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Misch- oder Verteilerorgan Die Erfindung betrifft ein Misch- oder
Verteilerorgan zum Steuern der Strömungsverbindung zwischen einer einzigen Einlaßöffnung
und zwei Auslaßöffnungen bzw. zwei Einlaßöffnungen und einer gemeinsamen Auslaßöffnung
in der Weise, daß der Flüssigkeitsstrom bei einer einzigen Einlaßöffnung in beliebigem
Verhältnis in zwei Teilströme aufgeteilt werden kann oder, wenn die einzige C)ffnung
die Auslaßöffnung bildet, daß die Strömungsverbindung zwischen dieser und den beiden
Einlaßöffnungen so variiert werden kann, daß die über die Einlaßöffnungen zuströmenden
Flüssigkeiten in beliebigem Verhältnis zu einem einzigen Flüssigkeitsstrom vermischbar
sind.
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Eire bekannte Gattung solcher Misch- oder Verteilerorgane hat eine
Kammer von kreisförmigem Querschnitt, in die drei Leitungen münden, von denen mindestens
eine am Umfang der Kammer angeordnet ist, wobei in der Kammer ein drehbarer, gegen
axiale Bewegung gesicherter Steuerkörper vorgesehen ist.
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Bei einem bekannten Mehrwegehahn dieser Gattung ist die Kammer als
zylindrisches Gehäuse ausgebildet, in dessen Wandung in T-Form angeordnet
drei Öffnungen vorgesehen sind und das im Inneren als Steuerkörper ein im Querschnitt
linsenförmiges drehbares Küken hat. Nachteilig ist hier, daß zur Steuerung der Öffnungen
nur ein. Winkelbereich von etwa 90° zum Drehen des Kükens zur Verfügung steht. Infolge
des kleinen Winkelbereiches ist eine Feinsteuerung hier nicht möglich. Ein weiterer
Nachteil dieses bekannten Mehrwegehahnes besteht darin, daß nicht nur zwischen den
Kanten des Kükens und dem zylindrischen Gehäuse ein flüssigkeitsdichter Abschluß
erforderlich ist, sondern auch noch zwischen den Stirnseiten des Kükens und dem
Gehäuse. Auf Grund dessen ist es außerordentlich schwierig, eine dauerhafte, flüssigkeitsdichte
Abdichtung zwischen dem Gehäuse und den entsprechenden Flächen des Kükens zu erzielen.
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Bei einem weiteren bekannten derartigen Mehrwegehahn hat das in dem
zylindrischen Gehäuse drehbare zylindrische Küken eine axiale Öffnung, die über
eine sich in Umfangsrichtung des Kükens erstreckende Längsöffnung mit zwei in der
Gehäusewandung des Mehrwegehahnes durch eine Trennwand getrennten Einlässen in Verbindung
steht, wobei der durch Drehen des Kükens im Mischverhältnis steuerbare Auslaßstrom
aus dem Inneren des Kükens durch eine stirnseitige Öffnung ausfließen kann. Auch
hier ist der zur Verfügung stehende Winkelbereich zum Drehen des Kükens sehr klein,
so daß nur eine Grobsteuerung möglich ist. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß
rings um das Küken mit der Innenwandung des Gehäuses ein flüssigkeitsdichter Abschluß
erforderlich ist, der Schwierigkeiten bei der Herstellung und im Betrieb des Mehrwegehahnes
bedingt.
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Bei einem anderen bekannten Misch- oder Verteilerorgan hat der Steuerkörper
die Form eines Hohlzylinders, der in einen anderen Hohlzylinder hineingesteckt und
gegenüber diesem drehbar ist. Beide Hohlzylinder sind mit durch Drehen des inneren
Zylinders zur Deckung bringbaren Umfangsöffnungen versehen, wobei die Anordnung
so getroffen ist, daß beim Drehen des inneren Zylinders die Durchschnittsquerschnitte
für zwei zu vermischende Flüssigkeiten gegenläufig geändert werden und dadurch eine
Änderung im Mischverhältnis im austretenden Gesamtstrom herbeigeführt wird. Nachteilig
ist einmal, daß die miteinander zusammenwirkenden zylindrischen Teile über ihre
ganze Länge einen flüssigkeitsdichten Abschluß bilden müssen. Außerdem steht auch
hier zur Steuerung nur der durch die Größe der (Öffnungen gegebene kleine Drehbereich
des inneren Hohlzylinders zur Verfügung, so daß ebenfalls nur eine grobe Steuerung
möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Misch- oder Verteilerorgan
zu schaffen, das einfach und billig herzustellen ist und bei dem die geschilderten
Nachteile vermieden sind. Die Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
der Steuerkörper einen mit der Kammerwand abdichtend zusammenwirkenden, im Bereich
der am Umfang angeordneten Umfangsöffnung schraubenförmig verlaufenden Steg aufweist,
dessen beide Enden durch einen abdichtenden Sperrabschnitt miteinander verbunden
sind und dessen Stärke geringer als die axiale Ausdehnung der Umfangsöffnung ist,
wobei die beiden anderen Öffnungen jeweils in eine der durch den Steg getrennten
Teilkammern münden.
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Diese Ausbildung eines Misch- oder Verteilerorgans gemäß der Erfindung
hat vor allem den Vorteil, daß hier zur Steuerung ein Winkelbereich bis zu 360'
zur Verfügung steht, so daß eine sehr feine Einstellung möglich ist. Außerdem ist
es durch den schraubenförmig verlaufenden Steg in einfacher Weise möglich, die Pro-Grad-Teilung
sich ergebenden Änderungen des' Mischverhältnisses dadurch zu variieren, daß man
die Steigung des Steges und/oder die Länge der Umfangsöffnung verändert. Darüber
hinaus kann bei dem Misch- oder Verteilerorgan gemäß der Erfindung die Lage der
beiden Einlaß-bzw. Auslaßöffnungen . sowohl in Längsrichtung der Kammer als auch
in 'Umfangsrichtung verändert werden, ohne daß der Winkelbereich von 360° zur Steuerung
verlorengeht: Ein weiterer Vorteil des Misch- oder Verteilerorgans gemäß der Erfindung
besteht darin, daß nur der Außenumfang des Steges und die Kammerinnenwand einer
Feinbearbeitung bedürfen, was durch Abdrehen oder Schleifen einfach möglich ist,
da die miteinander zusammenwirkenden Flächen Teile von Zylinderflächen sind.
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Zum Erhalt einer konstanten Änderung des Mischverhältnisses über den
gesamten Drehbereich des Steuerkörpers ist es zweckmäßig, wenn die Umfangsöffnung
bei gleichmäßiger Steigung des schraubenförmigen Steges einen rechteckigen Querschnitt
besitzt.
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Wenn es erwünscht ist, daß der Gesamtdurchlußquerschnitt des Hauptstromes
unabhängig von der verhältnismäßigen Aufteilung dieses Stromes veränderbar ist,
kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Kammer in bei Mischventilen an
sich bekannter Weise von einer drehbaren, in das Gehäuse des Misch- oder Verteilerorgans
eingesetzten Hülse gebildet sein, deren drei Öffnungen durch ; Drehen mit entsprechenden
Öffnungen im Gehäuse zur Deckung bringbar sind.
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Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. In den Zeichnungen ist F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Ventil in
einem die Ventilkammerachse enhaltenden Längsschnitt, F i g. 2 ein Querschnitt längs
der Linie I1-11 in F i g. 1, wobei der Steuerkörper fortgelassen ist, F i g. 3 eine
schematisch gezeichnete Abwicklung, die die Arbeitsweise der schraubenlinienförmigen
Steuerkante erkennen läßt, F i g. 4 eine Variante der Steuerkante eines Steuerkörpers
gemäß der Erfindung.
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Bei der Konstruktion nach F i g. 1 und 2 umfaßt das Ventil ein Ventilgehäuse
1 mit einer zylindrischen Bohrung 2, in der eine die Ventilkammer umfassende Hülse
3 drehbar gelagert ist. Aus Gründen der Einfachheit sei angenommen, daß das Misch-
oder Verteilerorgan dazu dienen soll, den Strömungsmittelstrom, der über einen einzigen
in dem Gehäuse 1 ausgebildeten Einlaßkanal 4 zugeführt wird, auf zwei ebenfalls
in dem Gehäuse 1 ausgebildete Auslaßkanäle 5 und 6 zu verteilen.
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Der Einlaßkanal 1 steht mit einer Umfangsöffnung 7 in der Hülse 3
in Verbindung, während die beiden Auslaßkanäle 5 und 6 mit Öffnungen 8 bzw. 9 in
der Hülse 3 in Verbindung stehen; die Hülse 3 kann in dem Gehäuse 1 innerhalb bestimmter
Grenzen durch Drehen derart verstellt werden, daß die wirksamen Querschnitte der
Öffnungen 8 und 9 während einer solchen drehenden Verstellbewegung innerhalb der
vorgesehenen Grenzen entweder unverändert bleiben oder in gleicher Weise variieren
und die in der Umfangsrichtung gemessene Breite der Öffnung 7 in der aus F i g.
2 ersichtlichen Weise verändert wird. Gemäß F i g. 1 sind Dichtungsringe
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von kreisrundem Querschnitt in Ringnuten am Umfang der Wand der Hülse 3
angeordnet, um das Hindurchströmen des Strömungsmittels zwischen den Öffnungen 4,
5 und 6 durch den Spielraum zwischen der Hülse 3 und dem Gehäuse 1 zu verhindern.
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In der Hülse 3 ist in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise ein Steuerkörper
11 gelagert, der einen nach außen vorspringenden schraubenflächenförmigen
Steg 12 trägt; die Enden des Steges sind durch einen axial verlaufenden Sperrabschnitt
13 miteinander verbunden. Die Kanten 14 und 15 des schraubenflächenförmigen Steges
12 bzw. des Sperrabschnittes 13
liegen in unmittelbarer Nähe der Umfangswand
der in der Hülse 3 ausgebildeten Kammer oder berühren diese Wand.
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Da sich die Kante 14 des schraubenflächigen Steges 12 quer
zu der Öffnung 7 erstreckt, bildet der Steg 12 zusammen mit dem Sperrabschnitt 13
eine Sperre, die die beiden Enden der Kammer und die Öffnungen 8 und 9 voneinander
trennt; die Winkelstellung des Körpers 11 in der Hülse 3 bestimmt dabei die
Größe der mit der Öffnung 8 bzw. der Öffnung 9 in Verbindung stehenden, aus der
Öffnung 7 gebildeten Teilöffnungen. Der Körper 11 besitzt eine Verlängerung
16, die gemäß F i g. 1 durch das geschlossene Ende der Hülse 3 nach außen ragt,
bei 17 mittels eines Dichtungsringes von kreisrundem Querschnitt abgedichtet ist
und an ihrem äußeren Ende ein Handrad 18 trägt. Ein weiteres Handrad 19 sitzt auf
dem äußeren, geschlossenen Ende der Hülse 3, damit diese leicht in die gewünschte
Winkelstellung gebracht werden kann.
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Die Kante 14 des schraubenflächenförmigen Steges 12 und die
Kante 15 des Sperrabschnittes 13 können mit durchlaufenden Abdichtungsmitteln versehen
sein, z. B. mit nachgiebigen Dichtungsorganen aus Gummi od. dgl., die sich über
die ganze Länge dieser Kanten erstrecken und entweder in einer längs der Kanten
verlaufenden Nut angeordnet oder durch ein Bindeverfahren mit den Kanten verbunden
sind, wie es z. B. in F i g. 4 bei 20 dargestellt ist.
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Die Hülse 3 in dem Gehäuse 1 wird durch einen Haltering 21 in seiner
Lage gehalten; dieser Haltering ist mit dem Gehäuse 1 durch Schrauben 22 verbunden.
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Aus F i g. 3 geht hervor, daß die der Öffnung 8
bzw. der Öffnung
9 zugeführten anteiligen Mengen des die Öffnung 7 passierenden Strömungsmittelstromes
variiert werden, wenn man die Körper 11
dreht; durch Veränderung
der Steigung des schraubenflächenförmigen Steges 12 und/oder durch Variation der
Schraubensteigung längs verschiedener Umfangsabschnitte kann die Beziehung zwischen
der Drehbewegung des Körpers 11 und der Verteilung der Strömung auf die Öffnungen
8 und 9 auf die verschiedenste Weise abgeändert werden. Ferner kann die wirksame
Breite der Öffnung 7 durch Drehen der Hülse 3 mittels des Handrades 18 variiert
werden, um die durch die Öffnung 7 fließende Strömungsmittelmenge zu ändern, ohne
jedoch eine Änderung der zu den Öffnungen 8 und 9 hinfließenden anteiligen Mengen
zu bewirken.
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An Stelle der in dem Gehäuse 1 angeordneten Hülse 3 können in einer
alternativen Ausführungsform gemäß der Erfindung das Gehäuse 1 und die Hülse 3 als
eine konstruktive Einheit ausgebildet sein, so daß sich eine einfachere Konstruktion
ergeben würde; bei dieser Konstruktion lassen sich jedoch die Abmessungen der Öffnung
7 nicht verändern.
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Selbstverständlich kann man das Mischorgan gemäß der Erfindung so
anschließen, daß die Kanäle 5 und 6 Einlaßkanäle bilden, während der Kanal 4 als
gemeinsamer Auslaßkanal dient; in diesem Falle kann das erfindungsgemäße Mischorgan
auf ähnliche Weise dazu benutzt werden, die anteiligen Strömungsmittelmengen zu
variieren, die dem Kanal 4 von den Kanälen 5 und 6 aus zugeführt werden.
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Ferner sei bemerkt, da.ß die Kammer nicht notwendigerweise zylindrisch
zu sein braucht, sondern eine konische oder andere Form aufweisen kann, deren Querschnitt
um eine Achse kreisrund ist.
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Weiterhin kann die Form der gemeinsamen öffnung variiert werden, um
sie den jeweiligen Erfordernissen anzupassen. Beispielsweise kann die gemeinsame
Öffnung in Form eines Schlitzes ausgebildet sein, dessen Längsachse annähernd rechtwinklig
oder unter irgendeinem gewünschten Winkel zu dem die gemeinsame Öffnung unterteilenden
Abschnitt der Schraubenflächenkante verläuft.