DE19832162A1 - Blockventil mit mehreren Anschlüssen - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Blockventil mit mehreren zuführenden und abgehenden Anschlüssen, über die aus verschiedenen Quellen kommende und in verschiedene Richtungen zu leitende Medienströme geführt werden. DOLLAR A Ein kompaktes, leicht herzustellendes Blockventil besitzt gemäß der Erfindung DOLLAR A a) einen im Gehäuse (1) des Blockventils vorgesehenen, stets offenen Ringkanal (3), über den sämtliche Anschlüsse (10) des Blockventils miteinander zu verbinden sind, DOLLAR A b) mehrere auf der Außenseite des Gehäuses (1) angeordnete, jeweils durch einen Steg (7) in zwei Räume (8, 9) getrennte Ventilkammern (6), wobei der eine Raum (8) unmittelbar mit dem Ringkanal (3) verbunden ist, während der andere Raum (9) mit einem in das Gehäuse (1) mündenden Anschluß (10) verbunden ist, DOLLAR A c) einen jeweils einer Ventilkammer (6) zugeordneten, außen am Gehäuse (1) befestigten Ventileinsatz (12), welcher im wesentlichen aus einer dichtend auf dem Steg (7) zur Anlage bringbaren Ventilmembran, einem der Befestigung am Gehäuse (1) dienenden Gehäuseaufsatz und einem der Betätigung der Ventilmembran dienenden Antrieb (13) besteht (Fig. 1).

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Blockventil mit mehreren zuführenden und abgehenden Anschlüssen, über die aus verschiedenen Quellen kommende und in verschiedene Richtungen zu leitende Medienströme geführt werden.

Derartige Blockventile sind in unterschiedlichster Gestaltung bekannt. Die verschiedenen Ausführungen unterscheiden sich vornehmlich in der Gestaltung ihrer Gehäuse, in die meist auch die Sitze für außen am Gehäuse zu befestigende Ventileinsätze integriert sind. Als Beispiel seien hier die EP 0 686 794 A1 und die EP 0 735 302 A1 genannt.

Beim Gegenstand der erstgenannten Schrift handelt es sich um ein Dreiwegeventil, dessen Gehäuse aus einem einzigen Block besteht, in dem zwei stegförmige Sitze für außen am Gehäuse zu befestigende Membranventileinsätze angeordnet sind.

Letzteres ist ein modulares Ventilsystem zum Sammeln und Verteilen von Flüssigkeiten, das entsprechend den gegebenen Anforderungen, also insbesondere der Anzahl der zu- oder abführenden Anschlüsse, aus einzelnen anreihbaren Modulen aufgebaut wird. Hier ist allerdings der Ventilsitz in den Ventileinsatz integriert. Da der Ventileinsatz wahlweise in zwei um 180° gegeneinander verdrehten Stellungen in einen mit einem Hauptkanal verbundenen Aufnahmeraum einsetzbar ist, kann jeder einzelne Ventileinsatz entweder eine Sammel- oder eine Verteilfunktion ausüben. Somit bietet dieses modulare Ventilsystem viele Kombinationsmöglichkeiten bezüglich der Anzahl und der Wirkung seiner Anschlüsse.

Bei Blockventilen, die in Anlagen mit hohen Anforderungen an ein sauberes Strömungssystem eingesetzt werden, werden ein oder mehrere Anschlüsse für die Zuführung reinigender oder sterilisierender Medien bereitgehalten. Vor allem bei solchen Blockventilen ist es erforderlich, daß keine Toträume, also von einer Durchströmung nicht oder nur unzureichend erfaßte Räume, innerhalb des Ventils verbleiben. Die Gefahr von Toträumen besteht vor allem bei kompliziert aufgebauten Gehäusen, in denen einzelne Gehäusepartien aufgrund von Wirbeln, Stauungen oder Kurzschlußströmen von einer intensiven Strömung ausgeschlossen bleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Blockventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Möglichkeit bietet, beliebig viele Anschlüsse vorzusehen, das aber dennoch unkompliziert aufgebaut und mit geringem Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch

• a) einen im Gehäuse des Blockventils vorgesehenen, stets offenen Ringkanal, über den sämtliche Anschlüsse des Blockventils miteinander zu verbinden sind,
• b) mehrere auf der Außenseite des Gehäuses angeordnete, jeweils durch einen Steg in zwei Räume getrennte Ventilkammern, wobei der eine Raum unmittelbar mit dem Ringkanal verbunden ist, während der andere Raum mit einem in das Gehäuse mündenden Anschluß verbunden ist,
• c) einen jeweils einer Ventilkammer zugeordneten, außen am Gehäuse befestigten Ventileinsatz, welcher im wesentlichen aus einer dichtend auf dem Steg zur Anlage bringbaren Ventilmembran, einem der Befestigung am Gehäuse dienenden Gehäuseaufsatz und einem der Betätigung der Ventilmembran dienenden Antrieb besteht.

Da die Struktur des erfindungsgemäßen Gehäuses im wesentlichen durch den allen Anschlüssen gemeinsamen Ringkanal und die an der Außenseite angeordneten Ventilkammern bestimmt wird, ergibt sich ein unkomplizierter Aufbau, der die Möglichkeit einer theoretisch unbegrenzten Anzahl von Anschlüssen mit beliebiger Nutzung bietet. Mit einer wachsenden Zahl von Anschlüssen vergrößert sich zwar der Durchmesser des Gehäuses, der grundsätzlich unkomplizierte Aufbau bleibt aber erhalten.

Die Position der Ventilkammern innerhalb des Gehäusekörpers und die Möglichkeit, den mit der Ventilmembran zusammenwirkenden Steg ober- oder unterhalb des Ringkanals anzuordnen, also den mit dem Anschluß verbundenen Raum der Ventilkammer frei zu wählen, führt dazu, daß die Anschlüsse mit parallel zur Achse des Gehäuses verlaufender Richtung an den beiden Stirnseiten in das Gehäuse münden können. Dies wiederum hat zur Folge, daß das Blockventil und seine Anschlüsse sehr kompakt sind und nur wenig Raum in Anspruch nehmen.

Bezüglich der an das Gehäuse anzuschließenden Rohre und deren Verbindung mit dem Gehäuse ergibt sich eine Vielzahl von Möglichkeiten. So können gerade Rohre oder Rohrbogen beliebiger Orientierung mit Schweißenden, mit Verschraubung, mit Flansch oder einer anderen Verbindungstechnik an den Ventilgehäusekörper angeschlossen werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird für solche Blockventile, deren Ringkanal vollständig von einer Durchströmung erfaßt werden muß, vorgesehen, daß der Querschnitt des Ringkanals kleiner ist als der Querschnitt der in das Gehäuse mündenden Anschlüsse. Dies hat die Wirkung, daß sich die Strömung zur Erreichung der über die Anschlüsse fließenden Menge auf die beiden durch den Strömungskanal vorgegebenen Richtungen aufteilen muß. Es wird somit bei jedem Strömungsvorgang der gesamte Ringkanal erfaßt. Eine Kurzschlußströmung zwischen zwei benachbarten Anschlüssen, die die übrigen Bereiche des Ringkanals weitgehend unberührt ließe, wird also vermieden.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Blockventils ist relativ einfach. So wird der im Gehäuse vorgesehene Ringkanal dadurch verwirklicht, daß das Gehäuse zunächst mit einer zentrischen Bohrung versehen wird, in welche der Ringkanal durch spanabhebende Formgebung eingearbeitet wird, worauf die Bohrung mit einem den Ringkanal dichtend überdeckenden Stopfen verschlossen wird.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Stopfen in die Bohrung eingeschweißt wird. Durch die Schweißnaht wird der Stopfen in der Bohrung gehaltert; der zwischen Stopfen und Bohrung vorhandene Spalt wird dicht verschlossen.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den Stopfen mit Hilfe anderer Verfahren fest und dicht in der Bohrung zu verankern. So ist beispielsweise das als weitere Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagene Kleben des Stopfens eine wenig aufwendige und schnelle Methode.

Als lösbare Verbindungen zwischen Stopfen und Bohrung sind zwei weitere Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen:

Die erste Möglichkeit besteht darin, daß in die Bohrung ein Gewinde geschnitten wird, in welches der mit einem Außengewinde versehene Stopfen unter Hinzufügung von Dichtmitteln eingeschraubt wird. Eine oder beide Stirnseiten des Stopfens können hierzu jeweils mit einer Ausnehmung für einen Schraubenschlüssel, also beispielsweise mit einem Innensechskant versehen werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß in die Bohrung Nute eingebracht werden, in welche Dichtelemente zur Halterung und Abdichtung des Stopfens eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Blockventil ist besonders geeignet für Anlagen, in welchen hohe Anforderungen an die Reinheit und/oder die Sterilität der durchströmten Teile der Anlage gestellt werden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Blockventil der erfindungsgemäßen Art,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Blockventil der Fig. 1 gemäß Linie A-A,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Blockventil der Fig. 1 und 2, mit mehreren am Gehäuse befestigten Ventileinsätzen und deren Betätigungsgliedern.

Grundform des Gehäuses 1 des Blockventils ist ein Quader mit abgerundeten Ecken. Das Gehäuse 1 ist mit einer zentrischen Bohrung 2 versehen. Ausgehend von der zentrischen Bohrung 2 wurde ein Ringkanal 3 durch spanende Formgebung in das Gehäuse 1 eingebracht.

Nach der Einbringung des Ringkanals 3 wurde ein Stopfen 4 in die Bohrung 2 des Gehäuses 1 so eingesetzt, daß der Ringkanal 3 zur Bohrung 2 hin völlig geschlossen wird. Durch Schweißnähte 5 erhält der Stopfen 5 einen unverrückbaren und dichten Sitz innerhalb der Bohrung 2.

Von den vier Außenflächen des Gehäuses 1 her sind Ventilkammern 6 durch spanende Formgebung in das Gehäuse 1 eingebracht. Durch einen Steg 7 werden die Ventilkammern 6 in zwei Räume 8 und 9 unterteilt. Dabei ist jeweils der eine Raum 8 unmittelbar mit dem Ringkanal 3 verbunden, während der andere Raum 9 mit einem von oben oder unten in das Gehäuse 1 mündenden Anschluß 10 verbunden ist. Von den Anschlüssen 10 gehen Rohrleitungen 11 aus, über die ein Fluid in das Gehäuse 1 eingeleitet oder aus diesem abgeführt wird.

Jeder Ventilkammer 6 ist ein außen am Gehäuse befestigter Ventileinsatz 12 zugeordnet, der mit einer - nicht dargestellten - Ventilmembran und einem der Betätigung der Membran dienenden Antrieb 13 versehen ist.

Durch dichtendes Aufsetzen einer Ventilmembran auf einem Steg 7 wird die Verbindung zwischen den Räumen 8 und 9 einer Ventilkammer 6 unterbrochen. Der jeweilige Anschluß 10 ist damit gesperrt. Unabhängig davon, welche der Ventilmembranen geschlossen sind, bleibt jedoch der Ringkanal 3 stets geöffnet.

Durch Abheben der Ventilmembran vom jeweiligen Steg 7 wird der dem Steg 7 in Strömungsrichtung vor- oder nachgeschaltete Anschluß 10 mit dem Ringkanal 3 und über diesen mit einem oder mehreren geöffneten Anschlüssen 10 verbunden.

Da der Querschnitt des Ringkanals 3 kleiner ist als der Querschnitt der Anschlüsse 10 und der Rohrleitungen 11, wird bei Öffnung jeweils eines oder mehrerer zuführender und eines oder mehrerer abführender Anschlüsse 10 ein in beiden Richtungen über den Ringkanal 3 fließender Strom erzeugt. Dies gilt selbst dann, wenn zwei einander unmittelbar benachbarte Anschlüsse für die Zu- und Abführung des Fluids zuständig sind, da sich der Fluidstrom zur Erreichung der gegebenen Strömungsmenge in zwei Äste aufteilen muß. Die Fig. 3 zeigt dies mit einander entgegengerichteten Pfeilen symbolhaft.

Abweichend von dem dargestellten Blockventil, bei dem vier Anschlüsse beliebig miteinander verbunden werden können, sind mit Hilfe der Erfindung auch Blockventile mit einer beliebigen anderen Zahl von Anschlüssen zu verwirklichen. Da für jeden der außen am Gehäuse zu befestigenden Ventileinsätze eine Wand vorzusehen ist, erhöht sich mit der Zahl der Anschlüsse auch die Zahl der Wände bzw. der Ecken des Gehäusekörpers. So ist beispielsweise für ein Blockventil mit drei Anschlüssen ein dreieckiges Gehäuse und für ein Ventil mit sechs Anschlüssen ein sechseckiges Gehäuse einzusetzen. Mit der Zahl der Anschlüsse steigt naturgemäß auch die Größe des Gehäuses. Am grundsätzlichen Aufbau des Blockventils ändert sich allerdings nichts.

Claims (9)

1. Blockventil mit mehreren zuführenden und abgehenden Anschlüssen, über die aus verschiedenen Quellen kommende und in verschiedene Richtungen zu leitende Medienströme geführt werden, gekennzeichnet durch

• a) einen im Gehäuse (1) des Blockventils vorgesehenen, stets offenen Ringkanal (3), über den sämtliche Anschlüsse (10) des Blockventils miteinander zu verbinden sind,
• b) mehrere auf der Außenseite des Gehäuses (1) angeordnete, jeweils durch einen Steg (7) in zwei Räume (8, 9) getrennte Ventilkammern (6), wobei der eine Raum (8) unmittelbar mit dem Ringkanal (3) verbunden ist, während der andere Raum (9) mit einem in das Gehäuse (1) mündenden Anschluß (10) verbunden ist,
• c) einen jeweils einer Ventilkammer (6) zugeordneten, außen am Gehäuse (1) befestigten Ventileinsatz (12), welcher im wesentlichen aus einer dichtend auf dem Steg (7) zur Anlage bringbaren Ventilmembran, einem der Befestigung am Gehäuse (1) dienenden Gehäuseaufsatz und einem der Betätigung der Ventilmembran dienenden Antrieb (13) besteht.

2. Blockventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ringkanals (3) kleiner ist als der Querschnitt der in das Gehäuse (1) mündenden Anschlüsse (10).

3. Blockventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (10) mit parallel zur Achse des Gehäuses (1) verlaufender Richtung an den beiden Stirnseiten in das Gehäuse (1) münden.

4. Verfahren zur Herstellung eines Blockventils gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Gehäuse (1) vorgesehene Ringkanal (3) dadurch verwirklicht wird, daß das Gehäuse (1) zunächst mit einer zentrischen Bohrung (2) versehen wird, in welche der Ringkanal (3) durch spanende Formgebung eingearbeitet wird, worauf die Bohrung (2) mit einem den Ringkanal (3) dichtend überdeckenden Stopfen (4) verschlossen wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines Blockventils gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (4) in die Bohrung (2) eingeschweißt wird.

6. Verfahren zur Herstellung eines Blockventils gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (4) in die Bohrung (2) eingeklebt wird.

7. Verfahren zur Herstellung eines Blockventils gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung (2) ein Gewinde geschnitten wird, in welches der mit einem Außengewinde versehene Stopfen (4) unter Hinzufügung von Dichtmitteln eingeschraubt wird.

8. Verfahren zur Herstellung eines Blockventils gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung (2) Nute eingebracht werden, in welche Dichtelemente zur Halterung und Abdichtung des Stopfens (4) eingesetzt werden.

9. Blockventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Anlage verwendet wird, in welcher hohe Anforderungen an Reinheit und/oder Sterilität der durchströmten Teile der Anlage gestellt werden.