CH624748A5

CH624748A5 - Diaphragm shut-off valve in a vacuum line

Info

Publication number: CH624748A5
Application number: CH1414677A
Authority: CH
Inventors: Harald Michael
Original assignee: Electrolux Gmbh
Priority date: 1976-11-20
Filing date: 1977-11-18
Publication date: 1981-08-14
Also published as: AU3075077A; AU508916B2; DE2652878C3; NO773950L; FI68111B; NL7712406A; SE431784B; JPS5380826A; FI773501A; DK512977A; NO148757B; NO148757C; FR2371622B1; GB1538820A; DE2652878B2; FR2371622A1; CA1066255A; SE7712885L; DE2652878A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Membran-Absperrventil gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a diaphragm shut-off valve according to the preamble of patent claim 1.

Ein derartiges Absperrventil ist in der DT-PS 1 609 245 beschrieben und kann u. a. bei Unterdruck-Abwasserlei-tungen Verwendung finden. Bei dem bekannten Ventil muss der Antrieb des Öffnungsmechanismus verhältnismässig kräftig ausgebildet werden, um die durch den Unterdruck in der Leitung auf die Membran ständig in Schliessrichtung wirkende Kraft überwinden zu können. Wenn der Antrieb eine an das Unterdrucksystem anschliessbare Zylinder-Kol-ben-Einheit ist, muss die Kolbenfläche grösser sein als die wirksame Fläche der Membran, d. h., es ergibt sich im Verhältnis zum Leitungsquerschnitt immer eine grossvolumige Ventileinheit. Such a shut-off valve is described in DT-PS 1 609 245 and can u. a. can be used for vacuum sewage pipes. In the known valve, the drive of the opening mechanism must be designed to be relatively strong in order to be able to overcome the force acting in the closing direction on account of the negative pressure in the line on the membrane. If the drive is a cylinder-piston unit that can be connected to the vacuum system, the piston area must be larger than the effective area of the membrane, i. that is, there is always a large-volume valve unit in relation to the line cross section.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil der genannten Art zu schaffen, welches nur einen verhältnismässig schwachen und entsprechend klein dimensionierten Antriebsmechanismus braucht, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale in der Nennzeichnung des Patentanspruches 1 gelöst. The invention has for its object to provide a shut-off valve of the type mentioned, which only needs a relatively weak and correspondingly small-sized drive mechanism, and this object is achieved according to the invention by the features in the nominal drawing of claim 1.

Die Erfindung führt dazu, dass beim Öffnen des Ventils durch Unterdruck im Hohlraum die Wirkung des Unterdrucks in der Leitung auf die Membran ganz oder teilweise ausbalanciert wird, so dass durch den Öffnungsmechanismus nur noch eine geringe zusätzliche Kraft aufzubringen ist, um die vorhandenen Reibungs- und Verformungskräfte sowie eine eventuell in Schliessrichtung wirkende Schwerkraftoder Federvorbelastung zu überwinden und die Membran in die geöffnete Stellung zu bewegen. Im Falle eines mit Unterdruck beaufschlagbaren Steuerkolbens kann dieser einen wesentlich kleineren Durchmesser haben als bisher notwendig war, und auch die Halterung und Abstützung seines Zylinders kann entsprechend schwächer dimensioniert werden. The invention leads to the fact that when the valve is opened by negative pressure in the cavity, the effect of the negative pressure in the line on the membrane is wholly or partially balanced, so that only a small additional force has to be applied by the opening mechanism in order to reduce the friction and To overcome deformation forces as well as any gravity or spring preload acting in the closing direction and to move the membrane into the open position. In the case of a control piston which can be subjected to negative pressure, it can have a much smaller diameter than was previously necessary, and the mounting and support of its cylinder can also be dimensioned correspondingly weaker.

Da die durch den Öffnungsmechanismus aufzubringende zusätzliche Kraft bei dem erfindungsgemässen Absperrventil weitgehend unabhängig von der Grösse der Membran ist, kann er in gleicher Grösse und Ausführung für Absperrventile an unterschiedlich grossen Leitungsquerschnitten verwendet werden, wodurch sich beträchtliche Vorteile für Produktion und Lagerhaltung ergeben. Since the additional force to be exerted by the opening mechanism in the shutoff valve according to the invention is largely independent of the size of the membrane, it can be used in the same size and design for shutoff valves on differently sized pipe cross sections, which results in considerable advantages for production and storage.

Ein weiterer Vorteil des neuen Ventils ist darin zu sehen, dass es wegen der mit einfachen Mitteln zu erzielenden grösseren in Öffnungsrichtung wirkenden Kraft schneller öffnen kann, wodurch die Gefahr, dass sich feste Bestandteile des Abwassers im Ventil festsetzen, vermieden wird. Another advantage of the new valve is that it can open more quickly due to the greater force that can be achieved with simple means in the opening direction, thereby avoiding the risk of solid constituents of the waste water getting stuck in the valve.

Die Erfindung ist im wesentlichen unabhängig von der Ausbildung der Membran und des mit ihr zusammenwirkenden Sitzes, der Art des Öffnungsmechanismus und einer eventuellen Vorbelastung in Schliessrichtung anwendbar. Aus praktischen Gründen kann man einen mit Unterdruck beaufschlagbaren Kolben, z. B. einen Membrankolben, als Antrieb des Öffnungsmechanismus vorsehen, weil vom System her Unterdruck an Ort und Stelle zur Verfügung steht und lediglich eine Zweigleitung erforderlich ist, um den Hohlraum und den Antriebskolben des Öffnungsmechanismus gleichzeitig zu beaufschlagen. In der von der Abwasser-leitung stromabwärts des Ventils ausgehenden Unterdruck-Steuerleitung, welche zum Hohlraum und dem Antriebskolben führt, können ausserdem für den jeweiligen Anwendungsfall geeignete Steuermittel, z. B. Handventile oder selbsttätig auf die Füllstandshöhe eines über das Ventil abzusaugenden Flüssigkeitsvorrats ansprechende Steuerventile, wie z. B. in der DT-OS 24 55 551 beschrieben, angeordnet sein. Eine Verzögerung der Schliessbewegung des Ventils, um z. B. jeweils nach der abzusaugenden Flüssigkeit ein bestimmtes Luftvolumen in die Abwasserleitung einzulassen, kann mittels einer beim Schliessen des Absperrventils wirksamen Drossel in der Steuerleitung erreicht werden. The invention is essentially applicable regardless of the design of the membrane and the seat that cooperates with it, the type of opening mechanism and any preload in the closing direction. For practical reasons, one can apply a piston with a vacuum, e.g. B. provide a diaphragm piston, as the drive of the opening mechanism, because the system vacuum is available on site and only a branch line is required to act on the cavity and the drive piston of the opening mechanism at the same time. In the negative pressure control line leading from the waste water line downstream of the valve, which leads to the cavity and the drive piston, suitable control means for the respective application, for. B. hand valves or automatically on the level of a liquid to be sucked off through the valve responsive control valves such. B. described in DT-OS 24 55 551 may be arranged. A delay in the closing movement of the valve, e.g. B. each admit a certain volume of air into the sewer line after the liquid to be extracted can be achieved by means of an effective throttle in the control line when the shut-off valve is closed.

Wenn man bei dem vorgeschlagenen Absperrventil einen Öffnungsmechanismus mit einem mit der Membran verbundenen Gestänge benutzt, so muss dieses durch den mit Unterdruck beaufschlagbaren äusseren Hohlraum hindurchgeführt werden, d. h., es muss zwischen dem Gestänge und der Aussenwand des Hohlraums eine Dichtung angebracht sein. Vorzugsweise wird diese Dichtung als Membrandichtung ausgeführt. Diese mindert zwar im Grössenverhältnis zur Membran des Absperrventils die darauf in Öffnungsrichtung wirkende Kraft, bietet aber gegenüber gleitenden Dichtungen den Vorteil geringerer Störungsanfälligkeit. If an opening mechanism with a linkage connected to the membrane is used in the proposed shut-off valve, then this must be passed through the outer cavity which can be subjected to negative pressure, i. that is, a seal must be attached between the linkage and the outer wall of the cavity. This seal is preferably designed as a membrane seal. Although this reduces the force acting on it in the opening direction in relation to the size of the diaphragm of the shut-off valve, it offers the advantage of lower susceptibility to failure compared to sliding seals.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels mittels der Zeichnung näher erläutert. The invention is explained below with reference to an embodiment using the drawing.

In der Zeichnung ist eine Unterdruckleitung 10, z. B. In the drawing, a vacuum line 10, for. B.

eine Abwasserleitung, dargestellt, die an ihren äusseren An5 a wastewater pipe, shown on its outer An5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

624 748 624 748

schlüssen, z. B. Klosettbecken oder Abwassersammelstellen an Hausanschlüssen, durch ein Absperrventil normalerweise geschlossen gehalten werden muss. Das Absperrventil wird durch einen geeigneten Steuermechanismus jeweils kurzzeitig geöffnet, um das Abwasser, welches sich am Anschluss an- 5 gesammelt hat, sowie bei jedem Absaugvorgang auch eine bestimmte Luftmenge, in die Unterdruckleitung einzusaugen. conclude e.g. B. toilet bowls or waste water collection points at house connections, must normally be kept closed by a shut-off valve. The shut-off valve is briefly opened by a suitable control mechanism in order to suck the wastewater that has accumulated at the connection as well as a certain amount of air into the vacuum line during each suction process.

Für derartige Aufgaben sind Membranventile vorteilhaft. Bei ihnen wird die in der Zeichnung mit 12 bezeichnete Membran durch den Unterdruck in der Leitung 10 sicher 10 in Schliessstellung gehalten. Zum Öffnen des Membranventils bedarf es eines Kraftantriebs, für den vorzugsweise ebenfalls der Unterdruck in der Leitung 10 herangezogen wird. Bei dem bekannten Membranventil der DT-PS 1 609 245 ist beispielsweise eine mit Unterdruck beaufschlagbare Zy- 15 linder-Kolben-Einheit 14 vorgesehen, welche in diesem Fall aus einem fest abgestützten Zylinder 16 und einem mit diesem über eine Membran 18 verbundenen beweglichen Kolben 20 besteht. Letzterer kann, wie im Beispielsfall, durch ein Gewicht 22 oder eine Feder in Schliessrichtung be- 20 Diaphragm valves are advantageous for such tasks. With them, the membrane designated 12 in the drawing is held securely 10 in the closed position by the negative pressure in the line 10. To open the diaphragm valve, a power drive is required, for which the negative pressure in line 10 is preferably also used. In the known diaphragm valve of DT-PS 1 609 245, for example, a cylinder-piston unit 14 which can be acted upon by vacuum is provided, which in this case consists of a firmly supported cylinder 16 and a movable piston 20 connected to it via a diaphragm 18 consists. As in the example, the latter can be loaded by a weight 22 or a spring in the closing direction 20

lastet sein. Über eine Kolbenstange 24 und geeignete Befestigungsmittel 26 ist der Antriebskolben 20 mit der Membran 12 fest verbunden. be burdened. The drive piston 20 is firmly connected to the membrane 12 via a piston rod 24 and suitable fastening means 26.

Wenn der Antriebskolben 20, wie bei der bekannten Ausführung, die gesamte zum Umstellen der Membran 12 in die 25 geöffnete Stellung erforderliche Kraft aufzubringen hat, If, as in the known embodiment, the drive piston 20 has to exert the entire force required to change the membrane 12 into the open position,

muss er verhältnismässig gross sein. Bei dem dargestellten Absperrventil genügt hingegen ein im Vergleich sehr viel kleinerer Antriebskolben 20, da die Aussenseite der Membran 12 einen Hohlraum 28 begrenzt, der durch eine äusse- 30 re Wand 30 zur Aussenatmosphäre hin dicht abgeschlossen ist und mit Unterdruck beaufschlagt werden kann. Auf diese Weise wird die durch den Unterdruck in der Leitung 10 it must be relatively large. In the illustrated shut-off valve, on the other hand, a drive piston 20, which is much smaller in comparison, is sufficient, since the outside of the membrane 12 delimits a cavity 28 which is sealed off from the outside atmosphere by an outer wall 30 and can be subjected to negative pressure. In this way, the negative pressure in the line 10

auf die Membran 12 in Schliessrichtung wirkende Kraft im wesentlichen ausgeglichen. force acting on the membrane 12 in the closing direction is substantially balanced.

Zur Abdichtung zwischen der Wand 30 und der Kolbenstange 24 zeigt die Zeichnung zwei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten. Auf der linken Seite ist eine Lippendichtung 32 angedeutet, bei der eine Gleitbewegung an der Kolbenstange 24 stattfindet. Die rechte Seite zeigt dagegen eine Membrandichtung 34, welche in der gezeigten Anwendung eine möglichst kleine Fläche haben sollte. For the seal between the wall 30 and the piston rod 24, the drawing shows two different design options. A lip seal 32 is indicated on the left-hand side, in which a sliding movement takes place on the piston rod 24. The right side, however, shows a membrane seal 34, which should have the smallest possible area in the application shown.

Bei der gezeigten Ausführung sind der Zylinder 16 und der Hohlraum 28 über Zweigleitungen 36, 38 an eine gemeinsame Unterdruck-Steuerleitung 40, die ein Steuerventil 42 enthält, angeschlossen. In der dargestellten Lage verbindet das letztere den Zylinder 16 und den Hohlraum 28 mit einem Anschluss 44 zur Aussenatmosphäre, so dass durch den Unterdruck in der Leitung 10 das Absperrventil in der gezeigten geschlossenen Stellung gehalten wird. Dreht man hingegen den Drehschieber des Steuerventils 42 im Beispielsfall um etwa 45° im Uhrzeigersinn, so werden der Zylinder 16 und der Hohlraum 28 über die Steuerleitung 40 mit dem Unterdruck in der Leitung 10 in Verbindung gebracht und dadurch das Ventil geöffnet. In the embodiment shown, the cylinder 16 and the cavity 28 are connected via branch lines 36, 38 to a common vacuum control line 40, which contains a control valve 42. In the position shown, the latter connects the cylinder 16 and the cavity 28 with a connection 44 to the outside atmosphere, so that the shut-off valve is held in the closed position shown by the negative pressure in the line 10. If, on the other hand, the rotary valve of the control valve 42 is turned clockwise in the example by approximately 45 °, the cylinder 16 and the cavity 28 are brought into connection with the negative pressure in the line 10 via the control line 40 and the valve is thereby opened.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel müssen der Zylinder 16 und der Hohlraum 28 nicht notwendigerweise gleichzeitig mit Unterdruck beaufschlagt bzw. mit der Aussenatmosphäre in Verbindung gebracht werden. Um den Öffnungsvorgang zu beschleunigen, könnte z. B. auch zunächst der Hohlraum 28 mit dem Unterdruck der Leitung 10 in Verbindung gebracht werden, wobei das Absperrventil wegen der Vorbelastung 22 und sonstiger innerer Kräfte immer noch geschlossen bleibt. Wird dann danach der Antriebskolben 20 mit Unterdruck beaufschlagt, so kann er die Membran 12 sdir schnell in die geöffnete Stellung ziehen. In a departure from the exemplary embodiment, the cylinder 16 and the cavity 28 do not necessarily have to be subjected to negative pressure at the same time or brought into connection with the outside atmosphere. In order to accelerate the opening process, e.g. B. also initially the cavity 28 with the negative pressure of the line 10 in connection, the shut-off valve still remains closed due to the preload 22 and other internal forces. If the drive piston 20 is then subjected to negative pressure, it can quickly pull the diaphragm 12 into the open position.

M M

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

624 748

1. Membrane shut-off valve in a vacuum line, with a membrane which can be moved into the opening position by the vacuum in the line and through an opening mechanism connected to the membrane, characterized in that the outside of the membrane (12) has a vacuum limitable cavity (28) limited.

2. Shut-off valve according to claim 1, characterized in that the opening mechanism is a piston (20) connected via a linkage (24) to the membrane (12), which can be acted upon by vacuum, said piston and the cavity (28) essentially being optionally available at the same time Vacuum or ambient pressure can be applied.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Shut-off valve according to claim 2, characterized in that the piston (20) and the cavity (28) can be acted upon with the same negative pressure.

4. Shut-off valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that one of the cavity (28) and /

or the line (36, 38, 40) connecting the cylinder (16) of the piston (20) to the outside atmosphere has a throttle point which is effective during the closing movement of the membrane (12).

5. Shut-off valve according to claim 4, characterized in that the throttle point is adjustable.

6. Shut-off valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outer wall (30) of the cavity (28) is integrally formed with a line section (10) or is fixedly connected thereto.

7. Shut-off valve according to claim 6, characterized in that the cylinder (16) of the piston (20) is supported on the line section (10) and / or the outer wall (30) of the cavity (28).

8. Shut-off valve according to one of claims 2 to 7, characterized in that the linkage (24) of the piston (20) through seals (32, 34) in the outer wall (30) of the cavity (28) is guided.

9. Shut-off valve according to one of claims 2 to 7, characterized in that the linkage (24) of the piston (20) is tightly connected to the outer wall (30) of the cavity (28) via a narrow membrane seal (24).

10. Shut-off valve according to claim 1, characterized in that the opening mechanism is a piston (20) connected to the membrane (12) via a linkage (24) and can be acted upon by vacuum, the arrangement being such that first the cavity (28 ) and then the piston (20) can be pressurized.