DE7735277U1 - Mehrwege-schliesshahn mit schnellverschluss - Google Patents

Mehrwege-schliesshahn mit schnellverschluss

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    • Y10T137/87265—Dividing into parallel flow paths with recombining
    • Y10T137/8741—With common operator

Description

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L'Air Liquide, Societe Anonyme pour I1Etude et 1'Exploitation des Procedes Georges Claude 75, Quai d'Orsay - 75007 Paris / Frankreich
Mehrwege-Schließhahn mit Schnellverschluß
Die Erfindung betrifft im wesentlichen einen Hahn oder Schließ- j hahn für die gleichzeitige Steuerung mehrerer Fließmittelkreisläufe mit einem Hahnkörper mit einer Bohrung, in welche mindestens eine Fließmittel-Zuführleitung und eine Fließmittel-Abflüßleitung münden, die beide Teil eines der genannten Kreisläufe sind, und mit einem Drehsteuerorgan, das in der Bohrung angeordnet und für die Verbindung zwischen den Fließmittelzuführ- und Abflußleitungen ein und desselben Kreislaufes oder zur Unterbrechung dieser Verbindung vorgesehen ist·.
Die Mehrkreislaufhähne werden allgemein bei allen denjenigen Vorrichtungen verwendet, in denen gleichzeitig die Strömung mehrerer Fließmittel, Flüssigkeiten oder Gase, gesteuert werden, wobei diese Fließmittel getrennt oder in einem Gemisch verbleiben sollen« Diese Hähne versorgen unter anderen Vorrichtungen die thermischen Flamm- Verarbeitungsvorrichtungen, wie z. B. Schweißbrenner, die allgemein mit mindestens zwei unterschiedlichen Gasen versorgt werden (z. B. Acetylen-Sauerstoff, Pro-
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pan-Sauerstoff; usw....), wobei diese Gase durch zwei unterschiedliche Kreisläufe bzw. Leitungen in Kammern zugeführt .werden, wo sie sich vermischen und die Verbrennung besorgen.
Hähne der vorgenannten Art werden insbesondere für die Steuerung zweier Brennhärter-Gaskreisläufe verwendet. In diesen bekannten Hähnen stehen die Fließmittelzuführ- und -Abfließleitungen jedes Kreislaufs direkt mit der vorgenannten Bohrung in Verbindung; das Steuerorgan besteht aus einer Buchse, die mit weicher Reibung in dieser Bohrung eingelassen und mit zwei Öffnungen versehen ist, die je nach der Winkelstellung der Buchse die Verbindung zwischen den Zuführkreisläufen und dem Ausgang ein und desselben Kreislaufs schaffen oder nicht.
Diese bekannten Hähne weisen zahlreiche Nachteile auf: Der Übergang aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung läßt sich nur durch eine Drehung der Buchse bewerkstelligen, d. h. durch eine Handhabung, die eine nicht unwesentliche Zeit benötigt, deren Länge bei einem Unfall schädlich ist, weil z. B. ein sehr schneller Verschluß des Zuführgases notwendig ist. Außerdem stellt die Buchse in geschlossener Stellung nicht einen hermetischen Abschluß der Pließmittelzuführleitungen sicher, was Grund für eine Leckage ist. Ferner erlauben diese Hähne weder eine allmähliche Regulierung der Fließmitteldurchflußmenge noch eine Zeitverschiebung zwischen der Öffnung (oder dem Schließen) eines Kreislaufs bezüglich eines anderen.
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Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der Nachteile und die Schaffung eines Hahnes, bei welchem jede Fließmittel-Zu-" führleitung mit einer Schließklappe versehen ist1, die der Wirkung einer Rückholfeder unterworfen ist, welche versucht, sie gegen einen festen Sitz zu drücken. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Drehsteuerorgan aus einem beweglichen Kern besteht, der zwischen zwei Endstellungen axial verschieblich ist, nämlich der Funktions- und der Anhaltestellung, wobei der Kern mit der Bohrung Ringräume begrenzt, die zwischen de'n Zuführleitungen und den Ausgangsleitungen ein und desselben Kreislaufes die Verbindung herstellen und mit Klappen- bzw. Ventilsteuerungen versehen sind, die in der Betriebsstellung mit den Klappen zusammenwirken, um sie gegen die Kraft der Rückholfedern von ihrem Sitz zu entfernen, und in der Ruhestellung diese Klappen freigeben.
Die Tatsache, daß jede Fließmittelzuführleitung mit einer Klappe versehen ist, die sich normalerweise in der geschlossenen Stellung· befindet, und die Tatsache, daß diese Klappen durch einen Drehkern gesteuert bzw. angetrieben werden, der für'ihre Freigabe vorgesehen ist, d. h. um ihr sofortiges Verschließen unter der Wirkung der jeweiligen Rückholfedern durch eine einfache Verschiebung zu ermöglichen, erlaubt einen sehr schnellen Verschluß des Hahnes und also ein praktisch sofortiges Anhalten der Gasdurchströmmenge im Bedarfsfall. Ferner stellt die Verwendung von Schließklappen eine absolute Abdichtung der Fließmittelzuführleitungen sicher.
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Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist jede Klappe mit einem einen Vorsprung oder eine Ausladung bildenden Finger in dieser Bohrung versehen, und die genannten Steuermittel des Steuerorgans weisen mehrere Nocken auf, die jeder Klappe zugeordnet und dazu vorgesehen sind, in der Betriebsstellung mit dem Finger in Berührung zu kommen.
Die Verwendung von Nocken gestattet eine präzise Steuerung der Öffnung und des Verschlusses der Kreisläufe.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die genannten Steuermittel überdies mehrere Freigabe- bzw. Abgabeauskehlungen oder -einschnitte auf, wobei jede Auskehlung in unmittelbarer Nachbarschaft einer Nocke angeordnet ist und in der Ruhestellung bezüglich des mit dieser Nocke zusammenwirkenden Fingers den Klappenverschluß unter der Wirkung der zugeordneten Rückholfeder erlaubt.
Die Auskehlungen gestatten wirklich die freie Bewegung oder Schwingung des Fingers und somit die Auflage der Klappe auf ihrem Sitz.
Nach einem weiteren anderen Merkmal der Erfindung stehen mindestens einige der genannten Zuführleitungen mit der Bohrung mittels eines Hilfskanals reduzierten Durchmessers in Verbindung, der eine Nebenleitung oder einen Beipaß für die Schließklappe bildet, und es sind Mittel vorgesehen, um diesen Hilfs-
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kanal zu verschließen, wenn der Kern die Anhalte- bzw. Sperrstellung einnimmt.
Der Hilfskanal gestattet die Versorgung einer Zündflamme, deren Auslöschen ebenfalls im Not- oder Bedarfsfall sichergestellt ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang jnit den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 einen Hahn gemäß der Erfindung mit einem Schweißbrenner, wobei das Steuerorgan in Betriebsstellung dargestellt ist, die Speiseleitungen für das Fließmittel aber geschlossen sind,
Fig. 2 eine Teilansicht wie in Figur 1, jedoch unter Darstellung der offenen Fließmittel-Zuführleitungen,
Fig. 3 auch eine Teilansicht wie in Figur 1, jedoch unter Darstellung des Steuerorganes in der Ruhe- bzw. Sperrstellung,
Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie IV-IV der Figur 1 und
Fig. 5 eine Schnittansicht wie in Figur 4, aber bezüglich einer
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anderen Ausführungsform.
■In den Zeichnungen, und insbesondere in Figur 1, ist ein Schweißbrenner dargestellt mit zwei Gaskreisläufen bzw. Gasleitungen (z. B. Sauerstoff und Acetylen), der allgemein mit 1 bezeichnet ist und mit einem Hahn gemäß der Erfindung ausgestattet ist. Der Hahn weist einen Körper 2 auf, durch welche eine im Schnitt kreisrunde Bohrung 3 mit der Achse X-X1 läuft, und weist ferner zwei Fließmittel-Zuführleitungen 4 und 5 auf, die senkrecht zur Achse X, X1 in die Bohrung münden. Die zwei Leitungen 4 und 5 sind durch die Anschlußstücke 6 und 7 bzw. Rohransätze 8 und 9 an zwei Gasquellen (Sauerstoff und Acetylen) unter Druck (nicht dargestellt) angeschlossen. Der Körper 2 ist ebenfalls mit zwei Fließmittel-Abgangsleitungen 10 und 11 versehen, die einerseits in der Bohrung 3 und andererseits in der Mischkammer 12 des Schweißbrenners münden (die Brennkammer, welche dieser Mischkammer folgt, ist in der Zeichnung nicht dargestellt). Die Ausgangsleitungen 10 und 11 sind betriebsmäßig mit der Speiseleitung 4 bzw. 5 zugeordnet und sind koaxial zu letzteren derart angeordnet, daß diese zugeordneten Leitungen 4, 10 einerseits und 5, 11 andererseits Teil jedes der zwei Kreisläufe des den Schweißbrenner versorgenden Gases bilden. In jedem der Fließmittel-Zuführkreisläufe 4 und 5 ist ein Ventil oder eine Klappe 14 bzw. 15 angebracht, das bzw. die mit einem Dichtungsring 16, 17 versehen ist, der sich gegen einen festen Sitz 18, 19 unter der Wirkung einer Rückholfeder 20, 21 abstützt. Jede Klappe
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ist mit einem Finger 22, 23 versehen, der einen Vorsprung oder eine Ausladung für die Verschließstellung dieser Klap-.pe in der Bohrung 3 bildet. -
Ein Hilfskanal 13 verbindet die Leitung 5 direkt mit der Bohrung 3 und bildet einen Nebenfluß oder einen Beipaß für die Klappe 15. Dieser Kanal, der einen erheblich kleineren Durchmesser als der der Leitung 5 hat, kann eine schwache Gasdurchflußmenge zur Leitung 11 hin durchlassen, selbst wenn die Klappe 15 geschlossen ist, und erlaubt die Versorgung einer Zündflamme.
Das Steuerorgan besteht aus einem Kern 30, der in der Bohrung 3 angeordnet ist. Der Kern ist drehbar in der Bohrung angeordnet, wobei sein Rotationszentrum mit der Achse X, X1 zusammenfällt, und er ist außerdem verschieblich zwischen zwei Endstellungen, und zwar in Richtung dieser Achse, wie durch den Doppelpfeil F2 angezeigt ist. Der Kern 30 ist an seinen Enden mit Dichtungen 31 und 32 versehen, die jegliche Fließmittelleckage nach außen verhindern. Ferner ist er mit Nocken 33 und 34 versehen, die mit den Finger 22 und 23 der Klappen 14 bzw. 15 und Freigabeauskehlungen 35 und 36 zusammenwirken, die in unmittelbarer Nachbarschaft von den Nocken 33 bzw. 34 angeordnet sind, welche die Möglichkeit vorsehen, daß die Finger 22 und 2 3 irei in die Bohrung 3 eindringen. Jede Nocke 33 und 34 stellt, wie Figur 4 zeigt, die Form eines Zyjindes mit kreisrundem Querschnitt dar, der koaxial zur Achse X, X1 ist und mit einer Abflachung 33a bzw. 34a versehen ist. Dichtungsringe 38
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und 39 im Mittelteil des Kerns erlauben die Isolation eines Schaltkreises des Gases vom anderen, wobei zwischen ihnen ein Isolier- und Dichtzwischenraum 40 ausgespart bzw. gebildet ist. Die Bewegungsbahn oder der Hub des Kerns 30 in der Bohrung 3 ist dergestalt, daß für die Betriebsstellung, d. h. die in den Figuren 1 und 2 dargestellte obere Position, die Hocken 33 und 34 sich gegenüber den Schäften 22 und 23 befinden und daß die Öffnung 13a des Kanals 13 freigegeben ist, während in der Ruhestellung, d. h. in der in Figur 3 dargestellten unteren Position, die Auskehlungen 35 und 36 sich gegenüber den Fingern 22 und 23 befinden, während der Zwischenraum 40 die öffnung 13a des Kanals 13 verschließt.
Der Kern ist an seinem oberen Ende mit einem Handknopf 42 versehen, den man durch Drehen antreiben kann und den man durch Vertikaldruck nach unten verschieben kann, wodurch er in Ruhebzw, in Sperrstellung kommt; an seinem unteren Teil ist er mit einem Knopf 43 versehen, mit dessen Hilfe man ihn nach oben bewegen kann,also in Betriebsstellung führen kann.
Die in Figur 1 dargestellte obere Position des Organes 30 (die Abflachungen 33a und 34a der Nocken 33 und 34 gegenüber den Fingern 22 und 23, die Klappen 14 und 15 geschlossen und der Kanal 13 freigegeben) entspricht der Funktion der Schweißbrennerzündflamme. Die in Figur 2 dargestellte hohe Stellung oder obare Stellung, die sich aus der Drehung des Organes 30 ergibt (das zylindrische Teil der Nocken 33 und 34 gegenüber den Fingern
22 und 23, die Klappen 15, 14 offen und der Kanal 13 freigegeben) entspricht der Punktion des normalen Schweißbrennerbetriebes, wobei die beiden Gase gemäß Pfeil F1 in der Kammer 12 ankommen, um sich letztlich in Berührung mit der Zündflamme zu entzünden. Die in Figur 3 dargestellte Position, die sich aus der Führung des Organs 30 nach unten ergibt, (Auskehlungen 35, 36 gegenüber den Fingern 22, 23, die Klappen 14, 15 geschlossen, Kanal 13 abgedichtet) entspricht dem absoluten Stillstand oder der Sperrung des Schv/eißbrenners. Diese letztere Stellung erhält man durch einen einfachen Vertikaldruck auf den Knopf 42 von oben nach unten, unabhängig von der Winkelstellung des Organs 30.
Man kann zahlreiche Varianten zu der beschriebenen Ausführungsform hinzubringen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So könnte z. B. eine der zylindrischen Nocken (z. B. 33) winkelig bezüglich der anderen (34) derart verschoben v/erden, daß eine Verschiebung erhalten wird, welche den Abflachungen entspricht und somit eine Verschiebung der Öffnungszeit (oder der Schließzeit) eines Gaskreislaufes bezüglich eines anderen. Wenn man statt der Nocken 33 und 34, die zur Achse X, X1 koaxial sind, Nocken verwendet, wie sie zum Beispiel mit 45 bezeichnet sind (siehe Figur 5), d. h. ebenfalls zylindrische Nocken, und zwar mit kreisrundem Querschnitt und vertikaler Achse X1, X- , aber bezüglich der Achse X, X1 verschoben, kann man eine allmähliche Öffnung der Klappen 14 und 15 erhalten. Durch winkelige Verschiebung z. B. der Nocken 45, und
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zwar der einen bezüglich der anderen, könnte man außerdem wie im Falle der Nocken 33, 34 eine Verschiebung des Öffnens und des Schließens der zwei Gaskreisläufe erhalten.

Claims (9)

  1. Dr. Hans-Heinrich Wilirath t. 'j O . ; ■·, , ,o-yi Wiesbaden ι 17.11.197 Dr. Dieter Weber .:.·..* / · S/B ρΟί,^,·ί5Ξϊ6ΐ«
    DipL-Phys. Klaus SciiTcrt
    PATENTANWÄLTE
    Serie 2276
    L'Air Liquide, Societe Anonyme pour l'Etude et 1*Exploitation des Procedes Georges Claude
    . Schließhahn für die gleichzeitige Steuerung mehrerer Fließir.ittelkreislaufe mit einem Hahnkörper mit einer Bohrung, in die mindestens eine Fließmittelzuführleitung mündet, die mit einer Schließklappe bzw. einem Schließventil versehen ist, welches der Wirkung einer Rückholfeder unterworfen ist, die versucht^ das Ventil bzw. die Klappe gegen den festen Sitz zu drücken, und mindestens eine Fließmittel-Ausgangsleitung aufweist, wobei beide Teil eines der vorgenannten Kreisläufe sind,
    PostsAcd: FHnUfUnJhSlSIeElSbS1I Benin D|«|dn)fJBanV AG. Wiesbaden. Konto-Nr. 276807
    75, Quai d'ßrsay - 75007 Paris / Frankreich
    Mehrwege-Schließhahn mit Schnellverschluß
    Priorität: 22. November 19 76 in Frankreich Anmelde-Nr. 76 35.067 ...
    Schutzansprüche
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    und mit einem Steuerorgan, das in der Bohrung angeordnet ist und für die Verbindung zwischen den Fliebmittelzuführ- und -Ausgangsleitungen ein und desselben Kreislaufes oder zur Unterbrechung dieser Verbindung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan aus einem drehbaren und axial zwischen zwei Endstellungen verschieblichen Kern (30) besteht, wobei die eine Stellung die Betriebsstellung und die andere die Ruhestellung ist, daß der Kern (30) mit der Bohrung (3) Riiigräume begrenzt, welche zwischen sich Zuführleitungen (45) und Ausgangsleitungen (10, 11) ein und desselben Kreislaufes verbinden und mit Steuermitteln (33,34, 35,36) der Klappen (14, 15) versehen sind, die für die Betriebsstellung mit den Klappen derart zusammenwirken, daß sie diese von ihren Sitzen (18, 19) gegen die Wirkung der Rückholfedern (20, 21) abheben, und in der Ruhestellung die Klappen freigeben.
  2. 2. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klappe (14, 15) mit einem Finger oder Zapfen (22, 23) versehen ist, der in die Bohrung (3) vorspringt, und daß die Steuermittel des Steuerorganes mehrere Nocken (33, 34) aufweisen, die jeweils einer Klappe (14, 15) zugeordnet sind und derart vorgesehen sind, daß sie für die Betriebsstellung mit dem Finger in Berührung kommen.
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  3. 3. Hahn nach Anspruch 1 oder 2r dadurch gekennzeichnet, daß
    die Steuermittel außerdem mehrere Freigabeauskehlungen
    (35, 36) aufweisen, deren jede in unmittelbarer Nachbarschaft eines Nockens (33, 34) angeordnet ist und für die
    Sperrstellung bezüglich des mit dem Nocken zusammenwirkenden Finger (22, 23) den Verschluß der Klappe (14, 15)
    unter der Wirkung ihrer zugeordneten Rückholfeder (20, 21)
    ermöglicht.
  4. 4. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Zuführleitungen (4, 5) mit der Bohrung (3)mittels eines Hilfskanales (13) reduzierten Durchmessers in Verbindung stehen, welcher einen Beipaß für die Schließklappe bildet, und daß Mittel (40) zum Abdichten dieses Hilfskanals
    (13) vorgesehen sind, während der Kern (30) die Ruhestellung einnimmt.
  5. 5. Hahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nokken (33, 34) aus einem zylindrischen Element mit kreisrundem Querschnitt besteht, das konzentrisch zur Drehachse des Kerns (3) ist und mit einer Abflachung (34a) versehen ist (Figur 4).
  6. 6. Hahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nokken durch ein zylindrisches Element (45) kreisförmigen Querschnittes besteht, das zur Drehachse des Kerns (3) exzentrisch angeordnet ist (Figur 5).
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  7. 7. Hahn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrischen zylindrischen Elemente (45,) die den unterschiedlichen Fließmittelkreisläufen zugeordnet sind, winkelig zueinander verschoben sind.
  8. 8. Hahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Verschlußmittel aus zv/ei Dichtringen (38, 39) bestehen, die •auf dem Kern (30) angebracht sind und dicht auf der Wand der Bohrung (3) liegen, und daß die Ringe (38, 39) zwischen sich eine Ringzone (40)- begrenzen, die derart vorgesehen ist, daß sie gegenüber der Öffnung des Hilfskanals (13) für die Ruhestellung des Kerns (30) zu liegen kommt.
  9. 9. Hahn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (3) beiderseitig des Körpers (2) des Hahnes mündet und daß der Kern (30) durch die Bohrung (3) hindurchgeht und an seinen zwei Enden mit Handhabungsknöpfen (42, 4 3) versehen ist.
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