-
Verteilerhahn zum zwangläufigen tin- und Ausschalten von Behältern
In. der chemischen Technik werden oft Umsetzungen durchgeführt, bei denen -eine-Flüssigkeit
oder ein festes Gut von einem Gas oder einer Flüssigkeit durchströmt wird. Wenn
nun. der Vorgang in einem Gefäß nicht vollständig zu Ende geführt werden kann oder
wenn nach dem Gegenstromverfahren oder fortlaufend gearbeitet werden soll, so ist
es erforderlich, . mehrere hintereinandergeschaltete Gefäße anzuwenden, die der
Reihe nach durchströmt werden. Ist die Umsetzung in einem Behälter beendet, so muß
dieser abgeschaltet werden, um ihn entleeren und neu füllen zu können oder, wie
bei der Trocknung von Gasen oder der Adsorption flüchtiger Lösungsmittel, das in
ihm enthaltene Adsorptionsgut wieder beleben zu können.
-
Bei der Benutzung von nur zwei Behältern ist die Führung der Gase
oder Flüssigkeiten einfach. Werden aber drei, vier oder mehr Behälter verwendet,
so gestaltet sich die Steuerung recht schwierig. Es müssen dann sehr viele Hähne
in genauer Folge umgestellt werden, was längere Zeit und große Aufmerksainl;
eit
des Bedienenden erfordert. Die Kupplung oder die gegenseitige Verriegelung so vieler
Hähne bereitet aber auch Schwierigkeiten und verlangt eine sorgfältige I?in:aellung
aller für die zwangsweise richtige Bedienung erforderlichen Vorrichtun@neii, die
zud-ein gegen äußere Einwirkungen empfindlich s s ind.
-
Es wurde nun gefunden, daß die Uni- und .Abschaltung der verschiedenen
Gas- oder Flüssigkeitsströme mit einem einzigen Verteilerlialin zwangläufig bewirkt
werden kann. Dieser Verteil.erhalin besitzt nur ein einziges Küken -, wobei radial
zur Kükenachse gerichtete Anschlußstutzen für die Behälter im Gehäuse in zwei verschiedenen,
zur Kükenachle senkrecht liegenden Eirenen angeordnet sind. Das Hahnküken ist finit
axial oder schräg verlaufenden Nuten zur -Verbindung dieser Gehäuseanschlußstutzen
verselieii, und zwar derart, dali die Verbindungsnuten am hülsen entsprechend den
Gehäuseanschlußstutzen so angeordnet sind, daß sie immer den Eililal,i eines jeden
der angeschlossenen hintereinanderliegenden Behälter mit dem Auslaß des vorhergehenden
1leliälters verbinden. wälirend für den Einlaf des jeweils ersten und den AuslaLl
des jeweils letzten Behälters außer je einer axialen oder schrägen Nut noch je eine
Ringnut vorgesehen ist, die mit den Anschlußstutzen für die Zu- und Ableitungen
in Verbindung stehen, wobei die Anzahl der vorhandenen `'erl>indungsnuteti im Küken
für die Anschlüsse zweier aufeinanderfolgender Behälter iininer um weni@gstens zwei
kleiner ist als die Gesamtzahl der anzuschließenden Behälter.
-
Soll z. 13. finit insgesamt vier Behältern gearbeitet. werden, von
denen jeweils einer reilittni abzuschalten ist, so müßten, wie aus der schematischen
Skizze I (Abh. i) hervorgelit, zwölf Hähne vorhanden sein, vorn denen sechs gleichzeitig
geöffnet oder geschlossen werden mühten, tini einen ausgebrauchten 1-ehälter ab-,einen
frisch gefüllten wieder einzuschalt-en und das Gas oder die Flüssigkeit im richtigen
Sinn durch die drei arbeitenden rehälter zti führen.
-
Man kann zwar z_. B. nach Skizze II acht einfache Hähne der Ablage
zu vier Dreiweghähnen zusammenfassen. Dadurch werden einige Hähne, gespart, die
Schaltung aber nicht vereinfacht. Zur richtigen Steuerung der Anlage in der angegebenen
Art müssen jedesmal zwei einfache und drei Dreiwegliähne verstellt werden. Bei den
letzteren bereitet die richtige Einstellung besondere, Schwierigkeiten, da sie in
verschiedener Drehrichtung und uni verschiedene Beträge verstellt werden müssen.
-
Wie die Skizze 111 für die gleiche Anordnung von vier Behältern
zeigt, bringt der neue Mehrfachbahn demgegenüber eine wesentliche Vereinfachung
der Anlage und eine noch wertvollere Vereinfachung der Bedienung, da nur ein Halin
betätigt und immer nur im gleichen Sinn und 11111 den Bleichen Betrag weiterged,reht
werden muß. Es ist aus diesem Grunde auch leicht, den Melirfachliahn gegebenenfalls
von einem durch Relais geregelten elektrischen -Antrieb selbsttätig schalten -Lind
so die ganze Anlage selbsttätig steuern zu lassen.
-
'Zur Stillegung eines Behälters und zur IIiiitereinandersclialtung
aller übrigen, wobei das dem abgeschalteten Gef:il:l unmittelbar folgende als erstes,
das dein unmittelbar vorhergehenden als letztes durchströmt wird, ist es nur nötig,
das Küken des Hahnes tiiit einen Winkel weiterzudrehen, der sich durch "Peilung
voll 36o° durch die Anzahl der IJ'eliälter ergibt, ini skizzierten Fall von vier
Behältern um go=', bei sechs Behältern um ()o'=. 1?s bereitet keine Schwierigkeiten,
das Küken so auszugestalten, daß beim Drehen nur um einen halben Betrag des genannten
Winkels sämtliche angeschlossenen Behälter usw. vollkommen abgesperrt werden; es
ist dann nur darauf zu achten, daß die Dichtungsflächen zwischen den tveiter unten
erwähnten Längsnuten breit genug sind. Um das Drehen des Kükens im falsche Sinn
vollkommen unmöglich zu machen, kann ein Zahnrad mit einer Sperrklinke angebracht
werden. Die jeweils aufeinanderfolgenden 1?instelltnigen können durch Rasten noch
hesonders festgelegt sein, so daß die Bedienung durch Ungeübte auch unter schlechten
Sichtver@ä ltnissen keinen Schwierigkeiten be-@bntt. Der Bau des neuen Verteilerhahnes
soll an Hand der Abh. 2 bis 8 erläutert werden.
-
Sie zeigen eineAusführungsfornt des Mehrfachliahiles zur Steuerung
von vier Umsetzungsl>e tältern, von denen einer reihum abgeschaltet werden kann,
in einem Längsschnitt (Alrh. z) und vier Querschnitten (Abb.3 bis h), ferner eine
Ahwickluilg des äußeren Mantels des Kükens 6 (Abb. j) und des inneren :Mantels des
Gehäuses 5 (Abb. 8), die besonders deutlich die Einfachheit der praktischen Ausführungsform
eines solchen Verteilerhahnes erkennen lassen.
-
Die Haupteingangsleitting fiilirt frei E an den Halin, während sich
bei A die Hauptableitung befindet. Beide sind durch je eine Ringnut. i i und 12,
in der Ebene 1-1I und VII-VIII liegend, mit je einer der Längsnuten des Kükens verbunden,
von denen die \ut g in der Abh. 2 von der Ebene 1-1I rechts senkrecht nach
Ei verläuft und die mit io die Ebenen @-VI und VII-VIII
(für
den Beschauer nicht sichtbar) verbindet. Die Hauptzu- und -ableitungen könnten auch
zu Bohrungen in Richtung der Kükenachse und von diesen zu den beiden Längsnuten
geführt werden, doch ist die Anordnung der Quernuten die zweckmäßigere. Zwischen
der Haupteingangs- und der Hauptableitung werden nun auf zwei Ebenen, symmletrisch
auf den Gehäuseumfang verteilt, einerseits die Zuführungsleitungen (Ebene III-IV),
andererseits die Abführungs.leitungen (Ebene V-V1) sämtlicher Behälter angeschlossen.
-
Betrachtet man das Küken des Hahnes in der gleichen Reihenfolge, so
befindet sich bei der angegebemle:n Ausführungsweise am oberen Teil des Kükens (Ebene
I-II) die erwähnte, um den ganzen Umfang des Kükens laufende Ringnut i i, die in
jeder Stellung mit der Hauptzuleitung in Verbindung steht. Die von ihr ausgehende
Längsnut 9 führt abwärts bis zur Höhe (III-IV), in der die Anschlüsse an die Eingangsleitungen
sämtlicher Behälter auf dem Gehäuse des Hahnes angebracht sind (Ei, E2, E3 und E4).
Jeweils um den für die Weiterschaltung erforderlichen Winkel von 9o° in der Drehrichtung
vers,otzt befinden sich zwei Längsnuten 7 und 8 auf dem Kükenumfang, die von der
Höhe (III-IV) der Anschlüsse der Eingänge sämtlicher Behälter zur Höhe (V-VI) der
Ausgänge Al, A2, A3, A4 führen. Sollen die Ein- und Ausgangsleitungen einer Anlage
auf dem Gehäuse des Hahnes unmittelbar untereinander liegen, so. müssen diese guten
auf dem Küken schräg laufen. Zweckmäßiger ist! es; die Ein- und Ausgangsleitungen,
wie in dem hier dargestellten Fall, um einen Anschluß versetzt anzubringen, weil
dann diese Längsnuten auf dem Küken gerade, in Richtung der Kükenachse, verlaufen
und so leichter angebracht werden können. Es folgt dann die unterste wieder um den
gesamten Umfang laufende Ringnut 1a (V II-VIII), wieder mit einer kurzen, ebenfalls
gegen die letzte: der vorgenannten Längsnuten, 8, um den Weiterschaltungswinkel
in der Drehrichtung versetzten Längsnut io (in der Zeichnung hinten liegend), die
die Verbindung von den Anschlüssen der Ausgangsleitunibgen. der Behälter (in der
Ebene V-VI) mit der Quernut (VII-VIII) und damit dem Hauptausgang A herstellt.
-
Ist die Zahl der genannten Längsnuten um eins kleiner als die der
antigeschlossenen Behälter und die zur unteren Ringnut führende Längsnut entsprechend
vorverlegt, so kann zwar keiner der Behälter für sich allein abgeschaltet werden,
und es sind dann nur alle gemeinsam gleichzeitig zu schließen; aber es ist möglich,,
jeden der durchströmten Behälter als ersten oder auch als letzten in der Reihe zu
schalten..
-
Ist die Zahl der zwischen den beiden Ringnuten liegenden Längsnuten
um drei oder mehr kleiner als die Zahl der angeschlossenen Behälter und die zur
unteren Ringnut führende Längsnut entsprechend zurückverlegt, so können zwei oder
mehr aus der Reihe der angeschlossenen Gefäße gleichzeitig abgeschaltet werden.
Dies wird aber im allgetneinen nur in Frage kommen, wenn mehr als vier Behälter-
angeschlossen sind.
-
Wenn von einer Schaltungsart zu einer anderen übergegangen werden
soll, so braucht nur das Küken des Hahnes entsprechend verändert oder durch ein
anderes ersetzt zu werden; die Leitungsanschlüsse am Hahn bleiben unverändert. Sollen
z. 13. statt eines Behälters jeweils deren zwei abgeschaltet werden, so wird
das Küken durch ein solches mit einer Längsnut weniger ersetzt.
-
Ein zur Bedienung einer größeren Zahl von Anschlüssen eingerichteter
Mehrfachhahn der beschriebenen Art kann auch für eine geringere Zahl verwendet werden,
einfach dadurch, daß man die entsprechenden Anschlüsse für die fehlenden Behälter
am Gehäuse des Hahns unmittelbar überbrückt.
-
Der Werkstoff, aus dem der Mehrfachhahn hergestellt wird, richtet
sich nach der chemischen Zusammensetzung der durch die Behälter strömenden Gase
oder Flüssigkeiten; so kann z. B. Eisen oder Rotguß, bei stark angreifenden Mitteln
auch Steinzeug od. dgl. verwendet werden:.
-
Es sind zwar schon Verteilerhähne bekanntgeworden, bei denen Anschlußstutzen
in dem Halmgehäuse über den ganzen Gehäuseumfang gleichmäßig verteilt sind.; jedoch
handelt es sich hierbei um Umstellhähne, die nicht nur ein Küken, sondern zwei unabhängig
voneinander verstellbare Küken aufweisen. Weben des Vorhandenseins zweier Küken
ist es bei diesen Umstellhähnen nicht möglich:, zwangsläufig die Anschlüsse mehrerer
Behälter derart zu kuppeln, d.a.ß durch eine bestimmte Drehung des Kükens die angeschlossenen
Behälter ohne Änderung ihrer Reihenfolge weitergeschaltet werden können. Demgegenüber
bietet der erfindungsgemäße Verteilerhahn auf besonders einfache Weise die Möglichkeit,
bei einer Batterie von Behandlungsbehältern durch eine einfache Drehung ohne Änderung
der Reihenfolge die Einzelbehälter in dem Betrieb -#veiterzubehandeln.
-
Es ist auch schon ein Hahn bekanntgeworden, bei dem durch Drehung
des Kükens um einen bestimmten Betrag jeweils entweder eine einzige Verbindung zwischen
mehreren Anschlüssen oder gleichzeitig deren mehrere
hergestellt
werden oder sogar sämtliche Anschlüsse miteinander in Verbindung treten können;
es ist damit aber auch nicht möglich, in gleicher Weise wie hei dem vorstehend hes:chriehenen
Verteilerhahn dieangeschlossenen Behälter ahsatzwe;ise weiterzuschalten oder aus
dem Kreislauf herauszunehmen.