abschlußplatte (13) des Kükens durchsetzen und in an sich bekannter Weise an ihren freien Enden mit Zeigern (28, 29) versehen sind, die auf einer am Gehäuse (4) vorgesehenen Skala (27) die Hubhöhe anzeigen. 6. Hahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben in an sich bekannter Weise pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 189 056, 874 230, 950 101; deutsche Auslegeschriften 1029 638, 1077 931; französische Patentschrift Nr. 1218 703; USA.-Patentschrift Nr. 2 501657. 2. Tap according to claim 1, characterized in that the outlet nozzle (3) lies in the axial direction of the plug. 3. Tap according to claim 2, characterized in that the pistons (15, 16) together fill the cross section of the flow bore of the plug (F i g. 2). 4. Tap according to claim 1 to 3, characterized in that the plug containing the adjusting piston consists essentially of the following parts: a) segment- like walls (10) which cover the inlet openings in the closed position of the plug; b) an upper end plate (13) which connects the segment-like walls; c) ring pieces (12) which also connect the segment-like walls. and which surround the outlet from the plug bore towards the outlet nozzle (FIGS . 2 and 3). 5. Hahn according spoke 1 to 4, characterized in that the spindles for actuating the piston, the end plate (13) of the plug penetrate and in a known manner at their free ends with pointers (28, 29) are provided on a The scale (27) provided on the housing (4) indicate the lifting height. 6. Tap according to one of the preceding claims, characterized in that the pistons are actuated pneumatically or hydraulically in a manner known per se. Considered publications: German Patent Nos. 189 056, 874 230, 950 101; German Auslegeschriften 1029 638, 1077 931; French Patent No. 1218,703; U.S. Patent No. 2,501657.