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Die
Erfindung betrifft einen Ventilgehäuserohling, einen Ventilbausatz
mit einem erfindungsgemäßen Rohling
sowie eine aus dem Ventilbausatz gebildete Ventilgruppe.
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In
der Prozeßtechnik
müssen
Fluide in Leitungen an definierte Orte transportiert werden, um dort
beispielsweise gemischt oder auf mehrere Leitungszweige verteilt
zu werden. Hierzu sind in der Regel mehrere Ventile notwendig, die
im Fluidbereich miteinander verbunden sind. Diese mehreren Ventile
werden entweder über
Leitungsverbindungsstücke
wie T-Stücke
auf bekannte Weise wie Schweißen,
Klemmen, Flanschen, Schrauben oder dergleichen zusammengefügt, was
aufwendig ist und für größeren Platzbedarf
sorgt. Alternativ werden in einen Ventilblock Kanäle eingearbeitet,
und Ventile werden auf diesen Block aufgesetzt. Der Block selbst ist
dabei für
die spezielle Anwendungsform maßgeschneidert,
nachträgliche Änderungen
sind nicht angedacht. Hierzu zählt
auch die Erweiterung mit zusätzlichen
Ventilen. Diese massiven Ventilblöcke werden häufig auch
aus Edelstahl gearbeitet, was kostenintensiv ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Ventilgehäuserohling zu schaffen, der
in einem flexiblen Ventilbausatz zusammensetzbar ist, wodurch flexible und
kostengünstige
Ventilgruppen unterschiedlicher Bauart hergestellt werden können.
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Der
erfindungsgemäße Ventilgehäuserohling weist
einen ersten Aufnahmeraum für
einen Ventileinsatz und einen zweiten Aufnahmeraum für einen Ventileinsatz
auf, wobei von jedem Aufnahmeraum wenigstens zwei Leitungsabschnitte
ausgehen. Darüber
hinaus erstrecken sich von der Außenseite des Ventilgehäuse rohlings
ausgehende Zuführkanäle in Richtung
zu einem zugeordneten Aufnahmeraum oder einem zugeordneten Leitungsabschnitt,
wobei zwischen den Zuführkanälen einerseits
und dem zugeordneten Aufnahmeraum oder dem zugeordneten Leitungsabschnitt
andererseits eine zerstörbare
Zwischenwand vorgesehen ist.
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Beim
erfindungsgemäßen Ventilgehäuserohling
sind die Leitungsabschnitte zu jedem Ventilbauteil und zugehörige, potentielle
Zuführkanäle anfangs noch
voneinander getrennt. Die dünnen
Zwischenwände
lassen sich jedoch schnell und kostengünstig z. B. durch Fräsen oder
Bohren möglichst
einzeln öffnen,
so daß beliebige
Kanäle
gebildet werden, die auf den gewünschten
Einsatzzweck abgestimmt sind.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform sind
bis auf das Öffnen
einzelner oder zahlreicher Zwischenwände keine weiteren Außenbearbeitungsschritte
mehr notwendig, d. h. keine äußere spanabhebende
Bearbeitung.
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Die
Ventilgehäuserohlinge
sind vorzugsweise Gußteile
aus Stahl, Messing oder anderen Metallegierungen oder aus Kunststoff.
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Als
Ventileinsätze
kommen nicht nur Ventile in Frage, die beispielsweise über Gewinde
eingeschraubt werden, sondern auch andere Funktionskomponenten wie
Filter, Drosseln, Rückschlagventile oder
dergleichen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform verlaufen
Leitungsabschnitte unterschiedlicher Aufnahmeräume aufeinander zu, sind aber
anfänglich noch
durch eine Zwischenwand voneinander getrennt, die aber leicht entfernbar
ist. Hier läßt sich durch
Zerstören
der Zwischenwand ein Kanal von einem Ventileinsatzteil zum benachbarten
Ventileinsatz schaffen.
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Die
Zuführkanäle sollten
vorzugsweise mit ihren zugeordneten Leitungsabschnitten fluchten, insbesondere
koaxial zu diesen ausgebildet sein.
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Darüber hinaus
sollten auch Zuführkanäle vorgesehen
sein, die seitlich auf einen oder mehrere Aufnahmeräume oder
Leitungsabschnitte hin verlaufen, von diesen aber durch eine zerstörbare Zwischenwand
anfänglich
getrennt sind. Über
diese Zuführkanäle kann
eine Verbindung der Aufnahmeräume
nach außen
geschaffen werden, so daß beispielsweise
ein benachbartes Ventilgehäuse
angebunden werden kann und eine Strömungsverbindung zwischen beiden
Ventilgehäusen
erzielbar ist.
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Der
erste Aufnahmeraum definiert z. B. eine erste Längsachse und der zweite Aufnahmeraum eine
dazu parallele Längsachse.
Bei dieser Ausführungsform
kann man von derselben Seite aus die Ventileinsätze in das Ventilgehäuse einführen.
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Vorteilhaft
ist auch, wenn der erste Aufnahmeraum eine erste Längsachse
definiert, daß hierzu rechtwinklig
verlaufende Zuführkanäle vorgesehen sind.
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In
einer hierzu erweiterten Ausführungsform lassen
sich weitere Zuführkanäle nicht
nur rechtwinklig zur ersten Längsachse,
sondern auch zu den anderen Längsachsen
ausrichten, so daß Zuführkanäle und Aufnahmeräume insgesamt
in allen drei zueinander senkrecht stehenden Raumrichtungen vorgesehen
sind. Vorteil hierbei ist, daß die
Ventilgehäuse auf
fast beliebigen Seiten aneinander angefügt werden können und sich somit große Ventilgehäuseblöcke bilden
lassen.
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Hier
ist es auch vorteilhaft, wenn in allen drei senkrechten Raumachsen
parallel verlaufende Zuführkanäle vorgesehen
sind, die als Zulauf- und/oder Auslaßkanäle wirken können.
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Die
Zuführkanäle und die
Aufnahmeräume können von
entgegengesetzten Außenseiten
des Ventilgehäuserohlings
ausgehen und paarweise zueinander fluchten, d. h. aufeinander zu
verlaufen, so daß nur über die
Zerstörung
der Zwischenwand ein Strömungskanal
gebildet werden kann.
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Zur
optimalen und leichten Anbindung und Erzielung eines Baukastens
ist es vorteilhaft, wenn die gemeinsame Außenseite von zumindest zwei
Zuführkanälen oder
Aufnahmeräumen
als plane Flanschfläche
ausgebildet ist. Über
diese plane Flanschfläche
läßt sich
dann ein benachbartes Ventilgehäuse
schnell anschließen.
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Zur
Erweiterung des Ventilgehäuses
und Koppelung an andere Ventilgehäuse sollte bereits ein Befestigungsmittel
am Ventilgehäuserohling
angeformt sein, vorzugsweise einstückig angeformt sein. Dieses
Befestigungsmittel erlaubt das Anflanschen eines baugleichen Ventilgehäuses.
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Jeder
Flanschfläche
sollte ein Befestigungsmittel zugeordnet sein.
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Natürlich ist
es besonders vorteilhaft, wenn eine Ventilgruppe, die aus mehreren
Ventilblöcken besteht,
in zwei zueinander senkrechten Richtungen beliebig erweiterbar ist.
Hierzu sieht die Erfindung Flanschflächen in zwei zueinander senkrechten
Ebenen vor.
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In
der später
noch detailliert dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungsmittel
ein mit einer Öffnung
versehener Flanschabschnitt, durch den Schrauben hindurchgeführt werden
können, über die
die Ventilgehäuse
miteinander verspannt werden.
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Die
Aufnahmeräume
gehen vorzugsweise von einer Oberseite des Ventilgehäuses aus.
Zumindest zwei parallele Zuführkanäle beginnen
jeweils von seitlichen Außenflächen, und
zwar von senkrecht zur Oberseite verlaufenden Außenflächen.
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Die
parallelen Zuführkanäle liegen
in Richtung einer durch die Aufnahmeräume definierten Längsachsen übereinander,
so daß der
Ventilgehäuserohling
eine schmale Gestalt aufweist, die insgesamt langgestreckt ist.
Dadurch lassen sich mehrere Ventilgehäuse leicht nebeneinander anordnen.
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Wenn
der Aufnahmeraum im Bereich der Leitungsabschnitte einen Absatz
hat, kann dieser zur Aufnahme einer Ventilsitzbuchse dienen, so
daß auch
hier der Ventilgehäuserohling
keine separate, aufwendige Bearbeitung erfordert.
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Die
Erfindung betrifft darüber
hinaus auch einen Ventilbausatz mit mehreren Ventilgehäusen aus Ventilgehäuserohlingen
gemäß der Erfindung.
Mehrere Zwischenwände
sind dabei zumindest teilweise entfernt, um durchgehende Kanäle zu bilden
und mehrere Zuführkanäle und/oder
Leitungsabschnitte miteinander in Strömungsverbindung zu bringen.
Somit kann aus einem Grundbaustein, nämlich dem Ventilgehäuserohling,
der vorzugsweise nur zwei Ventilen Platz bietet, eine Vielzahl von
Varianten hergestellt werden.
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Zwischen
den Ventilgehäusen
müssen
allenfalls Schrauben, Dichtungen und Muttern vorgesehen werden,
ohne daß individuell
hergestellte Gehäuse
oder Zwischengehäuse
erforderlich sind.
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Der
Ventilbausatz kann darüber
hinaus auch noch ein Koppelteil beinhalten, das zwischen benachbarten
Ventilgehäusen
geschaltet ist und diese miteinander strömungsverbindet. Das Koppelteil
besitzt Durchlaßöffnungen,
die in die Zuführkanäle der zu
koppelnden Ventilgehäuse
münden.
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Schließlich betrifft
die Erfindung auch eine Ventilbaugruppe aus einem Ventilbausatz
nach der Erfindung, wobei Zuführkanäle aneinandergrenzender Ventilgehäuse ineinander übergehen
und damit einen oder mehrere durchgehende Kanäle bilden.
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Das
Koppelteil muß nicht
separat befestigt sein, sondern kann zwischen benachbarten Ventilgehäusen geklemmt
werden.
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Zwischenwände zwischen
den benachbarten Ventilgehäusen
und/oder Koppelteilen sind vorzugsweise entfernt, zur Bildung von
Strömungsdurchlässen zwischen
Ventilgehäuse
und/oder Koppelteilen.
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Auch
das Koppelelement ist vorzugsweise ein Metall oder Kunststoffgußteil, wobei
natürlich auch
eine spanende Herstellung dieses Teils denkbar ist. Darüber hinaus
wäre es
auch möglich,
zwei Rohrabschnitte als Zwischenstücke zwischen zwei Ventilgehäusen vorzusehen.
Das Koppelelement bringt jedoch mehr Stabilität, da es vorzugsweise einen
breiten Flanschabschnitt besitzt.
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Alternativ
zu der zuvor beschriebenen Ausführungsart
können
die einzelnen parallelen Ventilgehäuse auch schräg einwärts verlaufende
Aufnahmeräume
besitzen, wie bei Schrägsitzventilen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug
genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Ventilgruppe, die aus einem
erfindungsgemäßen Ventilbausatz
zusammengesetzt ist,
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2 eine
Längsschnittansicht
durch einen erfindungsgemäßen Ventilgehäuserohling
als Teil des erfindungsgemäßen Ventilbausatzes,
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3 eine
Perspektivansicht eines Koppelteils als weiteren Bestandteil des
erfindungsgemäßen Ventilbausatzes
und der erfindungsgemäßen Ventilgruppe,
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4 eine
Längsschnittansicht
durch das Koppelteil nach 3,
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5 eine
Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe, die aus
einem erfindungsgemäßen Ventilbausatz
zusammengesetzt ist, und
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6 eine
weitere erfindungsgemäße Ventilbaugruppe
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In 1 ist
eine Ventilbaugruppe gezeigt, die nur beispielhaft aus drei Ventileinheiten 10, 12, 14 und
zwei Koppelteilen 15 zusammengesetzt ist. Die Ventil einheiten 10 bis 14 weisen
jeweils gleiche Ventilgehäuse 17 auf,
die aus identischen Ventilgehäuserohlingen 16 hergestellt
werden.
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Ein
solcher Ventilgehäuserohling
ist in 2 im Schnitt dargestellt.
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Dieser
Rohling 16 ist aus einem Metallguß- oder Kunststoffspritzgußmaterial
geformt und hat zahlreiche Öffnungen,
auf die im folgenden noch näher
eingegangen wird. Diese Öffnungen
werden vorzugsweise bereits beim Gießen hergestellt, so daß der Rohling
gemäß 2 nicht
spanend bearbeitet ist.
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Der
Ventilgehäuserohling
besitzt zwei von oben zugängliche,
parallele Aufnahmeräume,
nämlich
einen ersten und einen zweiten Aufnahmeraum 18 bzw. 20 mit
einer ersten bzw. zweiten Längsachse 22 bzw. 24.
Diese beiden Längsachsen 22, 24 definieren
eine erste Ebene, die in 2 auch die Schnittebene bildet.
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Die
Aufnahmeräume 18, 20 besitzen
zwei Absätze,
wovon der tiefere Absatz zur Aufnahme einer Ventilsitzbuchse 26 dient,
die einfach in den Absatz eingeschraubt wird, beispielsweise mittels
eines selbstschneidenden oder selbstfurchenden Außengewindes.
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Dieser
tiefere Absatz, der das Bezugszeichen 28 trägt, ist
jeweils zwischen zwei Leitungsabschnitten, nämlich einem oberen und einem
unteren Leitungsabschnitt 30 bzw. 32 angeordnet,
die vom ersten Aufnahmeraum 18 ausgehen. Der spiegelsymmetrische
Aufbau ergibt sich auch für
die rechte Hälfte
des Rohlings 16 gemäß 2,
wobei die entsprechenden Leitungsabschnitte mit den Bezugszeichen 34 und 36 bezeichnet
sind.
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Wie 2 zu
entnehmen ist, laufen die Leitungsabschnitte 30 und 34 bzw. 32 und 36 aufeinander
zu, sind jedoch durch dünne
Zwischenwände 38 voneinander
getrennt.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform, die
jedoch nicht zwingend ist, erstrecken sich die Leitungsabschnitte 30 bis 36 im
rechten Winkel zu den Achsen 22, 24 und liegen
mit ihren Mittelachsen in der zuvor beschriebenen ersten Ebene (Zeichenebene
gemäß 2).
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Von
entgegengesetzten Außenseiten
des Rohlings 16 aus erstrecken sich jeweils zwei Zuführkanäle 40, 42 in
Richtung zu den zugeordneten Aufnahmeräumen 18, 20.
Zwischen diesen Aufnahmeräumen 18, 20 und
den Zuführkanälen 40, 42 bleibt aber
ebenfalls eine dünne
Zwischenwand 38 stehen, so daß die Zuführkanäle 40, 42 als
Sacklöcher
ausgeführt
sind.
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Die
entgegengesetzten Außenseiten,
von denen die Zuführkanäle 40, 42 ausgehen,
sind als plane Flanschflächen 44, 46 ausgeführt, welche
parallel zueinander verlaufen. Diese Außenseiten liegen rechtwinkelig
zur Oberseite.
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Auch
von der Unterseite erstrecken sich, hier fluchtend mit den Achsen 22, 24,
Zuführkanäle 48 in Richtung
zu den Aufnahmeräumen 18, 20,
wobei auch hier wieder Zwischenwände 38 stehenbleiben.
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Senkrecht
zur Zeichenebene und damit parallel zu den Flanschflächen 44, 46 verlaufen
zwei weitere übereinander
angeordnete Zuführkanäle 50 (siehe 1),
deren Achsen auf Höhe
der Achsen der Zuführkanäle 40, 42 liegen,
in Richtung auf die Zwischenwände 38 zwischen
den Leitungsabschnitten 30, 34 bzw. 32, 36.
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Auch
diese Zuführkanäle 50 haben
jedoch im Ausgangszustand des Ventilgehäuserohlings 16 keine
Strömungsverbindung
zu den Leitungsabschnitten 30 bis 36 und bleiben
durch eine nicht gezeigte Zwischenwand zuerst einmal nur Sacklöcher.
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In 1 ist
angedeutet, daß fluchtend
mit den Zuführkanälen 50 auch
von der Rückseite
und damit spiegelbildlich zur Zeichenebene weitere Zuführkanäle in Richtung
Inneres ausgeführt
sind, so daß der
Ventilgehäuserohling
auch bezüglich
der Zeichenebene nach 2 auf der Rückseite spiegelbildlich zur
Vorderseite ausgeführt
ist.
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Für die beiden
Zuführkanäle 50 auf
jeder Außenseite
ist ebenfalls eine gemeinsame Flanschfläche 52 vorgesehen,
welche im rechten Winkel zu den Flanschflächen 44, 46 verläuft.
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Die
Zuführkanäle 40, 42, 48 und 50 erstrecken
sich jeweils paarweise von einer Außenseite aus und parallel zueinander.
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Darüber hinaus
verlaufen Zuführkanäle 40, 42 und 50 von
der Vorder- und Rückseite
bzw. von den entgegengesetzten seitlichen Außenseiten aufeinander zu und
fluchten miteinander.
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Insgesamt
ist zu erkennen, daß der
entstehende Ventilblock über
die Flanschflächen 44, 46, 52 in
allen Richtungen erweiterbar ist, indem gleiche Ventilgehäuseblöcke einfach
angeflanscht werden.
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Es
ergibt sich damit ein Ventilbausatz, der aus wenigen Einzelteilen
besteht und sich durch ein hohes Maß an Flexibilität auszeichnet.
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Zum
Arretieren der Ventilblöcke
aneinander weist der Ventilgehäuserohling 16 angeformte
Befestigungsmittel 54, 56 auf, wobei die Befestigungsmittel 54 den
Flanschen 44, 46 und die Befestigungsmittel 56 den
Flanschen 52 funktional zugeordnet sind.
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In
der gezeigten Ausführungsform
sind diese Befestigungsmittel 54 ösenartige Erweiterungen mit Durchstecköffnungen
für Schraubbolzen 58,
die in nicht gezeigte Muttern eingedreht werden, so daß über die
Schraubbolzen 58 und die Befestigungsmittel 54, 56 benachbarte
Ventilblöcke
miteinander verklemmt werden.
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Bevorzugt
werden an die benachbarten Flanschflächen nur Dichtungen 60 gelegt.
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Zur
größeren Beabstandung
von benachbarten Ventilblöcken
können
sogenannte Koppelteile 15 zwischengeklemmt werden, die
in den 3 und 4 dargestellt sind. Die Koppelteile 15 besitzen zwei
parallele entgegengesetzte Flanschflächen 62, von denen
sich jeweils zwei parallele, übereinandergeordnete
Durchlaßöffnungen 64, 66 aufeinander
zu erstrecken, wobei einer der potentiellen Strömungsdurchlässe durch eine Zwischenwand 38 noch
getrennt ist, der andere Strömungsdurchlaß ist von
Anfang an offen.
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In 4 ist
die untere Zwischenwand 38 nicht vorhanden.
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Der
Abstand zwischen den oberen und unteren Durchlaßöffnungen 64, 66 entspricht
dem Abstand der Zuführkanäle 40, 42.
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Ein
außen
umlaufender Kragen 68 ist so groß ausgeführt, daß er geringfügig über den
Außenrand
der Flanschflächen 44, 46 tritt
und damit eine Zentrierung der Koppelteile 15 mit den zugeordneten Ventilgehäusen möglich ist.
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In
die Aufnahmeräume 18, 20 können Ventileinsatzteile
eingesetzt werden, beispielsweise Prozeßventile, Rückschlagventile, Filter, Drosseln
oder andere Komponenten, siehe 5 und 6.
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Die
Prozeßventile
wirken insbesondere mit den zuvor bereits im Zusammenhang mit 2 beschriebenen
Ventilsitzbuchsen 26 zusammen.
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Je
nachdem, welche fluidischen Verbindungen vorhanden sein sollen,
werden entsprechende Zwischenwände 38 entfernt,
so daß sich
die Leitungsabschnitte 30 bis 36 und Zuführkanäle 40 bis 50 zu
durchgehenden Kanälen
ergänzen.
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Natürlich müssen je
nach Einsatzzweck nicht alle Zwischenwände 38 entfernt werden,
sondern nur diejenigen, die für
die Bildung der entsprechenden Kanäle notwendig sind. Von außen gibt
es noch entsprechende Verrohrungen, die in die zugeordneten Zuführkanäle münden.
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Die
Ventilgruppe ist auch nach unten erweiterbar, beispielsweise könnten entsprechende
auf dem Kopf stehende Ventilblöcke
von unten angeflanscht werden. Der Grundbaustein, nämlich der Ventilgehäuserohling,
bleibt bei sämtlichen
Ausführungsformen
aber dergleiche. Da die Flanschflächen 40, 46, 52 jeweils
gleich sind, lassen sich die Ventilblöcke auch im rechten Winkel
zueinander ausgerichtet miteinander koppeln, oder es kann auch an
jeder Flanschfläche
immer das gleiche Koppelteil 15 angebracht werden.
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Bei
der Ventilbaugruppe nach 5 ist ein Ventilblock, d. h.
ein Ventilrohling, mit zwei Prozeßventilen 60 bestückt, die
von oben in die Aufnahmeräume
eingesetzt werden.
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Bei
der Ventilbaugruppe nach 5 ist neben einem Prozeßventil 60 auch
noch ein Bauteil 62 in Form eines Rückschlagventils, Filters oder
einer Drossel eingesetzt.