DE102005011951A1

DE102005011951A1 - Ventil

Info

Publication number: DE102005011951A1
Application number: DE200510011951
Authority: DE
Inventors: Bruno Staiger; Klaus Schoch; Jürgen Schnatterer
Original assignee: STAIGER STEUERUNGSTECH; Steuerungstechnik Staiger & Co Produktions-Vertriebs-Kg GmbH
Current assignee: STAIGER STEUERUNGSTECH; Steuerungstechnik Staiger & Co Produktions-Vertriebs-Kg GmbH
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2025-03-15
Also published as: DE102005011951B4

Abstract

Das Ventil ist für gasförmige und flüssige Medien vorgesehen und weist ein Ventilgehäuse, eine Membran und ein Vorsteuerventil mit einem Verbindungskanal auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil für gasförmige und flüssige Medien.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil der vorbeschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln eine kompakte Ventileinheit mit einfacher Montagemöglichkeit und hoher Funktionstüchtigkeit erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar:
1 bis 4 ein erfindungsgemäßes Ventil in vier verschiedenen Ausführungen in geschnittenen, stark vergrößerten Darstellungen.
Das in der 1 dargestellte Ventil 1 weist einen bezüglich einer Mittenachse 2 rotationssymmetrischen Ventilkörper 3 auf, der eine Umfangswand 4, einen zentralen Rohrstutzen 5 mit einem Auslass 6 und einen ringkanalförmigen Einlass 7 besitzt, der außen von der Umfangswand 4 und innen von dem Rohrstutzen 5 begrenzt ist. Der Rohrstutzen 5 des Auslasses 6 trägt an einem aus dem Ventilkörper 3 herausragenden Rohrende einen O-Ring 8, der in einer Ringnut des Rohrstutzens 5 gelagert ist. Das dem O-Ring 8 entfernt liegende Ende des Rohrstutzens 5 ist als Ventilsitz 9 ausgebildet.
Auf den Ventilkörper 3 ist ein rotationssymmetrischer Ventildeckel 10 gestülpt, der eine Deckwand 11 und eine Außenwand 12 aufweist, die ein Außengewinde 13 trägt und die Umfangswand 4 des Ventilkörpers 3 übergreift. Das Außengewinde 13 ist für eine zentrale Befestigung des Ventils zum Einschrauben in eine Gewindeaufnahme vorgesehen. Statt des Außengewindes 13 kann es auch vorteilhaft sein, einen hier nicht näher dargestellten, vorzugsweise U-förmigen Sicherungsbügel vorzusehen, dessen freie Bügelschenkel in eine Nut der Außenwand 12 des Ventildeckels 10 eingreifen. Der Rand der Umfangswand 4 und der Rand der Außenwand 12 befinden sich in einer gemeinsamen Ebene. Außerdem ist in der Außenwand 12 eine Ringnut ausgebildet, in der sich ein O-Ring 14 befindet.
Zwischen dem Ventilkörper 3 und dem Ventildeckel 10 ist eine Membran 15 angeordnet, deren im Querschnitt etwa schwalbenschwanzförmiger Umfangsrand 16 in einer entsprechend schwalbenschwanzförmigen Nut fest eingespannt ist. Die Membran 15 ist vorzugsweise aus einem Elastomer hergestellt und schließt eine Ventilkammer 17 ab, die im Übrigen von der Deckwand 11 und der Außenwand 12 des Ventildeckels 10 mitbegrenzt ist. Die Membran 15 ist in der Ventilkammer 17 durch einen Membranteller abgestützt und besitzt einen im Querschnitt etwa halbrunden Innenwalkteil 18, der sich im Bereich des Ventilsitzes 9 in den Auslass 6 hinein wölbt, und einen im Querschnitt ebenfalls ungefähr halbrunden Außenwalkteil 19, der sich in der Nähe des Umfangsrandes 16 in Richtung zur Deckwand 11 hin wölbt. Die Wand des Innenwalkteils 18 und des Außenwalkteils 19 kann bevorzugt etwa zwei- bis dreimal dünner sein als die Membranwand 20 zwischen dem Innenwalkteil 18 und dem Außenwalkteil 19. In dem Abstandsbereich zwischen dem Innenwalkteil 18 und dem Außenwalkteil 19 besitzt die Membranwand 20 einen Ausgleichskanal 21, der eine Verbindung vom Einlass 7 zur Ventilkammer 17 darstellt und in eine Ringnut 22 einmündet, die an der der Ventilkammer 17 zugewandten Seite der Membranwand 20 ausgebildet ist.
In einer zentralen Bohrung der Deckwand 11 des Ventildeckels 10 ist ein Vorsteuerventil 23 vorgesehen, das einen Vorsteuerventilsitz 24, einen Rohrteil 25 und einen Verbindungskanal 26 aufweist. Der Durchmesser des Vorsteuerventils 23 ist kleiner als der Durchmesser des Auslasses 6. Der Vorsteuerventilsitz 24 befindet sich in einer Vorsteuerkammer 27 und der Rohrteil 25 erstreckt sich koaxial durch die Ventilkammer 17 und die Membran 15. Der Verbindungskanal 26 ist auf dem kürzesten Weg von der Vorsteuerkammer 27 durch den Vorsteuerventilsitz 24, den Körper des Vorsteuerventils 23 und den Rohrteil 25 direkt in den Auslass 6 geführt. Die Membran 15 besitzt in der zentralen Mitte eine schlauchförmige Stulpe 28, die sich unmittelbar an die innere Wand des Innenwalkteils 18 anschließt und sich in die Ventilkammer 17 hinein erstreckt. Die Stulpe 28 ist auf den im Durchmesser gegenüber dem Körper des Vorsteuerventils 23 reduzierten Rohrteil 25 aufgeschoben, wobei die Stulpe 28 den Rohrteil 25 dicht umschließt und ortsfest positioniert ist. Außerdem ist in der Deckwand 11 des Ventildeckels 10 ein als Durchbruch ausgebildeter Vorsteuerkanal 29 vorgesehen, der eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 17 und der Vorsteuerkammer 27 herstellt.
Auf der dem Rohrstutzen 5 abgewandten Seite der Deckwand 11 des Ventildeckels 10 ist ein Magnetkopf 30 angeordnet, der in einem Gehäuse 31 eine auf einem Spulenkörper 32 vorgesehene Elektrospule 33, der zwei Elektroleiter 44, 45 zugehörig sind, sowie eine dem Ventildeckel 10 nahe liegende Flussscheibe 34 und eine dem Ventildeckel 10 entfernt liegende Flussscheibe 35 aufweist. Der Spulenkörper 32 kann vorzugsweise mit dem Ventildeckel 10 materialeinheitlich einstückig ausgeführt sein. In dem rohrförmigen Spulenkörper 32, der die Vorsteuerkammer 27 teilweise mitbegrenzt, befindet sich ein axial verlagerbarer Magnetanker 36, der an einer Seite eine gegen den Vorsteuerventilsitz 24 anlegbare Dichtscheibe 37 trägt und an der gegenüberliegenden Seite mit einer Druckfeder 38 beaufschlagt ist, die an einem Zapfen 39 gehalten und an einer magnetisierbaren Metallscheibe 40 abgestützt ist, die an ihrem Umfang einen in einer Ringnut gelagerten O-Ring 41 trägt, der an der Innenfläche des rohrförmigen Spulenkörpers 32 anliegt und die Vorsteuerkammer 27 mitbegrenzt. Außerdem befindet sich in dem Spulenkörper 32 an der der Druckfeder 38 gegenüberliegenden Seite der Scheibe 40 ein Dauermagnet 42, an dem wiederum ein Magnetkern 43 anliegt, der für eine genaue Justierung bevorzugt über ein Gewinde axial stufenlos verstellbar ist.
Das in der 2 dargestellte Ventil 46 entspricht im Wesentlichen dem zuvor beschriebenen Ventil 1. Jedoch ist hier der den Verbindungskanal 26 aufweisende Rohrteil 25 durch den Körper des Vorsteuerventils 23 derart hindurchgeführt, dass er über den Innenwalkteil 18 hinaus relativ weit in den Auslass 6 hineinragt. Das in die Vorsteuerkammer 27 hineinragende Ende des Rohrteils 25 bildet dabei den Vorsteuerventilsitz 24.
Auch das in der 3 dargestellte Ventil 47 entspricht im Wesentlichen dem zuerst beschriebenen Ventil 1. Allerdings ist hier das Vorsteuerventil 23 nicht als separates Teil, sondern mit dem Ventilsitz 24 und dem Rohrteil 25 materialeinheitlich einstückig mit der Deckwand 11 des Ventildeckel 10 ausgebildet.
Das in der 4 dargestellte Ventil 48 ist ebenfalls im Wesentlichen gleich dem zuerst beschriebenen Ventil 1, allerdings ist hier das Vorsteuerventil 23 mit dem Rohrteil 25 materialeinheitlich einstückig mit dem Rohrstutzen 5 des Ventilkörpers 3 ausgebildet. Der Vorsteuerventilsitz 24 wird von dem in die Vorsteuerkammer 27 hineinragenden Ende des Rohrteils 25 gebildet.
Den in den 1 bis 4 dargestellten Ventilen 1, 46, 47, 48 ist zudem zu entnehmen, dass der Ventilkörper 3 mit dem Einlass 7 und dem Auslass 6 sowie der Ventildeckel 10 und das Vorsteuerventil 23 mit dem Vorsteuerventilsitz 24 und dem Verbindungskanal 26 bezüglich der Mittenachse 2 koaxial ausgebildet sind. Dabei sind der Verbindungskanal 26 und das Vorsteuerventil 23 im Durchmesser kleiner als der Auslass 6, der von dem Einlass 7 ringkanalförmig umfasst ist.

Claims

Ventil für gasförmige und flüssige Medien, umfassend folgende Merkmale: – einen Ventilkörper (3) mit einem Einlass (7), einem Ventilsitz (9) und einem Auslass (6), – einen Ventildeckel (10), der eine Ventilkammer (17) mitbegrenzt, – einen Vorsteuerkanal (29), der die Ventilkammer (17) und eine Vorsteuerkammer (27) verbindet, – ein Vorsteuerventil (23), das einen in der Vorsteuerkammer (27) vorgesehenen Vorsteuerventilsitz (24) aufweist, der mit einer Dichtscheibe (37) verschließbar ist, die über einen Magnetanker (36) in der Vorsteuerkammer (27) verlagerbar ist, – einen Verbindungskanal (26), der von der Vorsteuerkammer (27) durch das Vorsteuerventil (23) direkt zu dem Auslass (6) führt, – eine Membran (15), die gegen den Ventilsitz (9) andrückbar ist und die Ventilkammer (17) mitbegrenzt, von dem Verbindungskanal (26) durchsetzt und an einem Rohrteil (25) des Vorsteuerventils (23) ortsfest dicht befestigt ist und mindestens einen Walkteil (18, 19) und einen den Einlass (7) und die Ventilkammer (17) verbindenden Ausgleichskanal aufweist (21).
Ventil nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (23) dem Ventildeckel (10) zugeordnet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (23) in eine Bohrung des Ventildeckels (10) eingesetzt ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (23) mit dem Ventildeckel (10) materialeinheitlich einstückig ausgebildet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (23) dem Ventilkörper (3) zugeordnet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (23) mit dem Ventilkörper (3) materialeinheitlich einstückig ausgebildet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (15) einen dem Verbindungskanal (26) naheliegenden Innenwalkteil (18) und einen dem Membranumfangsrand (16) naheliegenden Außenwalkteil (19) aufweist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskanal (21) im Abstandsbereich zwischen dem Innenwalkteil (18) und dem Außenwalkteil (19) der Membran (15) angeordnet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskanal (21) in eine Ringnut (22) einmündet, die an der der Ventilkammer (17) zugewandten Seite der Membran (15) ausgebildet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranumfangsrand (16) in einer Nut zwischen dem Ventilkörper (3) und dem Ventildeckel (10) angeordnet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke des Innenwalkteils (18) und des Außenwalkteils (19) kleiner ist als die Wanddicke der Membran (15) im Abstandsbereich zwischen den Walkteilen (18, 19).
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (15) eine schlauchförmige Stulpe (28) aufweist, die an einem Rohrteil (25) des Vorsteuerventils (23) befestigt ist und dieses dicht umschließt.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerkanal (29) als eine Deckwand (11) des Ventildeckels (10) durchsetzender Durchbruch ausgeführt ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (36) einem Magnetkopf (30) zugehörig ist, der dem Ventildeckel (10) zugeordnet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkopf (30) in einem Gehäuse (31) eine Elektrospule (33) aufweist, die auf einem Spulenkörper (32) angeordnet ist, in dem der Magnetanker (36), eine diesem zugeordnete und gegen den Vorsteuerventilsitz (24) gerichtete Druckfeder (38), eine magnetisierbare Metallscheibe (40), ein Dauermagnet (42) und ein Magnetkern (43) vorgesehen ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (43) in dem Spulenkörper (32) axial verstellbar gelagert ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkopf (30) eine dem Ventildeckel (10) nahe liegende Flussscheibe (34) und eine dem Ventildeckel (10) entfernt liegende Flussscheibe (35) aufweist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (32) mit dem Ventildeckel (10) materialeinheitlich einstückig ausgebildet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3) mit dem Einlass (7) und Auslass (6) sowie der Ventildeckel (10) und das Vorsteuerventil (23) mit dem Vorsteuerventilsitz (24) und dem Verbindungskanal (26) bezüglich einer Mittenachse (2) koaxial ausgebildet sind, wobei der Verbindungskanal (26) und das Vorsteuerventil (23) im Durchmesser kleiner sind als der Auslass (6), der von dem Einlass (7) ringkanalförmig umfasst ist.