DE1600966B1

DE1600966B1 - Mehrwegedrehschieber

Info

Publication number: DE1600966B1
Application number: DE19671600966
Authority: DE
Inventors: Dolejs Charles Arthur; Carson Don Burton; Liebman Warren Sherwin
Original assignee: Universal Oil Products Co
Current assignee: Universal Oil Products Co
Priority date: 1966-06-09
Filing date: 1967-06-08
Publication date: 1970-09-24
Also published as: GB1183534A; US3422848A; ES341542A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Mehrwegedrehschieber verstärkt sein. Der Belag führt eine Leckage durch mit einem Stator und einem Rotor, die einander medien- Querverbindung von Durchlässen auf ein Geringstmaß dicht mit einer Auflagefläche, die im wesentlichen zurück, schützt die aufeinander arbeitenden Flächen flach ist und am Rotor von einem an diesem anliegenden des Ventils gegen Verkratzen und verringert den Kraf t- und befestigten Plastikbelag gebildet wird, anliegen 5 bedarf für die Drehung des Ventils, d, h. die Ver- und Durchlässe aufweisen, die derart in Abständen Schiebung in die vorherbestimmten Stellungen,
rund um die Drehachse des Rotors angeordnet sind, Nach der bisherigen Praxis bestand der Belag aus

daß in verschiedenen vorbestimmten Drehwinkel- einer einzigen durchgehenden Platte gleichmäßiger Stellungen des Rotors die Durchlässe im Rotor, deren Stärke, gewöhnlich von kreisförmiger Gestalt, mit Anzahl geringer als die im Stator ist, mit ausgewählten io hindurchführenden Öffnungen entsprechend den verDurchlässen im Stator zur Deckung kommen. schiedenen Durchlässen des Bauteils, an dem der Belag

Ein Mehrwegedrehschieber der vorstehend ange- angebracht war. Bei einer besonders bevorzugten gebenen Art bildet den Gegenstand des USA.-Patents Ausbüdung ist der Belag am Rotor befestigt, während 3 040 777. Wie dort näher erläutert ist, umfaßt ein der Stator keinen Belag aufweist, so daß in den aufderartiges Ventil eine Statorplatte und eine Rotorplatte, ¹S einander gleitenden Flächen des Ventils Plastik mit die in mediendichter Berührung miteinander gehalten Metall in Berührung steht. Wenngleich diese bekannte werden. Der Stator ist im Randbereich mit einer Ausbildung ein sehr wirksames Mehrwegeventil ergibt, Anzahl von Kanälen oder Durchlässen (nachstehend hat es sich trotzdem.als notwendig erwiesen, den Belag als »Randdurchlässe« bezeichnet) versehen, die im auf Grund starker Abnutzung von Zeit zu Zeit zu Abstand voneinander längs des Außenrandes des ²⁰ ersetzen. Es wurde ermittelt, daß die Abnutzung des Stators angeordnet sind. Der Rotor weist ebenfalls Belags in erster Linie auf eine Einwirkung der Randeine Anzahl von Randdurchlässen auf, die eine solche durchlässe des Stators auf den Belag während der Größe haben und so angeordnet sind, daß sie bei einer Drehung des Rotors zurückzuführen ist. Die Anzahl Anzahl vorbestimmter Drehwinkelstellungen des Rotors der Randdurchlässe des Rotors ist allgmein geringer mit den Randdurchlässen des Stators zur Deckung ²5 als die Anzahl der Randdurchlässe des Stators kommen. Radial einwärts von den Randdurchlässen (beispielsweise kann ein typisches Ventil dieser Art des Stators und des Rotors befinden sich mehrere vierundzwanzig in gleichen Abständen angeordnete konzentrische kreisförmige Rinnen oder Spuren, die Randdurchlässe im Stator und fünf asymmetrisch entweder in der Auflagefläche des Stators oder in der verteilte Randdurchlässe im Rotor aufweisen). Jene Auflagefläche des Rotors oder jeweils zum Teil in 3<> Teile im Randbereich des Plastikbelags, wo sich keine beiden diesen Auflageflächen gebildet sein können. Randdurchlässe des Rotors befinden, überdecken und Getrennte Kanäle oder Leitungen führen durch den versperren demgemäß zu jeder gegebenen Zeit, d. h. Statorkörper und stehen in kommunizierender Ver- Stellung des Ventils, entsprechende Randdurchlässe bindung mit jeweils einer kreisförmigen Rinne. Weiter- des Stators. Wenn der Rotor von einer vorbestimmten hin ist der Rotor mit Kanälen oder Leitungen versehen, 35 Stellung in die nächste gedreht wird, neigen die verdie die einzelnen Randdurchlässe des Rotors mit jeweils hältiusmäßig scharfen Kanten dieser blockierten einer der Rinnen verbinden. Der Rotor wird in Statordurchlässe dazu, in den Belag einzuschneiden, vorbestimmten Abständen weitergeschoben und so Weiterhin wurde gefunden, daß dieser Vorgang häufig schrittweise um 360° gedreht, wobei jeder der Rand- durch ein Einsickern von unter Druck stehenden durchlässe des Rotors und demgemäß dessen zugeord- 4° Verfahrensmedien hinter den Belag, d. h. zwischen den nete kreisförmige Rinne in kommunizierende Medien- Belag und die Unterfläche des Rotors, verstärkt wird, Verbindung mit aufeinanderfolgenden Randdurch- da hierdurch eine Schwellung oder Ausbauchung nach lassen des Stators kommt. Ein derartiges Drehventil außen in die Randdurchlässe des Stators verursacht dient insbesondere als einheitliche Vorrichtung zur wird. Das Ergebnis war nicht nur eine zu starke Verbindung und Trennung von Strömen, die es 45 Leckage durch Quer- und Zwischenverbindungen gestattet, in einer vorherbestimmten zyklischen Folge zwischen Durchlässen, sondern auch ein vorzeitiges eine erste Gruppe von Leitungen gleichzeitig mit aus- Versagen des Belags. Wenn der Belag nicht früh gewählten Vertretern einer zweiten Gruppe von genug ausgetauscht wird, können sich dann einzelne Leitungen zu. verbinden, wobei diese Vorrichtung oder zusammenhängende Gebiete mit Metall-Metallzugleich ein Gerät darstellt, das eine Leckage durch 5° Berührung zwischen Rotor und Stator ausbilden, Quer- oder Zwischenverbindungen von Durchlässen, die schließlich zu einer starken Erosion und Verd. h. einen unbeabsichtigten Medienfluß zwischen zwei kratzung von beiden Metalloberflächen führen können, oder mehreren Durchlässen, in wirksamer Weise Es ist ferner bekannt, bei Ventilkörpern aus eleasti-

verhindert. schem Werkstoff Metallarmierungen vorzusehen. So

Wie weiter in dem vorstehend genannten Patent 55 ist beispielsweise ein selbsttätiges Mehrwegeventil mit dargelegt ist, ist es häufig vorteilhaft, in der ebenen einer Dichtscheibe, die bei Arbeitsdruck in der Zufluß-Auflagefläche zwischen dem Stator und dem Rotor leitung mit einem Ringwulst an einem zwischen einer eine Platte oder einen Belag aus Plastik vorzusehen, zentralen Zufluß- und einer dazu konzentrisch angeso daß eine Metall-Metall-Berührung vermieden wird. ordneten Auslaßöffnung vorgesehenen Sitz anliegt, Der »Belag« kann in geeigneter Weise an dem Stator ^6o beschrieben worden, welches dadurch gekennzeichnet oder an dem Rotor angebracht werden, oder es können ist, daß die Dichtscheibe aus einer dünnen, gelochten sowohl der Stator als auch der Rotor mit einer Plastik- Metallplatte besteht, die im Durchmesser kleiner als platte oder -auflage versehen werden. Der Belag die Ventilkammer und deren mittlerer Teil gelocht umfaßt vorzugsweise einen Kunststoff mit selbst- und in die Lochungen durchdringenden Kunststoff schmierenden Eigenschaften, z. B. aus der Gruppe ⁶5 eingebettet ist, während ihr Randteil den in bekannter der im Handel erhältlichen Tetrafluoräthylenharze. Weise ein Rückschlagventil bildenden Lippenrand der Der Belag kann mit Glasfasern oder Glasgewebe, einem Kunststorfdichtung auf der dem Arbeitsdruck aus-Metallgitter, einem teilchenförmigen Bindemittel u. dgl. gesetzten Seite einseitig abstützt. Es handelt sich nicht

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um ein Drehventil der eingangs angegebenen Art mit form der Erfindung ist daher weiterhin eine Druckeinem zwischen einem Stator und einem Rotor ausgleichseinrichtung in Verbindung mit dem plattenbefindlichen, eine Auflagefläche bildenden und am förmigen Bewehrungsglied vorgesehen. Diese Druck-Rotor anliegenden und befestigten Plastikbelag, und ausgleichseinrichtung kann in Form mindestens eines auch hinsichtlich der metallarmierten Dichtscheibe 5 inneren langgestreckten blind-endenden Kanals für besteht keinerlei Ähnlichkeit zu dem Erfindungs- jede Vertiefung ausgebildet sein, wobei der Kanal gegenstand. Armierungen in den verschiedensten längs der Berührungsfläche zwischen dem Rotor und Formen sind auch bei Membranen und Dichtungen dem Plastikbelag im Bereich der zugehörigen Verbekannt, tiefung und des darin angeordneten plattenartigen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen i° Bewehrungsgliedes verläuft, zusammen mit einer durch

Mehrwegedrehschieber der eingangs angegebenen Art das Bewehrungsglied und den Plastikbelag führenden

mit einem Plastikbelag zu schaffen, bei dem die Druckentlastungsöffnung, die sich in kommuni-

vorstehend erläuterten und ähnliche Nachteile be- zierender Verbindung mit dem Kanal befindet. Die

seitigt sind, ein Einschneiden, Verkratzen oder eine Druckausgleichseinrichtung kann auch in Form einer

sonstige Beschädigung des Belags vermieden wird, der 15 Mehrzahl oder eines Netzwerks von sich gegenseitig

Ventilbelag eine beträchtlich höhere Lebensdauer hat schneidenden inneren langgestreckten blind-endenden

und auch nach langer Benutzung keine Leckagen durch Kanälen, die unmittelbar im Bereich einer jeden

unerwünschte Quer- und Zwischenverbindungen von Vertiefung angeordnet sind, ausgebildet sein, wobei

Durchlässen auftreten. die Kanäle längs der Berührungsfläche zwischen dem

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem 20 Rotor und dem Plastikbelag im Gebiet der zugehörigen

Mehrwegedrehschieber der eingangs beschriebenen Art Vertiefung und des darin angeordneten plattenartigen

dadurch gelöst, daß Bewehrungsgliedes verlaufen und die Ausdehnung des

a) in dem Plastikbelag eine Mehrzahl von Ver- Netzwerks der Kanäle etwa genauso groß wie die tiefungen, deren Zahl gleich der Differenz hervorstehende Fläche des Bewehrungsgliedes ist, zwischen der Zahl der Durchlässe im Stator und 25 wiederum in Verbindung mit einer Druckentlastungsder Zahl der Durchlässe im Rotor ist, in Abständen öffnung durch das Verstärkungsglied und den Belag, rund um die Drehachse so angebracht ist, daß die die mit dem Netzwerk der Kanäle in kommuni-Vertiefungen in den verschiedenen vorbestimmten zierender Verbindung steht.

Drehwinkel Stellungen mit den übrigen, von den Die Erfindung wird nachstehend an Hand der ausgewählten Durchlässen verschiedenen Durch- 3° Zeichnungen in. Verbindung mit bevorzugten Auslässen im Stator zur Deckung kommen, wobei führungsformen weiter veranschaulicht,
die Fläche einer jeden der Vertiefungen in der F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch ein typisches, Ebene der Auflagefläche mindestens so groß wie nach den Merkmalen der Erfindung ausgebildetes die Fläche eines jeden der Durchlässe im Stator ist, Mehrwegedrehplattenventil;
und 35 F i g. 2 ist eine Draufsicht bei einem Schnitt durch

b) ein verhältnismäßig starres plattenförmiges Be- das Ventil längs Linie 2-2 der Fig. 1, wobei Teile wehrungsglied in jeder der Vertiefungen angeordnet des Rotors fortgeschnitten sind;

und derart an dem Rotor befestigt ist, daß es F i g. 3 zeigt die Baueinheit aus Rotor und Plastik-

mit seiner Rückfläche den Plastikbelag gegen die belag bei Blickrichtung von unten, längs Linie 3-3

Auflagefläche des Rotors drückt. ,40 der Fig. 1;

Bei manchen Anwendungen hat sich gezeigt, daß F i g. 4, 5 und 6 zeigen in größerem Maßstab das Einsickern von unter hohem Druck stehenden Teilschnitte durch den Rotor und den daran befestigten Verfahrensmedien in das Gebiet der Berührungsfläche Belag, die im einzelnen verschiedene Ausf ührungszwischen dem Rotor und dem Plastikbelag recht formen des plattenartigen Bewehrungsgliedes verbeträchtlich sein und sogar eine Deformation der 45 anschaulichen;

Bewehrungsplatte selbst herbeiführen kann. Derartige F i g. 7 ist ein Teilschnitt, in größerem Maßstab,

eingeschlossene Medien neigen dazu, sich in der durch den Stator, den Rotor und den daran befestigten

Gegend des Vorderrandes des Bewehrungsgliedes anzu- Belag, aus dem die vorstehend erwähnte Druckaus-

sammeln (der Ausdruck »Vorderrand« ist dabei in gleichseinrichtung ersichtlich ist;

bezugauf die Drehrichtung dervoUständigenBaueinheit 50 Fig. 8 ist ein Schnitt längs Linie 8-8 der F i g. 7

aus Rotor und Plastikbelag zu verstehen). Die Mög- mit Blickrichtung nach oben und zeigt die Vereinigung

lichkeit eines Eintritts einer solchen Druckdeformation von Rotor, Plastikbelag und Bewehrungsglied,

der Bewehrungsplatte nimmt bei Drehventilen zu- Gemäß F i g. 1 umfaßt das Drehventil einen unten

nehmender Größe zu, beispielsweise bei Ventilen mit gelegenen Stator 11, einen Rotor 15, der über einen

Rotordurchmessern von 0,46 bis zu 1,52 m oder mehr. 55 an der Unterfläche des Rotors befestigten Plastikbelag

Fertigungstechnische Beschränkungen hinsichtlich der 16 in mediendichter Berührung mit dem Stator gehalten

Herstellungstoleranzen machen es unzweckmäßig, wird und sich in waagerechter Ebene frei drehen

unbedingt eine völlig genaue Deckung der Vertiefungen kann, und eine obere Druckhaube 12. Die Druck-

mit den versperrten Statordurchlässen sicherzustellen. haube 12 ist durch eine Anzahl von durchgehenden

Wenn einmal der Fall eintritt, daß ein zu großer 60 Bolzen 14, die sich in Abständen um den Umfang

Bereich des nicht bewehrten Teils des Belags über befinden, an dem Stator 11 befestigt. Eine Dichtung,

einen Statordurchlaß ragt, so daß er nicht von der beispeilsweise ein Ring 13, der rund um den Außenrand

eigentlichen Auflagefläche des Stators getragen wird, des Stators 11 läuft, dichtet diese Teile gegeneinander

können infolge einer Verformung des Belags durch ab. Der Stator 11 ist vorzugsweise verhältnismäßig

das eingesickerte Medium so große Kräfte auf die 65 dick ausgebildet, während der Rotor 15 vorzugsweise

Bewehrungsplatte einwirken, daß diese beschädigt aus einer verhältnismäßig dünnen Metallplatte besteht,

wird. die sich etwas biegen und unter· der Einwirkung eines

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausf ührungs- geeigneten Anpreßdrucks der Auflagefläche des Stators

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11 anpassen kann. Dieser Anpreßdruck wird durch lasse 37,38,39,49 und 41 sind von kreisbogenförmiger

ein flüssiges oder gasförmiges Medium ausgeübt, das Gestalt und stehen ständig in Deckung mit der zuge-

sich innerhalb der Druckhaube 12 befindet und mittels hörigen Rinne A, B, C, D bzw. E. Die fünf äußeren

einer Druckleitung 24 zugeführt wird. Der Plastik- Rotordurchlässe 32, 33, 34, 35 und 36 sind von kreis-

belag 16 ist in geeigneter Weise an der Unterfläche der 5 f örmiger Gestalt und so bemessen und angeordnet,

Rotorplatte 15 befestigt, beispielsweise durch Ankleben, daß sie sich gleichzeitig mit fünf entsprechenden

mit Schrauben oder Nieten oder einer Kombination Statorranddurchlässen 25 in Deckung befinden, und

dieser Mittel. Der Belag 16 besteht aus einem festen zwar bei jeder der verschiedenen vorbestimmten

deformierbaren Material, vorzugsweise einem Kunst- Drehwinlcelstellungen des Rotors (bei der dargestellten

stoff, wie Polyäthylen, Polyamiden, Polyvinylharzen io Ausführungsform gibt es vierundzwanzig derartige

u. dgl. Besonders bevorzugt wird jedoch eine Aus- vorherbestimmte Stellungen).

bildung des Belags 16 aus einem Plastikmaterial, das Es ist ersichtlich, daß —- wenn sich der Rotor in eine hohe Wärmebeständigkeit und selbstschmierende irgendeiner gegebenen vorbestimmten Drehwinkel-Eigenschaften aufweist, z. B. Tetrafluoräthylenpoly- stellung befindet — die Zahl der Randdurchlässe 25 merisaten. . . 15 des Stators, die durch die mit dem Belag versehene

Die Drehung des Rotors 15 erfolgt mittels einer Unterfläche des Rotors blockiert sind, gleich der daran angebrachten unteren Welle 17. Das untere Anzahl der Statorranddurchlässe abzüglich der AnEnde der Welle 17 greift in eine Mittelbohrung und zahl der Rotorranddurchlässe ist; bei dem dargesitzt in einer ringförmigen Hülse 18, die z. B. aus stellten Ausführungsbeispiel gibt es neunzehn derartige Bronze oder einem Kunststoff bestehen kann. Die 20 blockierte Statordurchlässe.

Welle 17 ist mit einem sich abwärts erstreckenden Wie aus der F i g. 3 ersichtlich ist, sind bei der Aus-Führungsstift 19 versehen, der in eine Bohrung 20 im bildung und Anordnung des Belags gemäß der Erfin-Stator 11 zur Aufnahme des Führungsstifts reicht, um dung eine Mehrzahl von Vertiefungen 59 im Randso eine genaue Ausrichtung des Rotors beim Zu- bereich und in Abständen voneinander in der Untersammenbau des Ventils zu erleichtern. Die Welle 17 25 fläche des Plastikbelags 16 vorgesehen. Diese Verist über eine flexible Kupplung 21 mit einer oberen tiefungen 59 haben eine solche Größe und sind so Welle 22 verbunden. Die obere Welle 22 erstreckt angeordnet, daß sie sich in Deckung mit den versieh abwärts durch eine Wellendichtung 23 und ist auf sperrten Statordurchlässen befinden, wenn der Rotor der anderen Seite an einen geeigneten Drehantrieb irgendeine seiner vorbestimmten Stellungen einnimmt, (nicht dargestellt) angeschlossen. Dieser bewirkt eine 30 Die Anzahl der Vertiefungen ist gleich der Anzahl schrittweise gleichgerichtete Drehung des Rotors. der versperrten Statordurchlässe, so daß jeder Stator-Der Antrieb kann beispielsweise ein Zahngesperre, durchlaß entweder mit einem der fünf äußeren Rotordas durch pneumatische oder hydraulische Kolben durchlässe 32, 33, 34, 35 und 36 oder mit einer Verbetrieben wird, oder eine Stift-Teller-Einrichtung, tiefung 59 zur Deckung kommt, und zwar bei jeder wie sie in dem vorstehend genannten Patent beschrie- 35 der aufeinanderfolgend emgenommenen vorbestimmben ist, umfassen. ten Stellungen des Rotors. Vorzugsweise ist der

Wie weiter aus der F i g. 1 und auch aus der Querschnitt einer jeden Vertiefung mindestens so groß Draufsicht der F i g. 2 hervorgeht, führen eine Anzahl wie der Öifnungsquerschnitt des gegenüberliegenden Von Außen- oder Randdurchlässen 25 durch den Statordurchlasses 25, so daß die Flächen mindestens Stator 11. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 40 gleich sind. Bei der dargestellten Ausf ührungsform sind vierundzwanzig derartige Statorranddurchlässe sind die Durchlässe 25 und die Vertiefungen 59 von in gleichen Abständen von 15° vorgesehen. Radial kreisförmiger Gestalt, wobei die Vertiefungen einen einwärts von den Randdurchlässen 25 befinden sich, etwas größeren Durchmesser als die Statordurchlässe eingeschnitten in die Auflagefläche des Stators 11, aufweisen. Diese Vertiefungen sind vorzugsweise eine Anzahl von konzentrischen kreisförmigen Rillen 45 außerdem etwas radial einwärts zur Drehachse des oder Rinnen; bei dem dargestellten Ausführungsbei- Rotors verschoben, so daß.die Vertiefungen exzenspiel sind, wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, trisch in bezug auf die Statordurchlässe 25 angeordnet fünf derartige Rinnen A, B, C, D und E vorgesehen. sind, wenn sich der Rotor in irgendeiner seiner vorFünf Statorinnendurchlässe 26, von denen drei in der bestimmten Stellungen befindet. Weiterhin ist gemäß Fig. 1 angedeutet sind, stehen einzeln mit jeweils 5° der Erfindung in jeder Vertiefung53 ein verhältniseiner dieser konzentrischen kreisförmigen Rinnen mäßig starres plattenartiges Versteifungs- oder Bein kommunizierender Verbindung. Eine kommuni- Wehrungsglied 51 angebracht, das bei der dargestellten zierende Medienverbindung zwischen den einzelnen Ausführungsform aus einer Scheibe besteht. Jeie konzentrischen kreisförmigen Rinnen und ausgewähl- dieser Scheiben 51 hat vorzugsweise etwa den gleichen tea Randdurchlässen 25 des Stators ist durch fünf 55 Durchmesser wie der zugeordnete versperrte Stator-Querverbindungsrohre 27, 28, 29, 39 und 31, die sich durchlaß 25 und ist vorzugsweise so angeordnet, daß quer unmittelbar über dem Rotor 15 erstrecken, her- die Achsen oder Mittelpunkte übereinstimmen, wenn gestellt. Die Verbindungen sind aus den F i g. 2 sich der Rotor in irgendeiner seiner vorbestimmten und 3 ersichtlich. Das Rohr 27 verbindet einen äußeren Drehwinkelstellungen befindet.
Rotordurchlaß 32 mit einem inneren Rotordureh- 60 Die F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines laß 37. Das Rohr 28 verbindet einen äußeren Rotor- typischen Bewehrungsgliedes 51. Dieses umfaßt eine durchlaß 33 mit einem inneren Rotordurchlaß 38. verhältnismäßig starre kreisförmige Platte 53, die aus Das Rohr 29 verbindet einen äußeren Rotordureh- einem Metall, z. B. Stahl, rostfreiem Stahl, Messing laß 34 mit einem inneren Rotordurchlaß 39. Das od. dgl., oder einem Hartkunststoff bestehen kann. Rohr 30 verbindet einen äußeren Rotordurchlaß 35 55 Der äußere kreisförmige Rand der Platte 53 ist zweckmit einem inneren Rotordurchlaß 40. Das Rohr 31 mäßig in der dargestellten Weise einwärts zum Rotorverbindet einen äußeren Rotordurchlaß 35 mit einem körper 15 hin abgeschrägt. Die Platte 53 ist mit einer inneren RotordurchlaB 41. Die inneren Rotordureh- Schicht aus Plastik, z. B. Polytetrafluoräthylen, über-

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zogen, wobei der Überzug mindestens die Außenfläche Platte 53 und durchdringt völlig die Löcher 52, Diese der Platte 53 und vorzugsweise auch ihren abgeschräg- Ausbildung ist besonders geeignet für eine Aufbringung ten Rand überdeckt. Das Bewehrungsglied 51 ist in der der Plastikschicht auf die Bewehrungsscheibe durch zugehörigen Vertiefung 50 mit Maschinenschrauben 55 Druckformung. Die abgeschrägten Ränder der Löcher befestigt, die in den Rotor 15 eingeschraubt sind, so 5 52 gewährleisten eine dichtere Bindung zwischen der daß die Rückfläche des Bewehrungsgliedes in dichter Plastikschicht 54 und der Platte 53 und gestatten Berührung mit der inneren Stirnfläche der Vertiefung 50 weiterhin die Verwendung dickerer Platten 53. gehalten wird. Hier und in den nachstehenden Patent- Die F i g. 6 veranschaulicht eine weitere Ausf üh-

ansprüchen bezeichnet der Ausdruck »Rückfläche« rungsform des Bewehrungsgliedes; in diesem Falle des Bewehrungsgliedes jene Fläche, die von der io handelt es sich um eine durchlochte nicht abgeschrägte Oberfläche des Stators weiter entfernt ist, während der Platte 58, deren Löcher 59 geradwandig ausgebildet Ausdruck »Außenfläche« des Bewehrungsgliedes die sind. Die starre Platte 58 ist vollständig in eine Plastik-Fläche bezeichnet, die näher zur Oberfläche des Stators schicht 54 eingebettet, d. h., sowohl die Rückfläche liegt. Die Außenfläche 56 des Bewehrungsgliedes 51 und die Außenfläche als auch die Ränder der Platte 58 befindet sich um einen Abstand d einwärts von der 15 sind mit einem geeigneten Kunststoff, z. B. Polytetra-Oberfläche 57 des Plastikbelages. Dieser Abstand d fluoräthylen, überzogen. Der Kunststoff kann nach kann im Bereich von etwa 0,127 bis etwa 2,54 cm einer Druckumhüllungsmethode auf die Platte 58 aufliegen, gebracht werden.

Die Bewehrungsglieder 51 erfüllen eine doppelte Die F i g. 7 und 8 zeigen eine bevorzugte AusFunktion: Sie befestigen den gesamten Belag 16 im 20 f ührungsf orm der Erfindung, bei der eine Druckaus-Randbereich an dem Rotor, und sie führen zu einer gleichseinrichtung in Verbindung mit einem Beweh-Verhinderung oder weitgehenden Verringerung eines rungsglied vorgesehen ist. Der Rotor 15 ist in einer Einsickerns von Verfahrensmedien in das Gebiet der vorbestimmten Drehwinkelstellungen dargestellt, zwischen dem Belag 16 und dem Rotor 15, insbesondere in denen sich die im Belag 16 gebildete Vertiefung 50 im unmittelbaren Bereich der Statordurchlässe 25, wo 25 in Deckung mit einem Statordurchlaß 25 befindet, ein derartiges Einsickern eine Deformierung des Plastik- Ein scheibenartiges Bewehrungsglied 51 von ähn-

belags in die versperrten Durchlässe herbeiführen und licher Ausbildung wie das der F i g. 4 ist in der hierdurch eine rasche Beschädigung oder Abnutzung Vertiefung angebracht. Die Mittel zur Befestigung des des Belags in diesem Bereich verursachen würde. Bewehrungsgliedes, z. B. Schrauben, sind zwecks Durch Schaffung des Spielraums d kommt das Be- 30 besserer Übersichtlichkeit forgelassen. Es ist ersichtwehrungsglied 51 selbst nicht mit der Oberfläche des lieh, daß die Vertiefung 50 einen etwas größeren Stators in Berührung und unterliegt somit keiner Durchmesser als der Statordurchlaß 25 hat und exAbnutzung durch Reibung; die Auflagekraft des Rotors zentrisch einwärts in Richtung auf die Drehachse des wird über die Oberfläche 57 des Plastikbelags verteilt. Ventils angeordnet ist, in den Fig. 7 und 8 also etwas Wie vorstehend erwähnt wurde, ist jede Vertiefung 50 35 nach links. Die Bewehrungsscheibe 51 hat etwa den vorzugsweise etwas exzentrisch in bezug auf den gleichen Durchmesser wie der Durchlaß 25 und ist zugehörigen äußeren Statordurchlaß, und zwar etwas etwa koaxial zu diesem angeordnet. Die Berührungsin Richtung auf die Drehachse verschoben, angeordnet. fläche oder -ebene zwischen dem Rotor und dem Es hat sich gezeigt, daß dies die Betriebszuverlässigkeit Plastikbelag ist mit 70 bezeichnet; eingesickerte des Ventils zusätzlich erhöht. Die Gründe hierfür sind 40 Verfahrensmedien neigen dazu, sich in diesem Gebiet im einzelnen nicht bekannt. Wenn die Bewehrungs- anzusammeln. Die F i g. 7 zeigt die angestrebte scheiben 51, wie das bevorzugt wird, etwa die gleiche praktisch genaue Ausrichtung von Vertiefung 50 und Größe wie die Statordurchlässe haben und koaxial zu Durchlaß 25, die jedoch, wie vorstehend dargelegt, diesen angeordnet sind, bedeutet dies, daß sie ihrerseits bei Ventilen technischer Abmessungen nicht immer etwas exzentrisch in bezug auf ihre Vertiefungen 50 45 erreicht werden kann. Es kann daher vorkommen, daß liegen können, wie das z. B. aus der F i g. 7 ersieht- der Belag 16 in bezug auf den Stator 11 etwas nach lieh ist. links verschoben ist, so daß die Fläche 57 des Plastik-

Die Ausbildung der Vertiefungen 50 mit etwas belags über die Wandung des Durchlasses 25 hinausgrößerem Durchmesser als dem der Bewehrungs- reicht. Da der Druck des im Bereich der Fläche 70 scheiben 51 hat den Zweck, genügend Spielraum für 50 eingeschlossenen Verfahrensmediums gewöhnlich weunterschiedliche Wärmeausdehnungen, etwa zwischen sentlich höher ist als der im Statordurchlaß 25 herrder Platte 53 und dem Hauptteil des Belags 16, zu sehende Druck, kann das auf diese Verschiebung des schaffen, da die Bewehrungsscheiben bei Anwendung Belags zurückzuführende Flächen- und Kräfteundes Ventils in vielen Verfahren während eines Umlaufs gleichgewicht ein abwärts auf das Bewehrungsglied 51 des Ventils recht weiten Temperaturunterschieden 55 gerichtetes Kraftmoment erzeugen, dessen Größe ausgesetzt werden. ausreicht, um eine Beschädigung herbeizuführen.

Der Plastiküberzug 54 kann nach irgendwelchen Um diese Möglichkeit auszuschließen, ist im

bekannten Methoden auf die Platte 53 aufgebracht Bereich und direkt über der Vertiefung 50 ein System werden, die Ausführungsform gemäß F i g. 4 eignet oder Netzwerk von inneren langgestreckten blindsich jedoch besonders für eine Aufbringung des 60 endenden Kanälen 71 vorgesehen. Die Kanäle ver-Plastikmaterials in Form eines Pulvers oder durch laufen in der Berührungsfläche 70, unterbrechen diese Aufsprühen einer Flüssigkeit. und schneiden sich am oder in Nähe des Mittelpunktes

Die F i g. 5 zeigt eine Abwandlung der Ausf ührungs- der Bewehrungsscheibe 51. Diese Kanäle 71 können form gemäß F i g. 4, bei der die abgeschrägte Platte 53 in Form von Rillen völlig in der nach oben zeigenden mit einer Anzahl von Löchern 52 versehen ist. Die 65 Fläche des Belags 16 gebildet sein, oder die Rillen Löcher 52 sind vorzugsweise in der dargestellten Art können völlig in die Unterfläche des Rotors 15 eineinwärts abgeschrägt. Eine Plastikschicht 54 umhüllt geschnitten sein, oder die Rillen können sich teilweise den abgeschrägten Rand und die Außenfläche der im Rotor 15 und teilweise im Belag 16 befinden.

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Claims

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Weiterhin ist eine mittig angeordnete Druckausgleichs- Beseitigung oder wesentlichen Verringerung der Schnitt-Öffnung 72 vorgesehen, die durch das Bewehrungsglied bildung, Verkratzung, Erosion und Abnutzung, wie 51 und den darüberliegenden Teil des Belags 16 führt, sie bei Verwendung herkömmlicher Beläge unter so daß eine kommunizierende Verbindung mit den vergleichbaren Beanspruchungen auftritt, zu einer Kanälen 71 hergestellt ist. Das eingeschlossene Medium 5 beträchtlich höheren Lebensdauer des Ventils und zu kann also über die Kanäle 71 und die Öffnung 72 in einer wesentlichen Verringerung der Leckage durch den Statordurchlaß 25 abfließen, so daß ein Auf- unbeabsichgte Quer- und Zwischenverbindungen von treten der vorstehend erläuterten Deformierungskräfte Durchlässen,
vollständig vermieden wird.

In den Fig. 7 und 8 sind vier derartige Kanäle i° Patentansprüche:
dargestellt, die in Winkeln von etwa 90° zueinander

angeordnet sind und deren Länge etwa mit dem Radius 1. Mehrwegedrehschieber mit einem Stator und des scheibenförmigen Bewehrungsgliedes 51 überein- einem Rotor, die einander mediendicht mit einer stimmt. Vorzugsweise verlaufen die Kanäle 71 bei Auflagefläche, die im wesentlichen flach ist und einem scheibenförmigen Bewehrungsglied 51 radial ¹S am Rotor von einem an diesem anliegenden und nach außen mindestens bis zum Außenrand des befestigten Plastikbelag gebildet wird, anliegen Bewehrungliedes 51. In manchen Fällen kann ein und Durchlässe aufweisen, die derart in Abständen einziger Kanal genügen, und in anderen Fällen rund um die Drehachse des Rotors angeordnet können sechs, acht oder mehr Kanäle vorgesehen sind, daß in verschiedenen vorbestimmten Drehwerden. Die Kanäle müssen auch nicht unbedingt in ^ao Winkelstellungen des Rotors die Durchlässe im einem symmetrischen Muster angeordnet werden, sie Rotor, deren Anzahl geringer als die im Stator ist, können beispielsweise auch unregelmäßig kreuz und mit ausgewählten Durchlässen im Stator zur quer verlaufen, so daß sie jedenfalls ein Gebiet Deckung kommen, dadurch gekennzeichbestreichen, das einem wesentlichen Anteil des vor- net, daß

stehenden Bereiches des Bewehrungsgliedes entspricht, ^a5 a) in dem Plastikbelag (16) eine Mehrzahl von

oder sie können im Gebiet des Vorderrandes der Vertiefungen (50), deren Zahl gleich der Diffe-

Scheibe konzentriert sein, da dies offenbar das Gebiet renz zwischen der Zahl der Durchlässe (25) im

ist, wo die Ansammelung von eingeschlossenen Ver- Stator (11) und der Zahl der Durchlässe

f ahrensmedien hauptsächlich eintritt. (32 bis 36) im Rotor (15) ist, in Abständen

Es kann auch mehr als eine Mittelöffnung vorge- 3° rund um die Drehachse so angebracht ist,

sehen werden, z. B. eine Mehrzahl von in Abständen daß die Vertiefungen in den verschiedenen

voneinander angeordnete Öffnungen, deren Gesamt- vorbestimmten Drehwinkelstellungen mit den

fläche, zusammengenommen, etwa 0,5% bis zu etwa übrigen, von den ausgewählten Durchlässen

25% der Gesamtfläche der Bewehrungsscheibe be- verschiedenen Durchlässen (25) im Stator zur

tragen kann. Eine größere Öffnungsfläche sollte ver- 35 Deckung kommen, wobei die Fläche einer

mieden werden, da dies zu einer Schwächung der jeden der Vertiefungen (50) in der Ebene der

Festigkeit und Starrheit der Scheibe und somit zu Auflagefläche (57) mindestens so groß wie die

einer Beeinträchtigung ihrer Hauptfunktion führen Fläche eines jeden der Durchlässe (25) im

kann. Stator ist, und

In der nachstehenden Tabelle sind als Beispiel 40 b) ein verhältnismäßig starres plattenförmiges

Abmessungen eines typischen Mehrwegedrehplatten- Bewehrungsglied (51) in jeder der Vertiefungen

ventils, so weit diese die erfindungsgemäß vorgesehene (50) angeordnet und derart an dem Rotor (15)

Ausbildung und Anordnung des Belags betreffen, befestigt ist, daß es mit seiner Rückfläche den

angegeben. Alle Hauptteile des Ventils, abgesehen Plastikbelag (16) gegen die Auflagefläche des

von dem Plastikbelag aber einschließlich der Beweh- 45 Rotors drückt.

rungsscheiben, können aus Kohlenstoffstahl bestehen.
2. Mehrwegedrehschieber nach Anspruch 1, Die Zusammensetzung des Belags betrug bei dem hier dadurch gekennzeichnet, daß das Bewehrungsais Beispiel aufgeführten Ventil 15 Gewichtsprozent glied (51) eine plastiküberzogene Metallplatte (53; Glasfasern, 5 % MoS₂ und 80 % Polytetrafluoräthylen. 58) umfaßt.

Rotor, Durchmesser 86,4 cm ⁵° „ ³I Mehrwegedrehschieber nach Anspruch 1 oder

Rotor Dicke 2 54 cm (verringert 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewehrungs-Rotor, Dicke am· cm ^verringerte ^ ^ ^ ^^j^ Metallplatte (53· 58)

im Bereich umfaßt und eine Plastikschicht (54) mindestens

des Belags) ^d*^e Außenfläche der Platte überdeckt, durch die

Belag, Dicke 6,35 mm ^{55 Lö} ₁ ^chf_/r?^2; ⁵⁹⁾ _A ί ^c? ?^nd ^dif,^se .^voU ^^usff¹

Vertiefung, Tiefe 2,4 mm ⁴A Mehrwegedrehschieber nach einem der AnVertiefung, Durchmesser 7,33 cm g*™*⁸ ¹ ^{bis 3}> ^* gekennzeichnet daß das

Bewehrungsscheibe, Durch- Bewehrungsglied (51),one starre Platte (58) um-

messer 7 0 cm ' ^{m eme} Pl^astlkschicht (54) eingebettet ist.

Bewehrungsscheibe; Dicke ' ^{5o 5}: Mehrwegedrehschieber nach einem der An-

(ausschheßlich des Plastik- Spruche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die

Überzugs) 1 3 mm Außenflache (56) des Bewehrungsghedes (51) in

Spielraum d (F ig.' 4)''.'.'.'.'.'.'. 0>5 mm «""^ Abstand von 0,127 bis 2,54 mm einwärts

Druckausgleichsöffnung, ^vo? ^der Oberflache des Plastikbelages (16) ange-

Durchmesser 1,27cm ^6s ^OT^/t α χ. ν- u ^- α λ

ο. Mehrwegedrehschieber nach emem der An-

Die erfindungsgemäß vorgesehene neuartige Aus- Sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der

bildung und Anordnung des Belags führt zu einer Plastikbelag (16) Tetrafluoräthylen enthält.

7. Mehrwegedrehschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (25) im Stator und die Vertiefungen (50) im Plastikbelag kreisförmig ausgebildet sind und die Vertiefungen einen etwas größeren Durchmesser als die Durchlässe haben und so angeordnet sind, daß sie in bezug auf die Öffnungen der Durchlässe (25) etwas exzentrisch in Richtung auf die Drehachse liegen, wenn sich der Rotor (15) in einer der vorbestimmten Stellungen befindet.

8. Mehrwegedrehschieber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungsglieder (51) scheibenförmige Gestalt und etwa den gleichen Durchmesser wie die Durchlässe (25) im Stator haben und so angebracht sind, daß sie sich in koaxialer Lage mit den Durchlässen (25)

befinden, wenn der Rotor (15) eine der vorbestimmten Stellungen einnimmt.

9. Mehrwegedrehschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit aus Rotor (15) und Plastikbelag (16) mindestens einen oder ein Netzwerk von sich gegenseitig schneidenden inneren langgestreckten blind-endenden Kanälen (71) für jede Vertiefung (50), der bzw. das längs der Berührungsfläche (70) von Rotor und Belag im Bereich der zugehörigen Vertiefung (50) und des darin angeordneten plattenförmigen Bewehrungsgliedes (51) verläuft, und eine Druckausgleichsöffnung (72), die durch das Bewehrungsglied und den Belag führt und mit dem Kanal- bzw. Netzwerk von Kanälen (71) in kommunizierender Verbindung steht, aufweist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen