DE102007023469B3 - Membranventil mit einer Membrandichtung zum statischen Dichten eines Dicht- und/oder Strömungsraums gegenüber der Umgebung - Google Patents

Membranventil mit einer Membrandichtung zum statischen Dichten eines Dicht- und/oder Strömungsraums gegenüber der Umgebung Download PDF

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    • F16K41/00Spindle sealings
    • F16K41/10Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube
    • F16K41/103Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube the diaphragm and the closure member being integrated in one member

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Membranventil (10) mit einer Membrandichtung (11) zum statischen Dichten eines Dicht- und/oder Strömungsraums (12) gegenüber der Umgebung insbesondere für den pharmazeutischen und/oder lebensmitteltechnischen Bereich, umfassend ein Ventilgehäuse (14), das mindestens einen Eingang (15) und einen Ausgang (16) für das durch den Dicht- und/oder Strömungsraum (12) strömende Medium sowie einen im Bereich des Eingangs (15) oder Ausgangs (16) ausgebildeten Ventilsitz (17) aufweist, ein das Ventilgehäuse (14) auf der dem Ventilsitz (17) gegenüberliegenden Seite abdeckendes Deckelement (18), einen Ventilkörper (13), dem die Membrandichtung (11) zugeordnet ist, eine Ventilstange (23), die mit dem Ventilkörper (13) in Wirkverbindung steht und zum Bewegen des Ventilkörpers (13) aus einer ersten Endposition "Ventil geöffnet" über Zwischenpositionen in eine zweite Endposition "Ventil geschlossen" und umgekehrt ausgebildet und eingerichtet ist, sowie ein mechanisches, auf der Druck abgewandten Seite der Membrandichtung (11) angeordnetes Stützmittel (24) zum Stützen der Membrandichtung (11) bei Druckbeaufschlagung, das sich dadurch auszeichnet, dass das mechanische Stützmittel (24) mindestens zwei Stützelemente (25, 26) aufweist, wobei die beiden Stützelemente (25, 26) auf der der Membrandichtung (11) zugewandten Seite (29) jeweils eine unterschiedliche Unterstützungskontur (30, 31) aufweisen, die in Abhängigkeit der Position des Ventilkörpers (13) mit der ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Membranventil mit einer Membrandichtung zum statischen Dichten eines Dicht- und/oder Strömungsraums gegenüber der Umgebung insbesondere für den pharmazeutischen und/oder lebensmitteltechnischen Bereich, umfassend ein Ventilgehäuse, das mindestens einen Eingang und einen Ausgang für das durch den Dicht- und/oder Strömungsraum strömende Medium sowie einen im Bereich des Eingangs oder Ausgangs ausgebildeten Ventilsitz aufweist, ein das Ventilgehäuse auf der dem Ventilsitz gegenüber liegenden Seite abdeckendes Deckelelement, einen Ventilkörper, dem die Membrandichtung zugeordnet ist, eine Ventilstange, die mit dem Ventilkörper in Wirkverbindung steht und zum Bewegen des Ventilkörpers aus einer ersten Endposition „Ventil geöffnet" über Zwischenpositionen in eine zweite Endposition „Ventil geschlossen" und umgekehrt ausgebildet und eingerichtet ist, sowie ein mechanisches, auf der Druck abgewandten Seite der Membrandichtung angeordnetes Stützmittel zum Stützen der Membrandichtung bei Druckbeaufschlagung.
  • Derartige Membranventile kommen insbesondere in der pharmazeutischen und lebensmitteltechnischen Industrie zum Einsatz, wobei der Einsatz solcher Ventile nicht auf die genannten Bereiche beschränkt ist. Gerade jedoch bei der Förderung von flüssigen Medien in der pharmazeutischen und lebensmitteltechnischen Industrie existieren hohe Anforderungen in Bezug auf die Sterilität und die Sterilisierbarkeit der Förderleitungen und insbesondere auch der Armaturen mit den entsprechenden Ventilen zum Öffnen und Sperren der Förderleitungen. Aus den genannten Gründen sind so genannte dynamische Dichtungen zu vermeiden. Die gattungsgemäßen Membranventile mit den entsprechenden Membrandichtungen werden auch als statische Dichtungen bezeichnet. In diesem Zusammenhang bedeutet statisch, dass die Membrandichtung fest, also ohne Relativbewegung, im Bereich des Ventilgehäuses und/oder des Deckelelementes angeordnet ist. Durch die statische Einbindung der Membrandichtung wird der Dicht- und/oder Strömungsraum z. B. innerhalb von Förderleitungen oder dergleichen gegenüber der Umgebung bzw. Umwelt sicher abgedichtet. Anders ausgedrückt ermöglichen die Membranventile mit ihren Membrandichtungen Relativbewegungen zwischen zwei Elementen, beispielsweise zwischen der bewegbaren Ventilstange mit dem Ventilkörper einerseits und dem feststehenden Ventilgehäuse mit zugeordnetem Deckelelement, indem die Membrandichtung ihre Form/Gestalt ändert.
  • Aus dem oben genannten ergibt sich die Hauptfunktion der Membrandichtung, nämlich den Dicht- und/oder Strömungsraum mit einem beweglichen Ventilkörper gegenüber der Umgebung/Umwelt abzudichten. Konstruktionsbedingt sind wesentliche Abschnitte der Membrandichtung freitragend, da die Membrandichtung lediglich mit einem äußeren Randbereich üblicherweise zwischen dem Ventilgehäuse und dem Deckelelement oder einem anderen feststehenden Element des Membranventils eingebunden und damit unterstützt ist. Bei Beaufschlagung der Membrandichtung mit einem Druck wirkt dieser auf die freitragenden Abschnitte, was dazu führt, dass sich die Membrandichtung aufbläht und sogar platzen kann. Da die Membrandichtung zur Form-/Gestaltänderung flexibel ausgebildet sein muss, scheidet eine größeren Drücken standhaltende Wandstärke der Membrandichtung aus. Es ist daher üblich, dass der Membrandichtung auf der Druck abgewandten Seite ein Stützmittel zugeordnet wird, das dem Innendruck entgegenwirkt.
  • Es ist bekannt, für ein gattungsgemäßes Membranventil, das z. B. aus der DE 7241059 U bekannt ist, als Stützmittel einen Stützring vorzusehen, der an der Ventilstange befestigt und mit dieser bewegbar ist. Dadurch ist der Stützring in der Endlage „Ventil geschlossen" in Anlage mit der Membrandichtung, wodurch eine vollständige Unterstützung gewährleistet ist. Zum Wechsel der Ventilstellung von der Endlage „Ventil geschlossen" in die Endlage „Ventil geöffnet" wird die Ventilstange in eine zurückgezogene Stellung bewegt, wodurch auch der Stützring von der Membrandichtung abhebt. Damit ist die Membrandichtung in der Endlage „Ventil geöffnet" nicht mehr abgestützt, sondern wiederum freitragend, was zu den weiter oben beschriebenen Problemen führt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches und kostengünstiges Membranventil zu schaffen, deren Membrandichtung in allen Betriebszuständen abgestützt wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Membranventil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das mechanische Stützmittel mindestens zwei Stützelemente aufweist, wobei die beiden Stützelemente auf der der Membrandichtung zugewandten Seite jeweils eine unterschiedliche Unterstützungskontur aufweisen, die in Abhängigkeit der Position des Ventilkörpers mit der Membrandichtung zur Bildung einer Stützfläche wechselseitig in Kontakt bringbar ist. Dadurch wird auf überraschend einfache und zuverlässige Weise erreicht, dass die Membrandichtung in allen Positionen, nämlich sowohl den beiden Endpositionen als auch in den Zwischenpositionen abgestützt ist. In den Endpositionen wird die Membrandichtung jeweils durch eines der Abstützelemente abgestützt. In den Zwischenpositionen wir die Membrandichtung partiell von beiden Stützelementen getragen.
  • Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützelement als Basiselement ortsfest angeordnet ist, während das andere Stützelement als Stellelement relativ zum Basiselement bewegbar ist. Damit wird die wechselseitige Bereitstellung des Stützmittels für die jeweilige Stützfunktion entsprechend der Position des Ventilkörpers einfach und wirkungsvoll sichergestellt.
  • Vorteilhafterweise greifen die beiden Stützelemente kammartig ineinander. Zum einen wird dadurch erreicht, dass die Membrandichtung gleichmäßig über den Umfang bzw. die freitragende Fläche gestützt wird. Zum anderen erlaubt es die genannte Ausbildung, dass die Stützelemente durch die Verschachtelung derselben ineinander verschiebbar sind, so dass je nach Position entweder nur die eine Unterstützungskontur oder nur die andere Unterstützungskontur oder beide Unterstützungskonturen in Kontakt mit der Membrandichtung bringbar sind.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Anzahl der Stützabschnitte für jedes Stützelement größer als drei ist. Anders ausgedrückt kann jedes Stützelement nahezu beliebig viele Stützabschnitte aufweisen. Je mehr Stützabschnitte vorgesehen sind, desto kleiner ist die Teilung der Stützelemente. Das führt dazu, dass sich die von der Membrandichtung zu überbrückende Spannweite zwischen zwei benachbarten und beabstandeten Stützabschnitten eines Stützelementes verringert. Damit kann die Membrandichtung bei gleich bleibender Größe der Stützfläche höhere Betriebsdrücke aufnehmen, was das Einsatzgebiet der Membranventile vergrößert.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung sind die durch die beiden Stützelemente erzeugbaren Stützflächen mindestens in den beiden Endpositionen gleich groß. Somit ist eine gleichmäßige Verteilung der Stützflächen für die Positionen des Ventilkörpers geschaffen. Vorzugsweise sind die Stützflächen auch in den Zwischenpositionen gleichgroß, was den zuvor beschriebenen Effekt unterstützt.
  • Weitere bevorzugte oder zweckmäßige Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung eines Membranventils in einer Endposition „Ventil geschlossen",
  • 2 eine perspektivische Darstellung des Membranventils gemäß 1 in einer Endposition „Ventil geöffnet",
  • 3 eine Schnittansicht des Membranventils gemäß 1 in der Endposition „Ventil geschlossen",
  • 4 die Schnittansicht gemäß 3 in einer Zwischenposition „Ventil in Mittelstellung",
  • 5 die Schnittansicht gemäß 3 in der Endposition „Ventil geöffnet",
  • 6 eine perspektivische Darstellung des Abstützmittels in einer Position, in der das Abstützelement zum Abstützen in der Endposition „Ventil geschlossen" gegenüber dem Abstützelement zum Abstützen in der Endposition „Ventil geöffnet" zurückgezogen ist,
  • 7 eine perspektivische Darstellung des Abstützmittels in einer Position, in der das Abstützelement zum Abstützen in der Endposition „Ventil geschlossen" gegenüber dem Abstützelement zum Abstützen in der Endposition „Ventil geöffnet" hervorgehoben ist,
  • 8 eine Draufsicht auf das Abstützelement zum Abstützen in der Endposition „Ventil geöffnet",
  • 9 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie I-I der 8, 10 eine Seitenansicht des Abstützelementes gemäß 8,
  • 11 eine Draufsicht aus das Abstützelement zum Abstützen in der Endposition „Ventil geschlossen", und
  • 12 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie II-II der 11.
  • Das dargestellte Membranventil dient zum Öffnen und Schließen eines Dicht- und/oder Strömungsraums insbesondere in der pharmazeutischen oder lebensmitteltechnischen Industrie. Selbstverständlich ist das Membranventil auch in anderen Bereichen einsetzbar.
  • Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Membranventil 10 in einer Endposition „Ventil geschlossen". Das Membranventil 10 ist mit einer Membrandichtung 11 versehen. Damit wird ein statisches Dichten eines Dicht- und/oder Strömungsraums 12 gegenüber der Umgebung bzw. Umwelt erreicht. Anders ausgedrückt ist die Membrandichtung 11 im Bereich ihrer Dichtflächen keinen dynamischen Belastungen ausgesetzt. Allerdings ist die Membrandichtung 11 besonders geeignet, den Strömungsraum 12 mit einem beweglichen Ventilkörper 13, der innerhalb des Strömungsraums 12 bewegbar ist, gegenüber der Umgebung abzudichten. Das Membranventil 10 umfasst ein Ventilgehäuse 14, das mindestens einen Eingang 15 und einen Ausgang 16 für das durch den Strömungsraum 12 strömende, insbesondere flüssige Medium aufweist. Die Zuordnung, welches der Eingang 15 und welches der Ausgang 16 ist, kann beliebig gewählt sein. Des Weiteren weist das Ventilgehäuse 14 mindestens einen Ventilsitz 17 auf. Dieser Ventilsitz 17, der in seiner Form und Lage zu dem Ventilkörper 13 korrespondiert, ist in der gezeigten Ausführungsform im Bereich des Ausgangs 16 ausgebildet. Die Lage des Eingangs 15 bzw. Ausgangs 16 kann innerhalb des Ventilgehäuses 14 auch variieren und von der gezeigten Anordnung abweichen. An dem Eingang 15 und dem Ausgang 16 sind (nicht dargestellte) Leitungen, Anschlüsse oder dergleichen zum Erstellen eines vorzugsweise im Wesentlichen geschlossenen Systems anschließbar.
  • Dem Ventilgehäuse 14 ist ein Deckelelement 18 zum allseitigen Abschließen des Strömungsraums 12 zugeordnet. Das Deckelelement 18 kann direkt oder über Zwischenelemente lösbar am Ventilgehäuse 14 angeordnet sein. In der gezeigten Ausführungsform ist das Deckelelement 18 am Ventilgehäuse 14 auf der dem Ventilsitz 17 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Innerhalb des Strömungsraums 12 ist der Ventilkörper 13 angeordnet. Dem Ventilkörper 13, der eine „schnullerartige" Form aufweist, ist die Membrandichtung 11 zugeordnet. Die Membrandichtung 11 kann mit dem Ventilkörper 13 einstückig ausgebildet sein. In anderen Ausführungsformen ist die Membrandichtung 11 über den Ventilkörper 13 übergezogen oder an diesem befestigt. Der Ventilkörper 13 ist mit seiner Dichtfläche 19 dem Ventilsitz 17 zugewandt. Die Membrandichtung 11 ihrerseits steht auf der der Dichtfläche 19 gegenüber liegenden Seite des Ventilkörpers 13 mit einem kragenförmigen, flexiblen Ende 20 über. Dieses umlaufende Ende 20 dient einerseits als Dichtfläche 21 der Membrandichtung 11, wobei das Ende 20 zum Herstellen der Dichtfunktion und zum Befestigen zwischen dem Ventilgehäuse 14 und dem Deckelelement 18 oder dergleichen angeordnet und durch Schrauben 22 oder dergleichen verspannt ist. Andererseits dient das außerhalb des Ventilgehäuses 14 und des Deckelelementes 18 in den Strömungsraum 12 ragende freitragende Ende 20 zum Ausgleich der Bewegungen des Ventilkörpers 13.
  • Weiterhin ist eine Ventilstange 23 Bestandteil des Membranventils 10. Die Ventilstange 23 steht mit dem Ventilkörper 13 in Wirkverbindung und ist zu diesem Zwecke mit diesem verbunden. Mittels der linear bewegbaren Ventilstange 23, die in bekannter Weise im Deckelelement 18 geführt ist, ist der Ventilkörper 13 aus einer ersten Endposition „Ventil geöffnet" (siehe z. B. 2) über Zwischenpositionen in eine zweite Endposition „Ventil geschlossen" und zurück bewegbar. Die einzelnen Positionen des Ventilkörpers 13 sind auch noch einmal aus den 3 bis 5 zu entnehmen.
  • Da die Membrandichtung 11 lediglich mit dem äußeren Rand des Endes 20 am Ventilgehäuse 14 und dem Deckelelement 18 eingebunden ist, ist der wesentliche Teil des Endes 20 freitragend. Um ein unkontrolliertes Aufblähen oder gar Reißen der dünnwandigen Membrandichtung 11 im Bereich des kragenförmigen Endes 20 bei in den Strömungsraum 12 einströmendem oder im Strömungsraum 12 stehendem Medium zu verhindern, ist der Membrandichtung 11 auf der Druck abgewandten Seite ein Stützmittel 24 zugeordnet. Das Stützmittel 24 dient zum mechanischen Stützen der Membrandichtung 11 bei Druckbeaufschlagung.
  • Das mechanische Stützmittel 24, das im Detail den 6 bis 12 zu entnehmen ist, besteht aus mindestens zwei Stützelementen 25, 26. Die Stützelemente 25, 26 sind unter Bildung mehrere Stützabschnitte 27, 28 segmentiert ausgebildet. Jedes Stützelement 25, 26 weist auf der der Membrandichtung 11 zugewandten Seite 29 jeweils eine Unterstützungskontur 30, 31 auf. Vorzugsweise unterscheiden sich die beiden Unterstützungskonturen 30, 31 voneinander. Es ist jedoch auch denkbar, dass die beiden Unterstützungskonturen 30, 31 gleich sind. Die Unterstützungskonturen 30, 31 sind in Abhängigkeit der Position des Ventilkörpers 13 mit der Membrandichtung 11 zur Bildung einer Stützfläche in Kontakt bringbar. Anders ausgedrückt können die Unterstützungskonturen 30, 31 wechselseitig zur Bildung einer Stützfläche mit Teilen der Membrandichtung 11 in Kontakt treten.
  • Eines der Stützelemente 25 ist als Basiselement 32 ortsfest angeordnet. Das andere Stützelement 26 ist als Stellelement 33 relativ zum Basiselement 32 bewegbar, wobei es keine Rolle spielt, welches der beiden Stützelemente 25, 26 ortsfest bzw. bewegbar ist. In der beschriebenen Ausführungsform ist das Basiselement 32 am Deckelelement 18 lösbar befestigt, vorzugsweise mittels Schrauben 34 oder dergleichen. Das relativ zum Basiselement 32 bewegbare Stellelement 33 ist an der Ventilstange 23 befestig und mittels dieser zusammen mit dem Ventilkörper 13 linear bewegbar. Zur Ausführung der linearen Bewegung der Ventilstange 23 ist diese in dem Basiselement 32 gleitend geführt und in weiteren dem Deckelelement 18 zugeordneten (nicht näher beschriebenen) Elementen gelagert.
  • Die Ventilstange 23 ist entlang ihrer Mittelachse M bewegbar, die auch die Mittelachse für die beiden Stützelemente 25, 26 bildet. Die Stützelemente 25, 26 sind rotorförmig ausgebildet und greifen kammartig ineinander. Das bedeutet, dass die Stützabschnitte 27, 28 der aufeinander bzw. ineinander gesteckten Stützelemente 25, 26 abwechselnd nebeneinander liegen. Mindestens drei Stützabschnitte 27, 28 für jedes Stützelement 25, 26 sind vorgesehen, die sich gleichmäßig über den Umfang verteilen. Bevorzugt sind jedoch mehr als drei Stützabschnitte 27, 28 für jedes Stützelement 25, 26 vorgesehen.
  • Das Basiselement 32 (siehe insbesondere 8 bis 10) ist in Draufsicht scheibenförmig ausgebildet und weist mittig bzw. zentrisch eine Bohrung 35 zum Durchtritt der Ventilstange 23 auf. Die Stützabschnitte 27, die innenseitig die Unterstützungskontur 30 formen, sind an einer gemeinsamen Grundplatte 36 angeordnet bzw. bevorzugt einstückig mit dieser ausgebildet. Die einzelnen Stützabschnitte 27 sind beabstandet zueinander und bilden um die Bohrung 35 herum einen geschlitzten Schaft 37 zur gleitenden bzw. geführten Aufnahme des Stellelementes 33 und zur Führung der Ventilstange 23. Das Basiselement 32 ist vorzugsweise zum Stützen der Membrandichtung 11 in der Endposition „Ventil geöffnet" ausgebildet.
  • Das Stellelement 33 (siehe insbesondere 11 und 12) ist in Draufsicht propellerförmig ausgebildet und weist mittig bzw. zentrisch ebenfalls eine Bohrung 38 auf. Die Bohrung 38 dient zum Durchtritt der Ventilstange 23 bzw. von Befestigungsmitteln, mit denen das Stellelement 33 an der Ventilstange 23 befestigt ist. Die Stützabschnitte 28, die innenseitig die Unterstützungskontur 31 formen, sind im Bereich eines zentralen Schaftes 39 angeordnet, in dem auch die Bohrung 38 ausgebildet ist. Die einzelnen Stützabschnitte 28 sind beabstandet zueinander angeordnet. Das Stellelement 33 ist vorzugsweise zum Stützen der Membrandichtung 11 in der Endposition „Ventil geschlossen" ausgebildet.
  • Die Stützelemente 25, 26 können in ihrer Funktion jedoch auch vertauscht sein. In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist das Stellelement 33 in der Endposition „Ventil geöffnet" gegenüber dem Basiselement 32 derart vollständig zurückgezogen, dass ausschließlich die Unterstützungskontur 30 des Basiselementes 32 vorsteht und in Kontakt mit der Membrandichtung 11 bringbar ist (siehe Zustand in 6). Anders ausgedrückt stehen die Stützabschnitte 27 über den Stützabschnitten 28. Die 7 zeigt den umgekehrten Fall für die Endposition „Ventil geschlossen". In dieser Endposition ist das Stellelement 33 in der hervorgehobenen Position, so dass ausschließlich die Stützabschnitte 28 mit ihrer Unterstützungskontur 31 mit der Membrandichtung 11 in Kontakt bringbar sind.
  • Die durch die beiden Stützelemente 25, 26 erzeugbaren Stützflächen sind mindestens in den Endpositionen gleich groß. Das bedeutet, dass sich die aufsummierten Flächen der Unterstützungskonturen 30, 31 in etwa entsprechen. Selbstverständlich kann das Flächenverhältnis auch variieren. Für eine gleichmäßige Unterstützung der Membrandichtung 11 ist jedoch ein ausgeglichener Stützanteil von 50% bevorzugt. In den Zwischenpositionen stehen die beiden Unterstützungskonturen 30, 31 der beiden Stützelemente 25, 26 jeweils teilweise mit der Membrandichtung 11 in Kontakt.
  • Die Unterstützungskonturen 30, 31 des jeweiligen Stützelementes 25, 26 entsprechen auf der der Membrandichtung 11 zugewandten Seite 29 der äußeren geometrischen Formen, die die Membrandichtung 11 in der jeweiligen Endposition einnimmt bzw. einnehmen soll. Dabei sind die Unterstützungskonturen 30, 31 derart ausgebildet und ausgeformt, dass sie in den Endpositionen aber auch in den Zwischenpositionen flächig an der Membrandichtung 11 anliegen.
  • Das Schaltprinzip des Membranventils 10 wird anhand der 3 bis 5 näher beschrieben:
    In der Endposition „Ventil geschlossen" gemäß 3 ist der Ventilkörper 13 eng und dichtend am Ventilsitz 17 anliegend. Die Membrandichtung 11 schmiegt sich unter Druckbeaufschlagung eng und nahezu ausschließlich an die Unterstützungskontur 31 des Stellelementes 33. Zu der Unterstützungskontur 30 des Basiselementes 32 besteht in dieser Endposition kein Kontakt. Beim Bewegen in die Mittel- oder Zwischenposition (siehe 4) löst sich der Kontakt der Membrandichtung 11 kontinuierlich von der Unterstützungskontur 31, während sich die Membrandichtung gleichzeitig und ebenfalls kontinuierlich an die Unterstützungskontur 30 des Basiselementes 32 schmiegt. In den Zwischenpositionen ist die Membrandichtung 11 also gleichmäßig mit beiden Unterstützungskonturen 30, 31 teilweise in Kontakt. Durch die Bewegung aus der Endposition „Ventil geschlossen" in die Endposition „Ventil geöffnet" wird das Stellelement 33 immer weiter hinter bzw. in das Basiselement 32 zurück bzw. hinein gezogen, bis die Unterstützungskontur 31 des Stellelementes 33 soweit hinter der Unterstützungskontur 30 des Basiselementes 32 liegt, dass sich die Membrandichtung 11 eng und nahezu ausschließlich an die Unterstützungskontur 30 des Basiselementes 32 schmiegt (siehe 5). Damit ist die Membrandichtung 11 unabhängig von ihrer Position stets und permanent gleichmäßig unterstützt, wodurch auch hohe Betriebsdrücke durch die Membrandichtung 11 aufgenommen werden können.

Claims (14)

  1. Membranventil (10) mit einer Membrandichtung (11) zum statischen Dichten eines Dicht- und/oder Strömungsraums (12) gegenüber der Umgebung insbesondere für den pharmazeutischen und/oder lebensmitteltechnischen Bereich, umfassend ein Ventilgehäuse (14), das mindestens einen Eingang (15) und einen Ausgang (16) für das durch den Dicht- und/oder Strömungsraum (12) strömende Medium sowie einen im Bereich des Eingangs (15) oder Ausgangs (16) ausgebildeten Ventilsitz (17) aufweist, ein das Ventilgehäuse (14) auf der dem Ventilsitz (17) gegenüber liegenden Seite abdeckendes Deckelelement (18), einen Ventilkörper (13), dem die Membrandichtung (11) zugeordnet ist, eine Ventilstange (23), die mit dem Ventilkörper (13) in Wirkverbindung steht und zum Bewegen des Ventilkörpers (13) aus einer ersten Endposition „Ventil geöffnet" über Zwischenpositionen in eine zweite Endposition „Ventil geschlossen" und umgekehrt ausgebildet und eingerichtet ist, sowie ein mechanisches, auf der Druck abgewandten Seite der Membrandichtung (11) angeordnetes Stützmittel (24) zum Stützen der Membrandichtung (11) bei Druckbeaufschlagung, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Stützmittel (24) mindestens zwei Stützelemente (25, 26) aufweist, wobei die beiden Stützelemente (25, 26) auf der der Membrandichtung (11) zugewandten Seite (29) jeweils eine unterschiedliche Unterstützungskontur (30, 31) aufweisen, die in Abhängigkeit der Position des Ventilkörpers (13) mit der Membrandichtung (11) zur Bildung einer Stützfläche in Kontakt bringbar ist.
  2. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützelement (25) als Basiselement (32) ortsfest angeordnet ist, während das andere Stützelement (26) als Stellelement (33) relativ zum Basiselement (32) bewegbar ist.
  3. Membranventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (32) am Deckelelement (18) befestigt ist.
  4. Membranventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (33) an der Ventilstange (23) befestigt ist.
  5. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstange (23) gleitend in dem Basiselement (32) geführt ist.
  6. Membranventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (32) und das Stellelement (33) eine gemeinsame Mittelachse M aufweisen.
  7. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stützelemente (25, 26) kammartig ineinander greifen.
  8. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Stützelement (25, 26) mindestens drei Stützabschnitte (27 bzw. 28) aufweist.
  9. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Stützabschnitte (27, 28) für jedes Stützelement (25, 26) größer als drei ist.
  10. Membranventil nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützelement (25 oder 26) zum Stützen der Membrandichtung (11) in der Endposition „Ventil geöffnet" und das andere Stützelement (26 oder 25) zum Stützen der Membrandichtung (11) in der Endposition „Ventil geschlossen" ausgebildet ist.
  11. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die beiden Stützelemente (25, 26) erzeugbaren Stützflächen mindestens in den Endpositionen gleich groß sind.
  12. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstützungskonturen (30, 31) der beiden Stützelemente (25, 26) in den Zwischenpositionen des Ventilkörpers (13) jeweils teilweise mit der Membrandichtung (11) in Kontakt stehen.
  13. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstützungskontur (30, 31) des jeweiligen Stützelementes (25, 26) auf der der Membrandichtung (11) zugewandten Seite (29) der äußeren geometrischen Form entspricht, die die Membrandichtung (11) in der jeweiligen Endposition einnimmt.
  14. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstützungskonturen (30, 31) zur flächigen Anlage der Membrandichtung (11) an dem jeweiligen Stützelement (25, 26) ausgebildet ist.
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