Mehrwegearmatur

Die Erfindung betrifft eine Mehrwegearmatur zur Absperrung und Umsteuerung von Flüssigkeitsströmen, insbesondere eine 6-Wege-Armatur, wobei in einem mit mehreren Anschlüssen versehenem Gehäuse ein umschaltbares Verteilelement angeordnet ist, die Anschlüsse in Bezug auf eine Drehachse des Verteilelementes auf verschiedenen Ebenen angeordnet sind, das Verteilelement mit mindestens einer Absperrfläche, einer Durchströmöffnung und einer Umlenkkammer versehen ist und zwischen Verteilelement und Gehäuse eine Dichtung angeordnet ist.

Derartige Mehrwegearmaturen finden Verwendung bei Schwimmbädern, die mit einer Umwälz- und Filtereinrichtung für ein darin befindliches Wasser versehen sind. Mit einer Umwälzpumpe wird eine im Schwimmbecken befindliche Flüssigkeitsmenge umge¬ wälzt. Dabei wird eine Flüssigkeitsmenge aus dem Schwimmbecken ¹ angesaugt, erfährt durch die Pumpe eine Drucksteigerung, wird einem Filter zugeführt, darin gereinigt und strömt anschließend wieder zurück in das Schwimmbecken. Im Bereich des Filters ist eine Mehrwegearmatur angeordnet, mit der verschiedene notwendige Einstellungen der Strömungswege beim Betrieb eines Schwimmbeckens vorgenommen werden. Hierbei handelt es sich um die Funktionen für ein Absperren, Filtern, Zirkulieren, Rückspülen, Nachspülen und Entleeren einer solchen Anlage.

Eine aus dem Katalog Schwimmbadtechnik, 2002/2003, der Firma Speck-Pumpen be¬ kannte Mehrwegearmatur, das Produkt Badumat T40, verfügt über ein topfförmiges Gehäuse mit mehreren darin angeordneten Kammern. Die Kammern sind mit äußeren Anschlussöffnungen des Gehäuses verbunden. Innerhalb des Gehäuses werden ver¬ schiedene Strömungswege durch ein umschaltbares Verteilelement beeinflusst, wel¬ ches, nach Art einer Scheibe gestaltet ist, sowie mit Öffnungen, Sperrflächen und einem Überströmkanal versehen ist. Für eine Umschaltbewegung wird das Verteilelement aus seiner jeweiligen Position gehoben, in eine neue Position gedreht und wieder dichtend

abgesenkt. Da in einem umzuwälzendem und zu reinigendem Wasser auch Schmutz¬ partikel in Form von Sand und Feststoffen enthalten sind, können solche Feststoffan¬ teile häufig die Dichtung zwischen Verteilelement und damit die Funktion der Mehrwe¬ gearmatur beschädigen. Zusätzlich bedingen die einzelnen Kammern einen hohen Strömungswiderstandsbeiwert einer solchen Armatur, wodurch der Einsatz einer Pum¬ pe mit größerer Förderhöhe erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine strömungstechnische optimierte Mehr¬ wegearmatur zu entwickeln, deren Gehäuse und Verteilelement einfach herzustellen sind. Die Lösung dieses Problems erfolgt mit den Merkmalen des Anspruches 1. Da¬ nach ist das Verteilelement mit einer seine Drehachse einhüllenden, eine Zulaufkammer bildenden Trennwand versehen, die Trennwand ist mit einer Vielzahl von radial nach außen abstehenden Stegelementen versehen und Stirnflächen der Stegelemente liegen dichtend an einer inneren Mantelfläche an, die Stegelemente bilden zwischen einer äu¬ ßeren Verteilebene und einer mittleren Verteilebene mindestens je eine L-förmige und J-förmige Verteilkammer und die Stegelemente bilden zwischen der mittleren Verteil¬ ebene und einer zweiten äußeren Verteilebene eine L-förmige oder eine J-förmige Verteilkammer, die Stegelemente bilden in den drei Verteilebenen mindestens je eine Sperrkammer und das Verteilelement gibt in dem Gehäuse angeordnete Anschlüsse und damit verbundene Strömungswege frei und/oder sperrt sie ab.

Nach Ausgestaltungen der Erfindung sind zwischen Gehäuse und Verteilelement in je¬ der Verteilebene mindestens 3 Verteilkammern und mindestens je eine Sperrkammer angeordnet. Und die Trennwand ist in einer zweiten äußeren Verteilebene mit zwei Ab¬ lauföffnungen versehen, um die Armaturenfunktion des Filterns und Nachspülens zu optimieren.

Um das Verteilelement in die verschiedenen Schaltpositionen bewegen zu können, ist die Zulaufkammer an einer Stirnseite kräfteübertragend mit einem Drehzapfen verbun¬ den. Dabei ist der Drehzapfen als mit der Zulaufkammer verbundener Hohl- oder Voll-

körper ausgebildet. Bei einer gusstechnischen Herstellung wird durch eine Ausbildung als Hohlkörper eine nachteilige Werkstoffanhäufung vermeiden. Zur sicheren Kräfte¬ übertragung verbinden in Achsrichtung verlaufenden Rippen den Drehzapfen mit der Innenwand der Trennwand.

Nach anderen Ausgestaltungen der Erfindung sind im Drehzapfen und/oder im Bereich der Stirnseite des Verteilelementes eine oder mehrere Zulauföffnungen angeordnet. Somit kann auch eine Zuströmung aus anderer Richtung zum Verteilelement erfolgen. Auch können eine oder mehrere Zulauföffnungen als Druckausgleichsöffnungen aus¬ gebildet sein, um während des Betriebes innerhalb der Mehrwegearmatur einen Druck¬ ausgleich zu gewährleisten.

Zur Abdichtung der einzelnen Schaltpositionen in der Mehrwegearmatur sind eine oder mehrere Dichtungen zwischen innerer Mantelfläche und Verteilelement angeordnet. In Abhängigkeit von einer gewählten Herstellungsart liegt das Verteilelement dichtend an der inneren Mantelfläche an. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Ver¬ teilelement mit seinen Stegelementen direkt konisch dichtend an der Mantelfläche an¬ liegt. Die innerer Mantelfläche kann Bestandteil des Gehäuses oder einer im Gehäuse eingelegten Dichtung sein. Hierbei kann die Dichtung als eine eigenständiges Bauteil ausgebildet sein oder auch direkt in das Gehäuse und/oder in das Verteilelement integ¬ riert sein. Ebenso kann das Verteilelement aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden. Dies können Kunststoffe mit unterschiedlicher Shorehärte, metallische Werk¬ stoffe oder Kombinationen davon sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt. Es zeigen die

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Mehrwegearmatur, die

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf die Mehrwegearmatur, die

Fig. 3 - 5 waagerechte Schnitte durch drei Verteilebenen der in einer Schalt¬ stellung befindliche Mehrwegearmatur, die

Fig. 6 eine Abwicklung des Verteilelementes.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Ebene einer Drehachse einer als 6-Wege-Armatur ausgebildeten Mehrwegearmatur. Ein Gehäuse 1 ist mit einem Deckel 2 verschlossen, wobei im Deckel 2 eine Handhabe 3 zur Betätigung eines drehbaren Verteilelementes 4 angeordnet ist. Ein sich am Deckel 2 abstützendes Federelement 5 umgibt in diesem Beispiel einen Drehzapfen 6 des Verteilelementes 4 und presst dieses dichtend an die innere Mantelfläche 7 des Gehäuses 1. An der dem Deckel 2 gegenüberliegenden Stirnseite 8 des Gehäuses 1 ist eine Zulauföffnung 9 angeordnet. In Verlängerung der Zulauföffnung 9 ist im Gehäuse ein Vorsprung 10 angeordnet, der führend mit einer ei¬ ne Zulaufkammer 11 bildenden Trennwand 12 zusammenwirkt. Durch die Zulauf¬ kammer 11 verläuft eine Drehachse des Verteilelementes 4. Rippen 13 verbinden die Trennwand 12 kräfteübertragend mit dem Drehzapfen 6, wodurch eine Drehbewegung der Handhabe 3 auf das Verteilelement 4 übertragen wird. Die Handhabe 3 ist mit hier nicht dargestellten Sicherungen versehen, die deren zufällige Verstellung verhindern. Die Sicherung wird durch eine Kippbewegung der Handhabe 3 aufgehoben, wodurch das Verteilelement ^" 4 aus seiner Ruhelage herausgehoben und durch Verdrehung in ei¬ ne neue Postion verstellt werden kann. In dieser angehobenen Position erfolgt bei einer in Betreib befindlichen Pumpe gleichzeitig ein Durchspülen des Inneren der Mehrwege¬ armatur. Eventuell darin an beliebigen Stellen des Gehäuses 1 sich angesammelte Feststoffanteile werden dadurch über einen vorher zu öffnenden Abfluss 14 aus dem Gehäuse herausgespült.

Am Verteilelement 4 zwischen Drehzapfen 6 und oberer Stegplatte 15 angeordnete Öffnungen 16 dienen dem Druckausgleich innerhalb der Mehrwegearmatur. Gleichzeitig können die Öffnungen 16 auch die Funktion von Zulauföffnungen für denjenigen An-

wendungsfall ausüben, bei dem aufgrund baulicher Gegebenheiten die Zulauföffnung 9 nicht in der Stirnseite 8, sondern im Deckel 2 angeordnet sein sollte.

Die Zulauföffnung 9 des Gehäuses 1 ist im allgemeinen mit einer - hier nicht darge¬ stellten - Druckleitung einer Pumpe verbunden. Das Gehäuse selbst ist überwiegend Zylinder- oder kegelförmig gestaltet und ist dadurch mit einfachen Mitteln kostengünstig herzustellen.

Ein von einer Pumpe gefördertes Fluid strömt durch die Zulauf Öffnung 9 des Gehäuses 1 in die Zulaufkammer 11 des Verteilelementes 4. Darin strömt es je nach Schalt¬ stellung des Verteilelementes 4 in drei verschiedene Verteilebenen 17 - 19 ab. Von der die Zulaufkammer 11 bildenden Trennwand 12 erstrecken sich radial nach außen ab¬ stehende Stegelemente, die am äußeren Umfang der Trennwand 12 verschieden ge¬ formte, offene Verteilkammern bilden. Diese Ausbildung erlaubt eine besonders einfa¬ che Herstellung mittels Spritzgußwerkzeugen, zusammen gesetzten einzelnen Form¬ teilen, Schweißkonstruktionen oder dergleichen.

Die drei Verteilebenen 17 - 19 sind zwischen zwei äußeren Stegplatten 15, 20 des Verteilelementes 4 angeordnet, wobei die Stegplatten 15, 20 in axialer Richtung gleich¬ zeitig eine Begrenzung bilden. Am Gehäuse 1 sind auf der Außenseite vier Anschlüsse 21 - 24 angeordnet, die mit hier nicht dargestellten Rohrleitungen eines Flüssigkeits¬ systems, beispielsweise einem Schwimmbad, verbunden sind. Dabei ist ein Anschluss 21 in Bezug auf das Verteilelement 4 auf der hier oberen, zweiten äußeren Verteilebene 17 und ein Anschluss 24 auf der hier unteren, äußeren Verteilebene 19 angeordnet. Auf der dazwischen befindlichen mittleren Verteilebene 18 sind zwei weitere Anschlüsse 22, 23 angeordnet. In der Figur 1 sind diese Anschlüsse 21 - 24 gestrichelt dargestellt, wobei der Anschluss 23 aus Gründen einer besseren Erkennbarkeit gegenüber dem in der gleichen Verteilebene 18 befindlichen Anschluss 22 versetzt gezeichnet ist. ■

Die Trennwand 12 verfügt über - in den Fig. 3 - 5 deutlicher erkennbare - Abfluss¬ öffnungen 25 - 28, mit denen eine Fluidverteilung von der Zulaufkammer 11 zu den Verteilebenen 17 - 19 erfolgt. Dazu sind im Bereich der zweiten äußeren Verteilebene 17 zwei Abflussöffnungen 25, 26, in der mittleren Verteilebene 18 eine Abflussöffnung 27 und in der anderen äußeren Verteilebene 19 eine Abflussöffnung 28 angeordnet. In Abhängigkeit von der Stellung des Verteilelementes 4 erfolgt eine gewünschte Ver¬ teilung der Fluidströme in die jeweilige Richtung.

In der Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht auf die Mehrwegearmatur gezeigt. Die An¬ schlüsse 21 - 24 sind vorzugsweise zu einer Gehäuseseite hin angeordnet, um eine Verbindung mit einer Anlage zu vereinfachen. Diese kann aus Pumpe, Schwimmbad, Filter und verschiedenen Verbindungsleitungen bestehen. Die Zulauföffnung 9 ist hier an der einen Gehäuseboden der Mehrwegearmatur bildenden Stirnseite 8 angeordnet.

Die Fig. 3 - 5 zeigen Schnitte durch die drei Verteilebenen 17 - 19. Dabei befindet sich das Verteilelement 4 immer in der gleichen Stellung und Relation zum Gehäuse 1 , hier in einer Funktionsstellung Nachspülen.

In Fig. 3 ist erkennbar, dass ein Fluid aus der Zulaufkammer 11 durch eine Abfluss¬ öffnung 25 in den Anschluss 21 strömt, der mit einem - hier nicht dargestellten - Filter verbunden ist. Weiterhin steht die Zulaufkammer 11 durch eine Abflussöffnung 26 mit einer Verteilkammer 31 in Verbindung, die jedoch in dieser Stellung durch die innere Mantelfläche 7 des Gehäuses 1 abgesperrt ist. Von der Trennwand 12 nach außen ab¬ stehende vier Stegelemente 29, 29.1 , 30, 30.1 bilden zwischen sich drei Verteilkam¬ mern 31 , 32, 32.1 aus, wobei der Anschluss 21 in Wirkverbindung mit der Verteil¬ kammer 32 steht. Eine ebenfalls durch Stegelemente gebildete Sperrkammer 37 ist in dieser Schaltstellung ohne Funktion. In einer anderen Stellung des Verteilelementes 4 übt sie eine Absperrfunktion gegenüber dem Anschluss 21 aus.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die mittlere Verteilebene 18. Hierin ist erkennbar, dass sich die drei Stegelemente 29, 29.1 und 30.1 in axialer Richtung über die beiden Verteil¬ ebenen 17, 18 erstrecken. In der mittleren Verteilebene 18 befindet ist somit der einen größeren Öffnungswinkel aufweisende andere Teil der Verteilkammer 32.1 , die sich insgesamt über die beiden Verteilebenen 17, 18 nach Art einer L-Form erstreckt. Somit können je nach Stellung des Verteilelementes 4 verschiedene Anschlüsse mit Fluid ver¬ sorgt oder von einer Versorgung abgetrennt werden.

In dieser Schaltstellung ist eine Verteilkammer 33 über die Abflussöffnung 27 mit der Zulaufkammer 11 verbunden und vom Gehäuse 1 abgesperrt. Die Verteilkammer 33 ist in dieser Schaltstellung ohne eine Funktion, da sie von der Mantelfläche 7 abgesperrt ist. Sie wird seitlich von den Stegelementen 34, 34.1 begrenzt. Zwischen den Steg¬ elementen 30.1 und 34.1 ist eine Verteilkammer 35 eingeschlossen, die mit dem An- schluss 22 in Verbindung steht. Dieser ist mit einem Kanalanschluss verbunden, in wel¬ chen eine Nachspülflüssigkeit abfließt. Die sich über zwei Verteilebenen 17, 18 erstre¬ ckende L-förmige Verteilkammer 32.1 ist zwischen der inneren Mantelfläche 7 und den Stegelementen 29.1 und 30.1 ausgebildet und mit dem Anschluss 23 verbunden. Sie ist in dieser Schaltstellung ohne Funktion, da zwischen der angrenzenden zweiten äuße¬ ren Verteilebene 17 und der mittleren Verteilebene18 kein Zustrom einer Flüssigkeit erfolgt. Eine durch die Stegelemente 29, 29.1 gebildete Sperrkammer 37.1 ist in dieser Schaltstellung ebenfalls ohne Funktion.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die äußere Verteilebene 19. In dieser Verteilebene 19 verfügt das Verteilelement 11 über zwei einen großen Öffnungswinkel aufweisende Verteilkammern 35, 36. Diese erstrecken sich über die Verteilebenen 18, 19 und weisen in ihrer Abwicklung einen L-förmigen und einen J-förmigen Verlauf auf. Hierbei steht die J-förmige Verteilkammer 35 mit dem Anschluss 24 in Verbindung. In dieser Schaltstel¬ lung des Verteilelementes 4 fließt durch den Anschluss 24 ein Nachspülfluid von einem - hier nicht dargestellten - Filter zurück zur Mehrwegearmatur und wird mit deren Hilfe über die Kammer 35 in einen Anschluss 22 in der mittleren Ebene 18 in einen Kanal

entsorgt. Die mit der Zulaufkammer 11 verbundene Abflussöffnung 28 ist mit einer Ver¬ teilkammer 32.2 verbunden und in dieser Schaltstellung ebenfalls ohne Funktion, da abgesperrt. Sie wird begrenzt durch die Stegelemente 39, 39.1.

Auf jeder Verteilebene 17, 18, und 19 ist am Verteilelement 4 jeweils eine Sperr¬ kammer 37, 37.1 oder 37.2 angeordnet, mit deren Hilfe in den verschiedenen Schalt¬ stellungen der Mehrwegearmatur reine Absperrfunktionen gegenüber den Anschlüssen ausgeübt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen Gehäuse 1 und Verteil¬ element 4 ein Dichtungselement 38 angeordnet. Dieses kann, wie dargestellt, als sepa¬ rates Bauteil oder als ein in das Gehäuse 1 fest integriertes Bauteil gestaltet sein. Auch können die an der inneren Mantelfläche 7 anliegenden Stirnseiten der Stegelemente selbst als Dichtungen, beispielsweise in Form von Leisten, Rippen oder dergleichen, ausgebildet sein.

Fig. 6 zeigt eine Abwicklung des Umfanges vom Verteilelementes 4. Dabei entspricht die Lage der Abwicklung in Bezug auf die Anschlüsse am Gehäuse den Darstellungen in den Fig. 3 - 5. Die großen Buchstaben A - F stellen hierbei immer eine Schalt¬ stellung des Verteilelementes 4 in Bezug auf dessen Lage zum Gehäuse 1 und dessen zugehörigen Anschlüssen dar. A entspricht einer Schaltstellung für ein Rückspülen. B entspricht einer Schaltstellung für ein Nachspülen, C entspricht einer Schaltstellung für ein Entleeren, D entspricht einer Schaltstellung Geschlossen, bei der alles abgesperrt ist, E entspricht einer Schaltstellung für ein Zirkulieren und F entspricht einer Schalt¬ stellung für ein Filtern einer umzuwälzenden Flüssigkeit.

In den Verteilebenen 17 - 19 sind Sperrkammern 37, 37.1 und 37.2 erkennbar. Die Verteilkammern 31 , 32 und 32.1 befinden sich mit der Sperrkammer 37 nur auf der zweiten äußeren Verteilebene 17. Über die Verteilebenen 17, 18 erstreckt sich die L- förmige Verteilkammer 32.1. Und über die Verteilebenen 18, 19 erstrecken sich die L- förmige Verteilkammer 36 und die J-förmige Verteilkammer 35. Die Stegelemente 39, 39.1 schliessen die Verteilkammer 32.2 mit der Zulauföffnung 28 zwischen sich ein.

Und die sich über alle drei Verteilebenen 17 - 19 erstreckenden Stegelemente 34, 34.1 schliessen zwischen sich eine Sperrkammer 37. 2 ein.

Die Verteilebene 18 ist gegenüber den beiden angrenzenden äußeren Verteilebenen 17, 19 durch Stegplattensegmente 15.1 und 20.1 im Bereich der jeweiligen Kammern begrenzt.

Bezuαszeichenlistθ

1 Gehäuse

2 Deckel

3 Handhabe

4 Verteilelement

Federelement

6 Drehzapfen

Mantelfläche, innere

8 Stirnseite

9 Zu lauf Öffnung

10 Vorsprung

11 Zulaufkammer

12 Trennwand

13 Rippen

14 Abfluss

15 äußere Stegplatte, obere

15.1 Stegplattensegment

16 Öffnungen

17 zweite äußere Verteilebene

18 mittlere Verteilebene

19 äußere Verteilebene

20 äußere Stegplatte, untere

20.1 Stegplattensegment

21 - 24 Anschlüsse

25 - 28 Abflussöffnungen in Trennwand 12

29, 30 Stegelemente

29, 29.1 , 30.1 = Stegelemente über zwei Verteilebenen 17, 18

31 - 32.2 Verteilkammern

32.1 L-förmige Verteilkammer über Verteilebenen 17, 18

32.1 , 33, 35 = Verteilkammern, mittlere Verteilebene 18

34 - 34.1 Stegelemente über drei Verteilebenen 17, 18, 19

35 = J-förmige Verteilkammer über Verteilebenen 18, 19

36 ₌ L-förmige Verteilkammer über Verteilebenen 18, 19

37 - 37.2 3 Sperrkammern

38 = Dichtungselement

39 - 39.1 Stegelemente

A ₌ Stellung Rückspülen

B = Stellung Nachspülen

C Stellung Entleeren

D = Stellung Geschlossen

E = Stellung Zirkulieren

F _ Stellung Filtern