DE1675974B1

DE1675974B1 - Vielwegeventil zur Herstellung von Gasstroemungswegen,insbesondere fuer die Zwecke der Gaschromatographie

Info

Publication number: DE1675974B1
Application number: DE19651675974
Authority: DE
Inventors: Auger Frank Pawley
Original assignee: Distillers Co Yeast Ltd
Current assignee: Distillers Co Yeast Ltd
Priority date: 1964-04-28
Filing date: 1965-04-24
Publication date: 1970-09-03
Also published as: US3411525A; NL6505374A; GB1041514A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vielwegeventil zur Herstellung von Gasströmungswegen, insbesondere für die Zwecke der Gaschromatographie.
Zur Durchführung von Regel-oder Steuervorgängen und insbesondere auch zum Steuern und Lenken der Strömungswege von Proben, vornehmlich eines gasförmigen Mediums in wissenschaftlichen Analysiergeräten, wie sie bei der Gaschromatographie gebraucht werden, ist es bekannt, Vielwegeveltile zu verwenden, die eine Statorplatte und eine Rotorplatte aufweisen, deren gegenüberstehende und aneinanderliegende Flächen miteinander in Kontakt sind.
Hierbei ist die Statorplatte mit mehreren Durchlässen versehen, und die der Statorplatte zugekehrte Fläche der Rotorplatte besitzt mindestens eine Verbindungsnut, welche eine Querverbindung zwischen mehreren.
Durchlässen der Statorplatte bei. Drehung oder Verschiebung der Rotor- oder Schieberplatte herstellen kann. Der Aufbau des Vielwegeventils ist hierbei einerseits so vorgesehen, daß zwischen zwei feststehenden Statorplatten eine Rotorplatte oder eine Schieberplatte beweglich angeordnet ist. An beiden den Statorplatten zugekehrten Flächen der Rotorplatte oder der Schieberplatte befinden sich außer durchgehenden Durchlässen ein oder mehrere Querkanäle. Ferner können auch in der der beweglichen Platte zugekehrten Fläche der Statorplatte mehrere Verbindungskanäle vorgesehen sein. Andererseits ist es bekannt, zwei Vielwegeventile in einem gemeinsamen Gehäuse zusammenzufassen, wobei jedes Ventil aus einer Statorplatte und einer Rotorplatte besteht und die beiden Rotorplatten gemeinsam verstellt werden können. In dem Gehäuse selbst befindet sich ein Verbindungskanal zur Verbindung einer Statorplatte des einen Ventils und der Statorplatte des anderen Ventils. Es ist weiterhin bekannt, die Leitungen bei einem Leitungssystem als offene Kanäle in eine elastische Platte einzupressen und mit einer die Leitungsanschlüsse tragenden ebenen Platte abzudecken. Dieser Abdeckplatte ist eine Umschaltplatte zugeordnet, die in verschiedenen Stellungen eingestellt werden kann.
Bei den bekannten Vielwegeventilen der genannten Art ist nur ein Umschaltorgan mit einer oder zwei -Statorplatten vorgesehen. Auch wenn an beiden Flächen der Umschaltplatte und den an der Umschaltplatte anliegenden Flächen der Statorplatte oder der Statorplatten mehrere Verbindungskanäle angeordnet sind, ergibt sich eine vorbestimmte Zwangläufigkeit bei der Herstellung der Verbindungswege Die Andernug eines Verbindungsweges auf einer Fläche der Umschaltplatte hat zwangläufig eine Änderung des Verbindungsweges auf der Fläche der anderen Seite desselben Umschaltorgans zur Folge.
Hierdurch ergibt sich eine bestimmte Beschränkung in der Herstellung der Verbindungswege, weil die Verbindungswege auf den verschiedenen Seiten der Umschaltplatte nicht unabhängig voneinander eingestellt werden können. In manchen Fällen ist es hierbei erforderlich, an den Außenseiten der Statorplatte zusätzlich äußere Verbindungswege zu montieren. Diese lassen sich zwar verändern. Dazu bedarf es eines zusätzlichen Arbeitsaufwandes, abgesehen davon, daß man bei den Vielwegeventilen für die Zwecke der Gaschromatographie bestrebt ist, sogenannte tote Leitungsräume gering zu halten und zu vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vielwegeventil zur Herstellung von Gasströmungswegen, insbesondere für die Zwecke der Gaschromatographie, das eine Statorplatte und eine Rotorplatte aufweist, zu schaffen, bei dem die Möglichkeit der Herstellung der Verbindungen der Leitungen in einem wesentlich größeren Umfang als bisher variiert werden kann.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der mit durchgehenden Durchlässen versehenen Statorplatte an der der Rotorplatte abgekehrten Seite eine auswechselbare Wählplatte zugeordnet ist, die an ihrer der Statorplatte zugekehrten Fläche mindestens eine Verbindungsnut für die Durchlässe der Statorplatte aufweist und deren Durchlässe mit den Durchlässen der Statorplatte korrespondieren und der an der der Statorplatte abgekehrten Fläche eine Anschlußplatte für die Zu- und Ableitungen zugeordnet ist, deren Durchlässe mit den Durchlässen der Statorplatte in derselben Flucht liegen. Hierbei sind die Durchlässe sowohl der Anschlußplatte als auch der Wählplatte und der Statorplatte in kreissymmetrischer Anordnung vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Vielwegeventils ist die Möglichkeit einer viel weitgehenderen Freizügigkeit bei der Herstellung der Verbindungen zwischen den Leitungen als bisher geschaffen.
Mittels der Anordnung von- zwei Umschaltorganen in ein und demselben Vielwegeventil ergibt sich nicht nur. eine vereinfachte und- kostensparende Bauart und erleichterte Handhabung, sondern es wird eine wesentlich größere Unabhängigkeit in der Einrichtung der Verbindungswege zwischen den vorhandenen Leitungen erzielt. Man kann- eine eingestellte Verbindung auf der einen Seite der Statorplatte belassen und dieser eine Vielzahl von weiteren Verbindungen auf der anderen Seite derselben Statorplatte zuordnen und umgekehrt. Weiterhin können auf beiden Seiten der Statorplatte die Verbindungen zugleich, aber unabhängig voneinander, neu eingestellt werden. Dadurch ergibt sich eine größere Beweglichkeit in der. Schaffung von Leitungsverbindungen bei einem vorbestimmten Aufbau der Apparatur, z. B. in der Gaschromatographie. Zugleich können alle Umführungsleitungen in den Platten des Vielwegeventils selbst untergebracht sein. Äußere montierbare Umführungsleitungen können vollständig entfallen. Es ist eine große Anzahl der Variiermöglichkeit zugleich mit der Freizügigkeit der Herstellung der Verbindungen in vorteilhafter Weise gepaart.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können einer Verbindungsnut an der Wählplatte mehrere mit der Nut nicht korrespondierende Verbindungsnuten an der Rotorplatte gegenüberstehen, die so angeordnet sind, daß eine Verstellung der Rotorplatte die zunächst gebildeten Gasströmungswege abdichtend unterbricht und dann die unterbrochenen Teilwege in einer neuen Einstellung wieder zu durchgehenden Gasströmungswegen miteinander vereinigt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigt F i g-. 1 den Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Vielwegeventil nach Linie I-I der F i g. 3 und F i g. 2 die Draufsicht auf die Anschlußplatte nach Liniell-Il in Fig. 1, Fig. 3 die Draufsicht auf die Wählplatte nach Linie ffi-Ill in F i g. 1, Fig.4 in gleicher Darstellung die eründungsgemäße Statorplatte nach Linie IV-IV und Fig. 5 die dazugehörige Rotorplatte nach Linie V-V sowie Fig. 6 das dazugehörige Schaltschema bei zwei verschiedenen Ventilstellungen.
Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Konstruktionsaufbau. Die Rotorplatte 1 ist fest auf einer drehbaren Schaltwelle 2 angeordnet, die in einer Lagerplatte 3 geführt wird. In gleicher Anordnung zu der mit A-B bezeichneten Längsachse ist die ortsfeste Statorplatte 4, davor die auswechselbare Wählplatte 12 und vor dieser die Anschlußplatte 13, jeweils mit gasdicht aneinanderliegenden Berührungsflächen so angeordnet, daß die genannten Teile einen geschlossenen Schaltblock bilden, den Schraubbolzen 5 fest zusammenhalten.
Wie Fig.2 zeigt, ist die Anschlußplatte 13 mit kreissymmetrisch angeordneten Durchlässen 6 bis 11 versehen. Die gleichen Durchlässe hat die erfindungsgemäße Wählplatte l2 nach F i g. 3, jedoch mit der Ausnahme, daß an Stelle der Durchlässe 8 und 10 eine Verbindungsnut 8'-10' auf deren einer Oberfläche eingesenkt ist.
Fig. 4 zeigt in entgegengesetzter Richtung zur Längsachse A-B die im übrigen mit F i g. 2 übereinstimmenden Durchlässe 6 bis 11 in der fest angeordneten Statorplatte 4, während F i g. 5 die Oberfläche der ausschließlich mit Verbindungsnuten 6'-7', 8'-9', 10'-11' versehenen Rotorplatte 1 darstellt.
Die Austauschbarkeit der Wählplatte 12 erfolgt nach Lockerung der Schraubbolzen 5 und kann durch die kreissymmetrische Ausführungsform einfach durch eine entsprechende Winkeländerung der Einbaulage ersetzt werden. Auf diese Weise ist die Wählplatte 12 nach F i g. 3 zugleich als Bauteil verwendbar, bei welchem an Stelle der Verbindungsnut 8'-10' eine solche zwischen den Ausnehmungen 7-9, 6-8, 11-7, 10-6 oder 9-11 vorgesehen wäre.
In F i g. 6 ist der dem gezeichneten Ausführungsbeispiel entsprechende Gasströmungsweg, bezogen auf die betreffenden Durchlässe der Anschlußplatte 13, durch eine ausgezogene Linie dargestellt. Dabei stellt die zwischen den Eingangsöffnungen 7 und 11 eingezeichnete Wendel schematisch eine über kurze Leitungen angeschlossene und nicht gezeichnete chromatographische Säule dar.
Der Gasströmungsweg führt in diesem Falle nach Fig. 6 zunächst über sämtliche Öffnungen 6 der Anschlußplatte 13, der Wählplatte 12 und der Statorplatte 4 bis zur Rotorplatte 1, verläuft dann längs der Quernut 6'-7' nach Fig. 5 und wieder zurück durch sämtliche Öffnungen 7 der Statorplatte 4, der Wählplatte 12 und der Anschlußplatte 13 nach außen. Ein zweiter und auf Grund des erfindungsgemäßen Vielwegeventils mit Umkehrwegen herstellbarer Gasströmungsweg hat den folgenden Verlauf.
Über die zueinander fluchtenden Durchlässe 11 der Anschlußplatte 13, der Wählplatte 12 und der Statorplatte 4 wird die Verbindungsnut 11'-10' in der Rotorplatte 1 erreicht, von hier aus setzt sich der Weg über den Durchlaß 10 der Statorplatte 4 bis zur Verbindungsnut 10'-8' in der Wählplatte 12 nach Fig.3 fort und kehrt dann in entgegengesetzter Richtung über den Durchlaß 8 in der Statorplatte 4 zur Verbindungsnut 8'-9' in der Rotorplatte 1 nach F i g. 4 zurück, mit der sämtliche zueinander fluchtenden Durchlässe 9 der Statorplatte 4, der Wählplatte 12 und der Anschlußplatte 13 in räumlicher Verbindung stehen. Eine nicht dargestellte Anzeigeeinrich- tung kann unmittelbar an den letzten Durchlaß der Anschlußplatte 13 angeschaltet sein.
Fig. 6 zeigt außerdem in gestrichelter Linienführung die Anderung der beschriebenen Gasströmungswege, welche eintritt, nachdem die Rotorplatte 1 um einen Winkelschritt weitergedreht worden ist. Alle mit deren Verbindungsnuten korrespondierenden Durchlässe 6 bis- 11 in der Statorplatte sind dadurch in neuer Kombination zu zwei durchgehenden Gasströmungswegen vereinigt. Das beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt in anschaulicher Weise die Kombinationsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Vielwegeventils und dessen Vorteile bezüglich Konstruktion, Aufbau, Abdichtung und Auswechselbarkeit der Wählplatte gegenüber den vorbekannten Konstruktionen von Vielwegeventilen mit einem drehbaren Schaltglied oder mit elastischen Labyrinthräumen, die keine Hintereinanderschaltung mehrerer Kanalabschnitte gestatten und auch tote Räume aufweisen, in denen keine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit herrschen kann. Dies aber ist ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Vielwegeventils, dessen Verbindungsnuten in der Wählplatte bzw. in der Rotorplatte nur den gleichen Strömungsquerschnitt haben müssen, wie die Durchlässe in den anderen Platten.

Claims

Patentansprüche: 1. Vielwegeventil zur Herstellung von Gasströmungswegen, insbesondere für die Zwecke der Gaschromatographie, das eine Statorplatte und eine Rotorplatte aufweist, deren gegenüberstehende Flächen miteinander im Kontakt sind, wobei die Statorplatte mehrere Durchlässe aufweist und die der Statorplatte zugekehrte Fläche der Rotorplatte mindestens eine Verbindungsnut besitzt, welche eine Querverbindung zwischen mehreren Durchlässen der Statorplatte bei Drehung der Rotorplatte herstellen kann, d a -durch gekennzeichnet, daß der mit durchgehenden Durchlässen (6 bis 11) versehenen Statorplatte (4), an der der Rotorplatte (1) abgekehrten Seite eine verstell- und auswechselbare Wählplatte (12) zugeordnet ist, die an ihrer der Statorplatte (4) zugekehrten Fläche mindestens eine Verbindungsnut (8', 10') für die Durchlässe der Statorplatte (4) aufweist und deren Durchlässe (6 bis 11) mit den Durchlässen (6 bis 11) der Statorplatte (4) korrespondieren und der an der der Statorplatte (4) abgekehrten Fläche eine Anschlußplatte (13) für die Zu- und Ableitungen zugeordnet ist, deren Durchlässe (6 bis 11) - in gleicher Anordnung wie die Durchlässe (6 bis 11) der Statorplatte (4) vorgesehen sind, wobei die Durchlässe (6 bis 11) sowohl der Anschlußplatte (13) als auch der Wählplatte (12) und der Statorplatte (4) in kreissymmetrischer Anordnung vorgesehen sind.
2. Vielwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Verbindungsnut (8', 10') an der Wählplatte (12) mehrere mit dieser Nut nicht korrespondierende Verbindungsnuten (6'-7', 8'-9', 10'-11') an der Rotorplatte (1) gegenüberstehen, die so angeordnet sind, daß eine Verstellung der Rotorplatte (1) die zunächst nebildeten Gasströmungswege [6-7 bzw. 9-(8)-(10)- 11] abdichtend unterbricht und dann die unterbrochenen Teilwege (6 bis 11) in neuer Einstellung wieder zu durchgehenden Gasströmungswegen [6 bis 11 bzw. 7-(8)-(10)-9] miteinander vereinigt.