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Technisches
Gebiet
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Die Erfindung betrifft den Bereich
des Hydraulikmaterials und zielt insbesondere auf ein Mehrwegeventil
eines neuen Typs ab. Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung
zur Verteilung von Flüssigkeiten,
die mit solchen Ventilen ausgestattet ist. Solche Einrichtungen
können
sich in der Papierindustrie, der Schmiermittelindustrie oder anderen
als vorteilhaft erweisen.
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Stand der
Technik
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In vielen Industrien erweist es sich
als erforderlich, Lösungen
durch Mischen verschiedener Basisflüssigkeiten zuzubereiten. In
der Papierindustrie muss man zum Beispiel zum Herstellen der Streichmasse
etwa zehn Produkte mischen. Diese Produkte werden ausgehend von
einem Satz von Behältern
zu einem entsprechenden Reaktor geleitet. Bekanntlich sind nun die
Zutaten für
verschiedene Papiersorten unterschiedlich. Bei den bestehenden Anlagen
wird daher, wenn die Rezeptur wechselt, die Konfiguration der Zuführkreisläufe der
Behälter
zu dem oder den Reaktoren geändert.
Diese Konfiguration wird mittels eines Strangs flexibler Rohrleitungen
sichergestellt, deren Enden in Abhängigkeit von der gewünschten Verteilung
angeschlossen werden.
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Eine solche Lösung weist zahlreiche Nachteile
auf. Sie benötigt
nämlich
manuelle Handhabungen und lässt
sich nicht automatisieren. Ferner zieht die Verwendung von Schläuchen Verschmutzungsgefahren
der verschiedenen verwendeten Lösungen nach
sich, denn es erweist sich als schwierig, in solchen Schläuchen automatische
Abstreifsysteme (Molchsysteme) zu verwenden.
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Ein erstes Problem, dessen Lösung die
Erfindung daher anbietet, ist das der leicht veränderbaren Konfiguration eines
Kreislaufs zur Verteilung von Flüssigkeiten.
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Ein zweites Problem ist das der Möglichkeit eines
automatischen Reinigens einer solchen Einrichtung.
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Die Erfindung überwindet die oben genannten
Nachteile und löst
die gestellten Probleme.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die Erfindung betrifft daher zunächst ein Ventil
zum Herstellen der Verbindung zwischen zwei Leitungen, in welchen
Flüssigkeiten
zirkulieren, nämlich
eine obere und eine untere, und bei welchem jede Leitung mindestens
einen Molch aufnehmen kann, der dazu bestimmt ist, die Innenwand
der Leitungen abzustreifen und die Flüssigkeit stromabwärts zu fördern, wobei
das genannte Ventil einen feststehenden Körper mit zu den Leitungen führenden
Anschlusskanälen,
ein bewegliches Verschlussorgan im Inneren des Körpers und ein Mittel zur Betätigung des
genannten Verschlussorgans umfasst Ein solches Ventil ist aus dem
Dokument GB 2 168 463 bekannt.
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Dieses Ventil ist dadurch gekennzeichnet,
- – dass
die Achsen der genannten oberen und unteren Leitungen versetzt sind;
- – dass
der Körper
zwei Paare Anschlusskanäle umfasst,
die in den Richtungen der betreffenden Leitungen angeordnet sind;
- – und
dass das bewegliche Verschlussorgan im Querschnitt von einer durchgehenden Öffnung durchbohrt
ist, die dem Durchmesser der oberen Leitung entspricht, und auf
der der unteren Leitung zugewandten Seite einen vorstehenden Teil aufweist,
dessen allgemeine Kontur einer Öffnung entspricht,
die dazu in der Verbindungszone angebracht ist, die in die untere
Leitung mündet,
um sich in diese zu fügen,
um mit der Innenkontur der Anschlusskanäle der unteren Leitung zusammenzufallen,
während
die durchgehende Öffnung
mit den Anschlusskanälen
der oberen Leitung übereinstimmt,
wogegen die Ränder
des vorstehenden Teils einen Anschlag für einen der aktiven Molche
der oberen Leitung bilden, wenn das Verschlussorgan zurückgezogen
ist, das heißt,
wenn sich das Ventil in offener Stellung befindet.
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Mit anderen Worten erlaubt das erfindungsgemäße Ventil
die Verbindung zwischen zwei Leitungen, die in zwei verschiedenen
Ebenen angeordnet und zueinander leicht versetzt sind. In Abhängigkeit von
seiner Stellung trennt das Verschlussorgan die zwei Leitungen voneinander,
die dann keine Verbindung haben, oder bringt sie in Verbindung.
In geschlossener Stellung, das heißt, wenn die zwei Leitungen
unabhängig
sind, weist das Ventil eine Geometrie auf, die so ist, dass sie
das Hindurchlaufen eines Molches in jedem der Kanäle erlaubt,
was sie automatisch reinigungsfähig
macht.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
stehen die zwei Leitungen zueinander senkrecht, die Erfindung deckt
jedoch auch die Fälle,
in welchen diese eine beliebige Abwinkelung aufweisen oder sogar parallel
sind.
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Vorteilhafterweise ist das bewegliche
Verschlussorgan in der Praxis zylindrisch und weist eine zu den
Längsachsen
der Leitungen senkrechte Symmetrieachse auf.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist der vorstehende Teil des beweglichen Verschlussorgans ebenfalls
zylindrisch, und seine Symmetrieachse fällt mit der Symmetrie achse
des eigentlichen beweglichen Verschlussorgans zusammen.
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Die Geometrie des erfindungsgemäßen Ventils
erlaubt das Verbinden von Leitungen, deren Innendurchmesser unterschiedlich
oder identisch sind.
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In der Praxis ist das Betätigungsmittel
des Verschlussorgans mechanisch, zum Beispiel durch ein manuell
betätigtes
Handrad und eine Endlosschraube realisiert, oder aber elektromechanisch oder
pneumatisch.
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Die Erfindung zielt auch auf eine
Einrichtung ab, die mit einem Ventil wie oben beschrieben versehen
ist. Genauer genommen zielt sie auf eine Einrichtung zum Verteilen
einer Vielzahl von Flüssigkeiten ausgehend
von einem ersten Satz Ursprungsbehältern zu einem zweiten Satz
Zielbehältern
mittels eines ersten und eines zweiten Strangs paralleler Leitungen
ab.
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Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Stränge
in zwei zueinander versetzten Ebenen angeordnet sind und dass sie
ein zuvor beschriebenes Ventil umfasst, das in der Nähe der Kreuzungszonen
der Leitungen des ersten und des zweiten Strangs so angeordnet ist,
dass die Leitungen in Abhängigkeit
von einer vorbestimmten Konfiguration verbunden werden.
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Mit anderen Worten erlauben es die
zuvor beschriebenen Ventile, miteinander zusammengebaut, die Rohrleitungen
zu verbinden, die sich in um einige Dekaden Zentimeter nahe beieinander
liegenden parallelen Ebenen befinden. In den einander gegenüberliegenden
Zonen der Leitungen der zwei Stränge öffnen oder
schließen
die erfindungsgemäßen Ventile,
die an jeder Verbindung installiert sind, die Verbindung zwischen
den nebeneinander liegenden Leitungen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die Ausführungsform der Erfindung sowie die
aus ihr hervorgehenden Vorteile ergeben sich gut aus der folgenden
Beschreibung der Ausführungsformen,
die sich auf die beigefügten
Figuren stützen,
in welchen:
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1 eine
Ansicht eines erfindungsgemäßen Ventils
in seinem "geschlossenen" Zustand im Schnitt
entlang einer Ebene zeigt, die entlang der Achse der unteren Leitung
und senkrecht zur Achse der oberen Leitung verläuft.
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2 ein
Schnitt gemäß 1 ist, in dem das Ventil
in einer offenen Stellung ist.
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3 eine
Schnittansicht des gleichen Ventils entlang einer Ebene, die entlang
der Achse der oberen Leitung und senkrecht zur Achse der unteren Leitung
verläuft,
im "geschlossenen" Zustand zeigt.
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4 der
Schnitt gemäß 3 ist, in dem das Ventil
in offener Stellung ist.
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5 eine
Ansicht des beweglichen Verschlussorgans ist, gesehen entlang der
Achse der oberen Leitung.
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6 eine
Ansicht des Teils der 5 ist, der
entlang der Achse der unteren Leitung gezeigt ist.
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7 eine
Ansicht des Teils der 5 ist, der
entlang seiner Bewegungsachse im Inneren des Ventilkörpers gezeigt
ist.
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8 eine
perspektivische zusammenfassende Ansicht eines Details einer erfindungsgemäßen Einrichtung
ist.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung
ein Vierwegeventil, das dazu bestimmt ist, zwei zueinander versetzte
Leitungen zu verbinden.
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Im Allgemeinen sind die anschließbaren Leitungen
in den Figuren senkrecht dargestellt, jedoch deckt die Erfindung
natürlich
auch die Fälle,
in welchen diese Leitungen eine veränderliche Abwinkelung haben
oder parallel sind.
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Wie man in 1 sieht, besteht ein solches Ventil im
Wesentlichen aus einem Körper 2,
der mit einem Paar von Rohrleitungsabschnitten 3, 4; 5, 6 verbunden
ist, welche die Anschlusskanäle
an die eigentlichen Leitungen 7, 8 bilden. Der
Körper 2 besteht
einerseits aus einer Verbindungszone 9 zwischen diesen
zwei Leitungen 7, 8 und aus einem Teil 10,
der dazu bestimmt ist, ein bewegliches Verschlussorgan 11 aufzunehmen
und dessen Gleiten zu erlauben. Dieser Teil 10 verlängert sich
in einer Platte 12 für
die Aufnahme des Antriebsorgans 13.
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Das Ventil 1 nimmt ein bewegliches
Verschlussorgan 20 auf, das isoliert in den 5 bis 7 dargestellt ist.
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Was den Ventilkörper 2 betrifft, kann
dieser in Abhängigkeit
von der gewählten
Anwendung und der erforderlichen mechanischen Qualität aus einem Stück bestehen
oder nicht.
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Bei der in 1 und 4 dargestellten
Form sind diese Anschlusskanäle 3, 4; 5, 6 auf
eine gemeinsame Basis montiert, die die Zone 9 der Verbindung
der zwei Leitungen 7, 8 untereinander bildet. Anschlussscheiben 14,
die durchgehend durchbohrt sind, statten die Kanäle 3, 4; 5, 6 aus,
um das feste Verbinden mit den angrenzenden Leitungen zu erlauben.
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In der in den 1 und 4 dargestellten
Form haben die untere Leitung 7 und die obere Leitung 8 den
gleichen Durchmesser, die Erfindung deckt jedoch natürlich auch
die Varianten ab, bei welchen die Durchmesser dieser Leitungen unterschiedlich
sind.
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Der Körper 2 des Ventils
und genauer genommen die Verbindungszone 9 weist einen
vorzugsweise kreisförmig
durchbohrten Teil 15 auf, der aber auch eine andere Form
haben kann und der die obere Leitung 8 mit der unteren
Leitung 7 verbindet.
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Nach einem wesentlichen Merkmal der
Erfindung ist der eigentliche Körper 2 des
Ventils dazu geeignet, ein bewegliches Verschlussorgan 20 mit
einer Geometrie aufzunehmen, die es, je nach seiner Position, erlaubt,
die untere Leitung 7 und die obere Leitung 8 zu
verbinden oder sie unabhängig
zu machen. Dieses bewegliche Verschlussorgan 20 kann sich
im Inneren des Körpers 2 des
Ventils entlang einer Achse 21 senkrecht zu den zwei Achsen 17, 18 der
Leitungen 7, 8 verschieben.
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In der dargestellten Form haben der
Teil 10 des Körpers 2 des
Ventils, der dazu bestimmt ist, das Gleiten des beweglichen Verschlussorgans
zu erlauben, und das Verschlussorgan 20 selbst zylindrische Form
mit kreisförmiger
Grundfläche.
Natürlich
deckt die Erfindung auch die Varianten, bei welchen das Verschlussorgan
einen geraden, nicht kreisförmigen Querschnitt,
sondern elliptischen, quadratischen oder rechteckigen oder allgemeiner
vielekkigen aufweist.
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Dieses Verschlussorgan 20,
wie es in den 5 bis 7 dargestellt ist, weist
einen zylindrischen Hauptteil 22 auf, dessen Mantellinien
zur Achse 21 der Verschiebung des Verschlussorgans parallel sind.
Dieser Hauptteil 22 wird von einer Seite bis zur anderen
von einer durchgehenden Öffnung 23 durchbohrt,
deren Durchmesser dem Innendurchmesser der oberen Leitung 8 entspricht.
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Die durchgehende Öffnung 23 ist zum Hauptteil 22 des
beweglichen Verschlussorgans 20 zentriert, und seine Symmetrieachse 24 steht
zur Symmetrieachse 21 des beweglichen Verschlussorgans 20 senkrecht.
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Gemäß einem wichtigen Merkmal der
Erfindung umfasst das Verschlussorgan 20 auch einen vorstehenden
Teil 25, dessen allgemeine Kontur der der Öffnung 15 entspricht,
die dazu im eigentlichen Körper 2 des
Ventils angebracht ist und als Verbindungszone 9 zwischen
der unteren Leitung 7 und der oberen Leitung 8 dient.
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Der Endteil 26 dieser vorstehenden
Zone ist nach einem zylindrischen Profil gebildet, mit einer Krümmung gleich
der der Innenkontur der unteren Leitung 7. Wenn dieser
vorstehende Teil 25 sich daher in die Öffnung 15 des Körpers 2 des
Ventils einfügt,
ist die untere Leitung 7 perfekt zylindrisch mit konstantem
geradem Querschnitt. Die Entfernung zwischen der Achse 24 der
durchgehenden Öffnung 23 und
des Krümmungsmittelpunkts 27 des
Endteils 26 des vorstehenden Teils 25 ist gleich
der Entfernung zwischen den Achsen 17, 18 der
zwei Leitungen 7, 8.
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Das Ventil 1 und genauer
der Körper 2 ist
mit Mitteln ausgestattet, die das Verschieben des Verschlussorgans 20 bewirken.
In der dargestellten Form bestehen diese Mittel aus einer elektromagnetischen
oder elektropneumatischen Ausstattung 30, die an sich bekannt
ist und nicht mehr genauer beschrieben zu werden braucht.
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Wie bereits erwähnt, besteht eines der Probleme,
das die Erfindung zu lösen
anbietet, darin, die verschiedenen Leitungen 7, 8,
die durch ein erfindungsgemäßes Ventil angeschlossen
sind, molchbar zu machen. Wie in 1 sichtbar,
kann die untere Leitung 7 daher einen Molch 32 aufnehmen,
der an sich bekannt ist und der zum Beispiel zwei Elastomerlippen 33 mit
gleichem Durchmesser wie der Innendurchmesser der Leitung 7 aufweist.
Die Konfiguration der vorstehenden Zone 25 des Verschlussorgans
erlaubt das ungehinderte Durchtreten dieses Molches 32 im
Inneren der Leitung 7. Ergänzend können sich Molche 32,
wie in 2 dargestellt,
im Inneren der oberen Leitung 8 bewegen, ohne auf ein Hindernis
zu treffen, da die Achse 24 dieser Öffnung 23 mit der
Achse 18 der Leitung 8 übereinstimmt, weil der Durchmesser
der durchgehenden Öffnung 23 des
Verschlussorgans 20 gleich dem der oberen Leitung 8 ist.
In der in 1 und 2 dargestellten Stellung sind
die zwei Leitungen 7, 8 daher voneinander unabhängig und
können
ohne Mischgefahr von zwei verschiedenen Flüssigkeiten durchlaufen werden.
Die vorstehende Zone 25 des Verschlussorgans 20 schmiegt
sich in die Innenkontur der unteren Leitung 7 ein, während sich
die durchgehende Öffnung 23 des
Verschlussorgans in die obere Leitung 8 fügt.
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Wenn sich das Verschlussorgan 2 im
Körper 2 des
Ventils bewegt, wird dagegen der vorstehende Teil 25 aus
der Öffnung 15 herausbewegt,
die im Körper 2 angebracht
ist, und die obere Leitung 8 und die untere Leitung 7 werden
in Verbindung gebracht. Daher kann die Flüssigkeit von der oberen Leitung 8 zur unteren
Leitung 7 fließen.
Dieses Fließen
kann vom Druck der Molche 32, wie sie in 4 dargestellt sind, begleitet werden.
In diesem Fall bildet das Verschlussorgan 20 einen Anschlag
für die
Molche und blockiert ihre Vorwärtsbewegung.
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Wie aus 3 und 4 ersichtlich,
können
im Körper 2 des
Ventils und insbesondere in der Verbindungszone 9 zwischen
den zwei Leitungen 7, 8, die die Öffnung 15 begrenzt,
Leckerfassungsleitungen 37 angebracht werden, um eine ständige Prüfung der guten
Abdichtung sicherzustellen.
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Ergänzend umfasst das Verschlussorgan 20 zwei
konzentrische O-Ringe (nicht dargestellt), die zu beiden Seiten
der Leckerfassungsleitung 37 angeordnet sind, wenn sich
das Ventil in geschlossener Stellung befindet.
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Ferner weisen die Anschlusskanäle 4,
die an den Körper
der Ventile angeschlossen sind, im Fall der Verwendung von Molchen 32 mit
einem magnetischen Element zu deren Ortung im Inneren der Leitungen
eine Zone 38 auf, die aus einem amagnetischen Werkstoff
hergestellt wird. Durch Installieren geeigneter Detektoren in der
Nähe dieser
Zonen 38 ist es daher möglich,
die Gegenwart eines entsprechenden Molches zum Beispiel an einem
Zirkulationsphasenende zu identifizieren.
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Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung auch
eine Einrichtung zur Verteilung von Flüssigkeiten, die mit erfindungsgemäßen Ventilen
ausgestattet ist.
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Wie in 8 erkennbar,
weist eine solche Verteileinrichtung daher zwei Stränge 50, 51 oder
Lagen paralleler Leitungen 52 auf. Diese zwei Stränge 50, 51 sind
zueinander senkrecht oder nicht und in zwei parallelen, typisch
um einige Dekaden Zentimeter leicht zueinander versetzten Ebenen
enthalten. Ein erster Strang 50, zum Beispiel der horizontal dargestellte,
ist mit einem Satz nicht dargestellter Ursprungsbehälter verbunden.
Der andere Strang 51 ist senkrecht dargestellt und mit
einem Satz von Zielbehältern
verbunden oder aber, allgemeiner, mit verschiedenen Füllorganen,
wie zum Beispiel Papiermaschinen, Raffinage-, Schmiereinheiten und
allgemeiner mit allen Mischungs- und Dosieranlagen für durch Rohrleitungen
verteilte Flüssigprodukte
verbunden.
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Im Bereich der Kreuzungen 54 der
horizontalen und vertikalen Leitungen ist ein erfindungsgemäßes Ventil 1 eingefügt, das
es erlaubt, die entsprechenden Leitungen 52, 53 zu
verbinden oder nicht. Die Vielzahl der Ventile 1, die an
jeder der Kreuzungen zwischen vertikalen und horizontalen Rohrleitungen
angeordnet sind, erlaubt es, vielfache Anschlüsse sicherzustellen, die in
Abhängigkeit
von den gewünschten
Verläufen
von Produkten ausgehend von den Ursprungsbehältern und zu den Zielbehältern umkonfigurierbar
sind.
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Wenn man im Bereich von zwei Kreuzungen nebeneinander
liegender Rohrleitungen zwei erfindungsgemäße Ventile 56, 57 einfügen will,
werden die Ventile oder genauer genommen ihre einander gegenüberliegenden
Kanäle 58, 59 vorteilhafterweise
direkt verbunden.
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Aus dem oben Gesagten geht hervor,
dass die erfindungsgemäßen Ventile
zahlreiche Vorteile aufweisen und insbesondere:
- – eine große mechanische
Einfachheit, denn ein einziges Teil ist im Inneren des Ventils beweglich;
- – die
Abdichtung wird von der beweglichen Fläche sichergestellt;
- – die
Rohrleitungen sind in geschlossener Stellung molchbar, da die zylindrische
Form der Rohre nachgebildet ist;
- – das
bewegliche Verschlussorgan dient dem Molch als Anschlag.
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Ferner weist die erfindungsgemäße Einrichtung,
das heißt
die mit charakteristischen Ventilen ausgestattete, den wesentlichen
Vorteil auf, dass sie das Anschließen zwischen einer beliebigen
Rohrleitung des ersten und des zweiten Strangs erlaubt, wobei dieser
Anschluss nach Wunsch geändert
werden kann, um eine Konfiguration der vorbestimmten Verteilung
zu erzielen.