DE102012024944B4

DE102012024944B4 - diaphragm valve

Info

Publication number: DE102012024944B4
Application number: DE102012024944.6A
Authority: DE
Inventors: Gunter Heinrich
Original assignee: Staiger GmbH and Co KG
Current assignee: Staiger GmbH and Co KG
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: DE102012024944A1

Abstract

Membranventil für gasförmige und flüssige Medien, mit einem Ventilkörper (1), der mindestens einen Eingang (3) und einen Ausgang (4) für das Medium, einen Ventilsitz (9), eine gegen diesen andrückbare Membran (11) und einen Ventilraum mit einem Vorraum (12) und einem Rückraum (8) aufweist, der an einer Unterseite (6) des Ventilkörpers (1) vorgesehen und von der Membran (11) und einem Ventildeckel (7) begrenzt ist, einem über einen Magnetkopf betätigbaren Vorsteuerventil (2), das an der dem Ventildeckel (7) gegenüberliegenden Oberseite (17) des Ventilkörpers (1) angeordnet ist und einen mittels eines Dichtkörpers (41) verschließbaren Pilotventilsitz (30) aufweist, dem ein zum Ausgang (4) führender Vorsteuerabgang (22) zugehörig ist und dessen Durchgangsquerschnitt wesentlich kleiner ist als der Durchgangsquerschnitt des Ventilsitzes (9) im Ventilkörper (1), einem Vorsteuerkanal (16), der im mittleren Teil des Ventilkörpers (1) ausgebildet ist und sich vom Rückraum (8) an der Unterseite (6) zur Oberseite (17) des Ventilkörpers (1) erstreckt und zu einem Ankerraum (35) des Vorsteuerventils (2) führt, und einer Zulaufdüse (20), die vom Eingang (3) in den Vorsteuerkanal (16) einmündet und deren Durchgangsquerschnitt kleiner ist als der Durchgangsquerschnitt des Pilotventilsitzes (30).Diaphragm valve for gaseous and liquid media, comprising a valve body (1) having at least one inlet (3) and an outlet (4) for the medium, a valve seat (9), a pressureable against this membrane (11) and a valve chamber with a Anteroom (12) and a rear space (8) which is provided on an underside (6) of the valve body (1) and of the membrane (11) and a valve cover (7) is limited, a actuatable via a magnetic head pilot valve (2) which is arranged on the upper side (17) of the valve body (1) opposite the valve cover (7) and has a pilot valve seat (30) which can be closed by means of a sealing body (41), to which a pilot control outlet (22) leading to the outlet (4) is associated and whose passage cross section is substantially smaller than the passage cross section of the valve seat (9) in the valve body (1), a pilot channel (16) which is formed in the middle part of the valve body (1) and from the rear space (8). extends at the bottom (6) to the top (17) of the valve body (1) and leads to an armature space (35) of the pilot valve (2), and an inlet nozzle (20) from the input (3) into the pilot channel (16) opens and whose passage cross section is smaller than the passage cross section of the pilot valve seat (30).

Description

Die Erfindung betrifft ein Membranventil für gasförmige und flüssige Medien, das einen Ventilkörper, der mindestens einen Eingang und einen Ausgang für das Medium, einen Ventilsitz, eine gegen diesen andrückbare Membran und einen Ventilraum aufweist, der von der Membran und einem Ventildeckel begrenzt ist. Dem Membranventil ist ein über einen Magnetkopf betätigbares Vorsteuerventil zugehörig, das einen mittels eines Dichtkörpers verschließbaren Pilotventilsitz aufweist, dessen Durchgangsquerschnitt wesentlich kleiner ist als der Durchgangsquerschnitt des Ventilsitzes im Ventilkörper. Zudem sind dem Ventil ein mit dem Ventilkörpereingang korrespondierender Vorsteuerkanal und ein zum Ventilkörperausgang führender Vorsteuerabgang zugehörig.The invention relates to a gaseous and liquid media diaphragm valve comprising a valve body having at least one inlet and an outlet for the medium, a valve seat, a pressureable diaphragm against this and a valve space bounded by the diaphragm and a valve cover. The diaphragm valve is associated with a controllable via a magnetic head pilot valve having a closable by means of a sealing body pilot valve seat whose passage cross section is substantially smaller than the passage cross section of the valve seat in the valve body. In addition, the valve is associated with a corresponding with the valve body input pilot channel and leading to the valve body output pilot output.

Die DE 34 10 839 A1 offenbart ein Membranventil, bei dem gemeinsam an einer oberen Ventilkörperseite eine Membran, ein Membranventilsitz und ein Vorsteuerventil vorgesehen sind. An einem Pilotventilsitz des Vorsteuerventils ist ein steifes Rohr angeordnet, das sich nach unten in Richtung zu dem Membranventilsitz hin erstreckt. An einem die Membran stabilisierenden Stützkörper ist ein sich nach oben erstreckendes Rohrstück angeordnet, welches das vom Pilotventilsitz herkommende Rohr übergreift und an diesem gleitend geführt ist. Eine Gummikappe umschließt das Rohrstück und das Rohr und ist an letzterem dicht gleitend geführt. Zum Öffnen und Schließen der Membran sind verhältnismäßig große Betätigungskräfte erforderlich, um die beim dichten Gleiten des Rohrstücks und der Gummikappe an der Außenfläche des Rohres auftretenden Reibungswiderstände zu überwinden. Auch ist die Herstellung der Rohrteleskopierung aufwendig und bei Verschleiß können Undichtigkeit und Funktionsbeeinträchtigung auftreten.The DE 34 10 839 A1 discloses a diaphragm valve in which a diaphragm, a diaphragm valve seat and a pilot valve are provided in common on an upper valve body side. On a pilot valve seat of the pilot valve, a rigid tube is arranged, which extends downwards in the direction of the diaphragm valve seat. On a stabilizing the membrane support body is an upwardly extending pipe section is arranged, which engages over the tube coming from the pilot valve seat and is guided on this sliding. A rubber cap encloses the pipe section and the tube and is guided on the latter tightly sliding. To open and close the diaphragm, relatively large actuation forces are required to overcome the frictional resistances that occur during the tight sliding of the tube piece and the rubber cap on the outer surface of the tube. Also, the production of Rohrteleskopierung consuming and in case of wear may leak and malfunction occur.

Die DE 39 33 747 A1 offenbart ein an sich bewährtes Membranventil, bei dem an einer Oberseite eines Ventilkörpers ein Membranventilsitz, eine Membran und ein Vorsteuerventil vorgesehen sind. An einem Pilotventilsitz des Vorsteuerventils ist ein flexibler Schlauch angeschlossen, der in einer spiralförmigen Windung nach unten verläuft und mit seinem unteren Ende an einem stabilisierenden Stützkörper der Membran angeschlossen ist. Die Anordnung der Membran, des Membranventilsitzes und des flexiblen Schlauches an der Ventilkörperoberseite erfordert einen gewissen Platzbedarf und bedingt zudem bei der Herstellungsmontage des Ventils eine erhöhte Aufmerksamkeit, um die Funktionstüchtigkeit zu gewährleisten.The DE 39 33 747 A1 discloses a per se proven diaphragm valve in which a diaphragm valve seat, a diaphragm and a pilot valve are provided on an upper side of a valve body. To a pilot valve seat of the pilot valve, a flexible hose is connected, which extends in a spiral turn down and is connected at its lower end to a stabilizing support body of the membrane. The arrangement of the membrane, the diaphragm valve seat and the flexible tube on the valve body top requires a certain amount of space and also requires in the manufacturing assembly of the valve increased attention to ensure the proper functioning.

Bei einem anderen bewährten Membranventil (Typ MG 252) aus der Serie der Anmelderin sind ein Membranventilsitz, eine Membran und ein Vorsteuerventil ebenfalls an der Oberseite eines Ventilkörpers angeordnet, wodurch ein entsprechender Platzbedarf benötigt wird. Der Pilotventilsitz ist bei diesem Ventil direkt an einem Stützkörper der axial verlagerbaren Membran ausgebildet.Another proven diaphragm valve (type MG 252) of the applicant's series, a diaphragm valve seat, a diaphragm and a pilot valve are also arranged on the upper side of a valve body, whereby a corresponding space requirement is needed. The pilot valve seat is formed in this valve directly to a support body of the axially displaceable membrane.

Zum allgemeinen Stand der Technik werden noch die US 7 481 412 B2 und die JP H11-280 937A genannt, die ebenfalls Membranventile offenbaren, die je einen Ventilkörper und einen diesem zugeordneten Magnetkopf aufweisen.The general state of the art is still the US Pat. No. 7,481,412 B2 and the JP H11-280 937A called, which also reveal diaphragm valves, each having a valve body and a magnetic head associated therewith.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Membranventil der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln und geringem Energiebedarf eine leichtgängige und schnelle Ventilschaltung und hohe Funktionstüchtigkeit sowie eine platzsparende Bauform erzielt wird.The object of the invention is to develop a diaphragm valve of the type described above to the effect that with simple means and low energy consumption a smooth and fast valve switching and high functionality and a space-saving design is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.Expedient refinements and developments of the invention are characterized by the features of the subclaims.

Weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform als Beispiel zeigt. Es stellen dar:Further advantages and essential details of the invention will become apparent from the following description and the drawings, which shows a schematic representation of a preferred embodiment as an example. They show:

1 ein erfindungsgemäßes Membranventil in einer stark vergrößerten geschnittenen Seitenansicht in Verschlussposition und 1 an inventive diaphragm valve in a greatly enlarged sectional side view in the closed position and

2 das Membranventil gemäß 1 in Öffnungsposition. 2 the diaphragm valve according to 1 in open position.

Das in der Zeichnung dargestellte Membranventil ist für gasförmige und flüssige Medien vorgesehen und weist einen Ventilkörper 1 und ein Vorsteuerventil 2 auf. In dem Ventilkörper 1 sind an der in der Zeichnung rechten Seite ein Eingang 3 und an der linken Seite ein Ausgang 4 für das Medium ausgebildet, die bezüglich einer horizontalen mittleren Ventilkörperachse 5 koaxial angeordnet sind.The diaphragm valve shown in the drawing is intended for gaseous and liquid media and has a valve body 1 and a pilot valve 2 on. In the valve body 1 are at the right in the drawing an entrance 3 and on the left side an exit 4 formed for the medium, with respect to a horizontal central valve body axis 5 are arranged coaxially.

An einer zeichnerischen Unterseite 6 des Ventilkörpers 1 ist ein Ventildeckel 7 mit hier nicht dargestellten Gewindeschrauben lösbar befestigt, der einen Rückraum 8 eines im unteren Teil des Ventilkörpers 1 ausgebildeten Ventilraums mitbegrenzt. An der dem Ventildeckel 7 gegenüberliegenden Seite des Ventilraums weist der Ventilkörper 1 einen Ventilsitz 9 auf, der in 1 von einem Dichtungsteil 10 einer bevorzugt kreisrunden, gummielastischen Membran 11 verschlossen ist.At a graphic base 6 of the valve body 1 is a valve cover 7 releasably secured with threaded screws, not shown here, of a rear space 8th one in the lower part of the valve body 1 mitbegrenzt trained valve space. At the valve cover 7 opposite side of the valve chamber, the valve body 1 a valve seat 9 on that in 1 from a sealing part 10 a preferably circular, rubber-elastic membrane 11 is closed.

Die Membran 11 ist in dem Ventilraum so gelagert, dass an der dem Rückraum 8 gegenüberliegenden Membranseite ein Vorraum 12 gebildet ist. Sowohl der Vorraum 12 als auch der Rückraum 8 sind somit von der Membran 11 mitbegrenzt. Ein am Ventildeckel 7 ausgebildeter Ringbund 13, der in den Ventilraum hineinragt, drückt gegen einen bevorzugt wulstförmigen Umfangsrand 14 der Membran 11, so dass letztere mediumsdruckdicht festgelegt ist. Der Dichtungsteil 10 der Membran 11 ist axial von einem Rohrteil 15 durchsetzt, der von dem Dichtungsteil 10 radial kraftschlüssig eng umschlossen ist, wodurch die Membran 11 an dem Rohrteil 15 dicht angeordnet ist. Der Vorraum 12 ist mit dem Eingang 3 verbunden, so dass das zugeführte Medium auch bei geschlossenem Ventilsitz 9 in dem Vorraum 12 ansteht. Der Zeichnung ist klar zu entnehmen, dass bei geschlossenem Ventilsitz 9 die Fläche der den Vorraum 12 mitbegrenzenden Membranvorderseite erheblich kleiner ist als die Fläche der den Rückraum 8 mitbegrenzenden Membranrückseite. The membrane 11 is stored in the valve chamber so that at the rear space 8th opposite membrane side an anteroom 12 is formed. Both the vestibule 12 as well as the back room 8th are thus from the membrane 11 mitbegrenzt. One on the valve cover 7 trained ring collar 13 , which projects into the valve space, presses against a preferably bead-shaped peripheral edge 14 the membrane 11 , so that the latter is set mediumsdruckdicht. The sealing part 10 the membrane 11 is axial of a pipe part 15 interspersed, that of the sealing part 10 radially frictionally enclosed, whereby the membrane 11 on the pipe part 15 is arranged tightly. The anteroom 12 is with the entrance 3 connected, so that the supplied medium even with the valve seat closed 9 in the anteroom 12 pending. The drawing clearly shows that with the valve seat closed 9 the area of the vestibule 12 Mitbegrenzenden membrane front is considerably smaller than the surface of the back space 8th mitbegrenzenden membrane back.

Der Rohrteil 15 ist im Ventilkörper 1 ausgebildet und erstreckt sich etwa von der Öffnungsebene des Ventilsitzes 9 nach unten bis zum Rückraum 8 an der Rückseite der Membran 11. Der Rohrteil 15 weist einen Vorsteuerkanal 16 auf, der sich von dem unteren Rückraum 8 durch den vertikalen Mittenbereich des Ventilkörpers 1 hindurch zu dessen Oberseite 17 hin erstreckt. Der Vorsteuerkanal 16 ist abgestuft und besitzt zwei im Durchmesser unterschiedliche Bohrungsbereiche, wobei der im Durchmesser kleinere Bohrungsteil 18 im Wesentlichen im Rohrteil 15 vorgesehen ist. Vorsteuerkanal 16, Rohrteil 15, Membran 11 und Ventildeckel 7 sind bezüglich einer vertikalen Mittenachse 19 des Ventilkörpers 1 koaxial angeordnet. In koaxialer Fortsetzung des Eingangs 3 ist im Ventilkörper 1 eine abgestufte Zulaufdüse 20 ausgebildet, die mit einem im Querschnitt relativ engen Düsenteil 21 rechtwinklig in den Vorsteuerkanal 16 einmündet. Außerdem ist in dem Ventilkörper 1 ein als Bohrung ausgeführter Vorsteuerabgang 22 ausgebildet, der sich in einem geringen Abstand parallel zum Vorsteuerkanal 16 von der Ventilkörperoberseite 17 zum Ausgang 4 hin erstreckt.The pipe part 15 is in the valve body 1 formed and extends approximately from the opening plane of the valve seat 9 down to the back room 8th at the back of the membrane 11 , The pipe part 15 has a pilot channel 16 up, extending from the lower backspace 8th through the vertical center region of the valve body 1 through to its top 17 extends. The pilot channel 16 is stepped and has two different diameter bore areas, with the smaller diameter bore hole part 18 essentially in the pipe part 15 is provided. pilot passage 16 , Pipe part 15 , Membrane 11 and valve cover 7 are with respect to a vertical center axis 19 of the valve body 1 arranged coaxially. In coaxial continuation of the entrance 3 is in the valve body 1 a graduated inlet nozzle 20 formed with a relatively narrow in cross-section nozzle part 21 right-angled in the pilot duct 16 opens. In addition, in the valve body 1 a pre-tax exit executed as a bore 22 formed, which is located at a small distance parallel to the pilot channel 16 from the valve body top 17 to the exit 4 extends.

Das Vorsteuerventil 2 weist einen auf der Oberseite 17 des Ventilkörpers 1 angeordneten Grundkörper 47 und einen Magnetkopf 31 mit einem als Magnetjoch ausgeführten Gehäuse 23 auf. Es befindet sich damit in einem relativ großen Abstand zu der Membran 11 und dem Ventildeckel 7 an der gegenüberliegenden Unterseite 6 des Ventilkörpers 1. Das Vorsteuerventil 2 umfasst mit dem Gehäuse 23 eine Elektrospule 24, der eine Elektroleitung 25 zugehörig ist, einen Magnetkern, einen Dauermagneten 27, eine den Magnetjochkreis schließende Magnetjochscheibe 28 sowie einen stangenförmigen Anker 29 und einen Pilotventilsitz 30. Sowohl die Elektrospule 24 als auch der Magnetkern sowie der Dauermagnet 27, die Magnetjochscheibe 28, der Anker 29, der Pilotventilsitz 30 und der Vorsteuerabgang 22 sind bezüglich einer Längsachse 46 koaxial angeordnet.The pilot valve 2 has one on the top 17 of the valve body 1 arranged body 47 and a magnetic head 31 with a housing designed as a magnetic yoke 23 on. It is thus located at a relatively large distance from the membrane 11 and the valve cover 7 at the opposite bottom 6 of the valve body 1 , The pilot valve 2 includes with the housing 23 an electric coil 24 , an electric cable 25 belongs, a magnetic core, a permanent magnet 27 a magnetic yoke disc closing the magnetic yoke circle 28 and a rod-shaped anchor 29 and a pilot valve seat 30 , Both the electric coil 24 as well as the magnetic core and the permanent magnet 27 , the magnet yoke disc 28 , the anchor 29 , the pilot valve seat 30 and the input tax 22 are with respect to a longitudinal axis 46 arranged coaxially.

Der Magnetkern befindet sich in der axialen Mitte im oberen Bereich des Gehäuses 23 und umfasst einen Oberteil 32 und einen Unterteil 33, zwischen denen der scheibenförmige Dauermagnet 27 angeordnet ist. Der Unterteil 33 trägt umfänglich einen O-Ring 34, über den eine Mediumsabdichtung nach außen erzielt wird.The magnetic core is located in the axial center in the upper region of the housing 23 and includes a top 32 and a lower part 33 , between which the disk-shaped permanent magnet 27 is arranged. The lower part 33 has an O-ring around it 34 through which a medium seal is achieved to the outside.

Der von der Elektrospule 24 umgebene Anker 29 befindet sich axial unter dem Unterteil 33 in einem Ankerraum 35, in dem er mit seiner Umfangsfläche an schmalen Führungsrippen der den Ankerraum 35 begrenzenden Umfangswand axial verlagerbar geführt ist. In dem Anker 29 ist eine Axialbohrung 36 ausgebildet, in der eine Schraubenfeder 37 gelagert ist, deren oberes Ende an einem abgestuften Bolzen 38 abgestützt ist, der oben in die Axialbohrung 36 hineinragt. Das untere Ende der Schraubenfeder 37 ist an einem den Durchmesser der Axialbohrung 36 reduzierenden Absatz 39 abgestützt. Außerdem ist in dem Anker 29 eine als Entlastungskanal ausgeführte Querbohrung 40 vorgesehen, welche die Axialbohrung 36 mit dem Ankerraum 35 verbindet. Am unteren Ende des Ankers 29 ist ein Dichtkörper 41 für den Pilotventilsitz 30 angeordnet.The one from the electric coil 24 surrounded anchor 29 is located axially below the lower part 33 in an anchor room 35 in which he uses his circumferential surface to narrow guide ribs of the anchor space 35 limiting peripheral wall is guided axially displaceable. In the anchor 29 is an axial bore 36 formed in which a coil spring 37 is mounted, the upper end of a stepped bolt 38 is supported, the top of the axial bore 36 protrudes. The lower end of the coil spring 37 is at one the diameter of the axial bore 36 reducing paragraph 39 supported. Also, in the anchor 29 a designed as a relief channel transverse bore 40 provided, which the axial bore 36 with the anchor room 35 combines. At the bottom of the anchor 29 is a sealing body 41 for the pilot valve seat 30 arranged.

Der Pilotventilsitz 30 ist an der dem Ventilkörper 1 zugewandten Grundwand des Grundkörpers 47 ausgebildet und befindet sich axial unter dem Dichtkörper 41, wobei eine Ausgangsbohrung 43 des Pilotventilsitzes 30 sich direkt an den Vorsteuerabgang 22 des Ventilkörpers 1 anschließt. Der Pilotventilsitz 30 ist so gestaltet, dass sein lichter Durchgangsquerschnitt zwar größer ist als der lichte Querschnitt des Düsenteils 21 der Zulaufdüse 20, aber deutlich kleiner als der lichte Querschnitt des Ventilsitzes 9 im Ventilkörper 1. Zudem ist in der Grundwand ein die Ausgangsbohrung 43 umgebender Ringraum 44 ausgebildet, der über mindestens einen Kanal 45 mit dem Ankerraum 35 des Vorsteuerventils 2 verbunden ist. In den Ringraum 44 mündet der an der Oberseite 17 des Ventilkörpers 1 endende Vorsteuerkanal 16 ein.The pilot valve seat 30 is at the valve body 1 facing base wall of the body 47 formed and located axially below the sealing body 41 , where a starting hole 43 the pilot valve seat 30 directly to the input tax 22 of the valve body 1 followed. The pilot valve seat 30 is designed so that its light passage cross section is indeed larger than the clear cross section of the nozzle part 21 the inlet nozzle 20 but much smaller than the clear cross section of the valve seat 9 in the valve body 1 , In addition, in the base wall a the starting hole 43 surrounding annulus 44 formed, which has at least one channel 45 with the anchor room 35 the pilot valve 2 connected is. In the annulus 44 which ends at the top 17 of the valve body 1 ending pilot channel 16 one.

Bei der in der 1 dargestellten Verschlussposition des Membranventils liegt keine elektrische Spannung an der Elektrospule 24 an, so dass der Magnetkopf des Vorsteuerventils 2 nicht eingeschaltet ist. Dabei ist der Anker 29 durch die Kraft der Schraubenfeder 37 axial nach unten verlagert und der Dichtkörper 41 drückt gegen den Pilotventilsitz 30, der somit gesperrt ist. In diesem Zustand befindet sich das durch den Eingang 3 zugeführte Medium in dem Vorsteuerkanal 16, dem Ringraum 44. dem Ankerraum 35, der Querbohrung 40, der Axialbohrung 36, dem Vorraum 12 und dem Rückraum 8. Und da die von dem Medium im Rückraum 8 beaufschlagte Fläche an der Rückseite der Membran 11 deutlich größer ist als die von dem Medium im Vorraum 12 beaufschlagte Fläche an der Membranvorderseite, ist auch die auf die Rückseite der Membran 11 einwirkende Kraft erheblich größer, so dass letztere dicht gegen den Ventilsitz 9 gedrückt wird. Das Membranventil ist somit zuverlässig geschlossen und das Medium kann nicht vom Eingang 3 durch den Ventilsitz 9 zum Ausgang 4 strömen.When in the 1 shown closure position of the diaphragm valve is no electrical voltage to the electric coil 24 on, so that the magnetic head of the pilot valve 2 is not switched on. Here is the anchor 29 by the force of the coil spring 37 axially displaced downwards and the sealing body 41 presses against the pilot valve seat 30 which is thus locked. In this state, this is through the entrance 3 supplied medium in the pilot channel 16 , the annulus 44 , the anchor room 35 , the cross hole 40 , the axial bore 36 , the anteroom 12 and the back room 8th , And because of the medium in the backspace 8th applied surface on the back of the membrane 11 significantly larger than that of the medium in the anteroom 12 applied surface on the front membrane, is also on the back of the membrane 11 acting force considerably larger, so that the latter tight against the valve seat 9 is pressed. The diaphragm valve is thus reliably closed and the medium can not from the entrance 3 through the valve seat 9 to the exit 4 stream.

Damit das Membranventil von der Verschlussposition in die in der 2 dargestellte Öffnungsposition gelangt, wird der Magnetkopf eingeschaltet, indem der Elektrospule 24 ein elektrischer Spannungsimpuls zugeführt wird. Durch die dadurch erzeugte elektromagnetische Kraft wird der Anker 29 gegen die Kraft der Schraubenfeder 37 vertikal nach oben gegen den Unterteil 33 des Magnetkerns verlagert und wird über den Dauermagneten 27 in dieser oberen Position gehalten. Damit hebt gleichzeitig der Dichtkörper 41 von dem Pilotventilsitz 30 ab, so dass das Medium vom Ankerraum 35 durch die Ausgangsbohrung 43 und den Vorsteuerabgang 22 zum Ausgang 4 gelangt. Dadurch wird der Mediumsdruck im Rückraum 8, der über den Vorsteuerkanal 16 mit dem Vorsteuerventil 2 verbunden ist, entlastet. Es gibt einen Druckabbau im Rückraum 8 des Ventilkörpers 1. Da der Querschnitt des Düsenteils 21 der Zulaufdüse 20 kleiner ist als der Querschnitt des Pilotventilsitzes 30 bzw. der in letzterem ausgebildeten Ausgangsbohrung 43, wird der Zustrom des Mediums vom Eingang 3 in den Vorsteuerkanal 16 begrenzt, so dass der Druckaufbau zeitlich verzögert ist. Wenn also das Vorsteuerventil 2 geöffnet wird, baut sich der Mediumsdruck im Rückraum 8 schneller ab als er sich durch das zuströmende Medium wieder aufbauen kann, weil die enge Zulaufdüse 20 den Zustrom behindert und damit verzögert. Durch den Druckabfall im Rückraum 8 und den somit höheren Mediumsdruck im Vorraum 12 hebt die Membran 11 vom Ventilsitz 9 ab und gibt den Ventildurchgang für das Medium frei. Das Medium kann jetzt also vom Ventileingang 3 über den Vorraum 12 durch den Ventilsitz 9 hindurch zum Ventilausgang 4 strömen. Parallel dazu fließt noch eine kleine Mediumsmenge über das geöffnete Vorsteuerventil 2 ebenfalls zum Ausgang 4. Dieser Mediumsstrom ist aber wegen des ausgesprochen kleinen Querschnitts der Zulaufdüse 20 sehr gering.Thus the diaphragm valve from the closed position in the in the 2 shown opening position, the magnetic head is turned on by the electric coil 24 an electrical voltage pulse is supplied. The electromagnetic force generated thereby becomes the anchor 29 against the force of the coil spring 37 vertically upwards against the lower part 33 of the magnetic core and is transferred via the permanent magnet 27 held in this upper position. This simultaneously lifts the sealing body 41 from the pilot valve seat 30 off, leaving the medium from the anchor space 35 through the exit hole 43 and the input tax 22 to the exit 4 arrives. As a result, the medium pressure in the back room 8th that is above the pilot channel 16 with the pilot valve 2 connected, relieved. There is a pressure reduction in the back room 8th of the valve body 1 , Because the cross section of the nozzle part 21 the inlet nozzle 20 smaller than the cross section of the pilot valve seat 30 or the outlet bore formed in the latter 43 , the inflow of the medium from the entrance 3 in the pilot channel 16 limited, so that the pressure build-up is delayed. So if the pilot valve 2 is opened, the medium pressure builds up in the back room 8th faster than he can build up again by the inflowing medium, because the narrow inlet nozzle 20 hinders the influx and thus delays. Due to the pressure drop in the back room 8th and the thus higher medium pressure in the vestibule 12 lifts the membrane 11 from the valve seat 9 and releases the valve passage for the medium. The medium can now so from the valve inlet 3 over the anteroom 12 through the valve seat 9 through to the valve outlet 4 stream. In parallel, a small amount of medium flows through the open pilot valve 2 also to the exit 4 , However, this medium flow is due to the extremely small cross-section of the inlet nozzle 20 very low.

Durch den Dauermagneten 27 wird eine energiesparende bistabile Ventilfunktion erreicht, denn sobald das Vorsteuerventil 2 erregt und der Anker 29 nach oben gezogen wird, verbleibt letzterer mittels der Kraft des Dauermagneten 27 in der angezogenen Position. Das Ventil bleibt somit auf Grund der Dauermagnetkraft geöffnet, ohne dass weitere Energie zugeführt werden muss.Through the permanent magnet 27 An energy-saving bistable valve function is achieved, because as soon as the pilot valve 2 excited and the anchor 29 is pulled upward, the latter remains by means of the force of the permanent magnet 27 in the tightened position. The valve thus remains open due to the permanent magnet force, without the need for additional energy.

Wenn das Ventil geschlossen werden soll, wird der Elektrospule 24 erneut ein elektrischer Spannungsimpuls zugeführt, allerdings bei vertauschten Polen. Dadurch wird das Magnetfeld geschwächt und der Dauermagnet 27 hat dann nicht genügend Kraft, um den Anker 29 oben zu halten. Die Kraft der Schraubenfeder 37 ist in diesem Moment größer und drückt den Anker 29 nach unten, so dass der Dichtkörper 41 den Pilotventilsitz 30 verschließt. In dieser Verschlussposition reicht die Kraft des Dauermagneten 27 allein nicht aus, den Anker 29 gegen die Kraft der Schraubenfeder 37 nach oben zu ziehen. Um ihn in die Öffnungsstellung zu ziehen, ist es wie zuvor beschrieben notwendig, den Magnetkopf wieder mit einem Spannungsimpuls zu aktivieren.When the valve is to be closed, the electric coil becomes 24 again fed an electrical voltage pulse, but at reversed poles. As a result, the magnetic field is weakened and the permanent magnet 27 then has not enough power to the anchor 29 to hold up. The force of the coil spring 37 is bigger at this moment and pushes the anchor 29 down, leaving the sealing body 41 the pilot valve seat 30 closes. In this closed position, the force of the permanent magnet is sufficient 27 not alone, the anchor 29 against the force of the coil spring 37 to pull up. To pull it to the open position, it is necessary, as described above, to activate the magnetic head again with a voltage pulse.

Die Aktivierung des Magnetkopfes über entsprechende elektrische Spannungsimpulse zum Öffnen und Schließen des erfindungsgemäßen Ventils kann sehr schnell in der Größenordnung von etwa 10 bis 15 Millisekunden (ms) erfolgen. Das heißt, das Ventil kann in kürzester Zeit stets und mit äußerst wenig Energie geschaltet werden. Zudem kann das Ventil auf Grund der speziellen Membrananordnung auf der dem Vorsteuerventil 2 gegenüberliegenden Seite des Ventilkörpers 1 und der in letzterem direkt integrierten Vorsteuerleitungen sehr kompakt und kleinbauend ausgeführt werdenThe activation of the magnetic head via corresponding electrical voltage pulses for opening and closing the valve according to the invention can take place very quickly on the order of about 10 to 15 milliseconds (ms). This means that the valve can always be switched in a very short time and with very little energy. In addition, the valve can due to the special membrane arrangement on the pilot valve 2 opposite side of the valve body 1 and in the latter directly integrated pilot lines are made very compact and physically small

Claims

Diaphragm valve for gaseous and liquid media, with a valve body ( 1 ), which has at least one input ( 3 ) and an output ( 4 ) for the medium, a valve seat ( 9 ), one against this pressable membrane ( 11 ) and a valve room with an anteroom ( 12 ) and a back room ( 8th ), which on an underside ( 6 ) of the valve body ( 1 ) and from the membrane ( 11 ) and a valve cover ( 7 ) is limited to an actuatable via a magnetic head pilot valve ( 2 ), which at the the valve cover ( 7 ) opposite top ( 17 ) of the valve body ( 1 ) is arranged and one by means of a sealing body ( 41 ) closable pilot valve seat ( 30 ), one to the output ( 4 ) leading input tax deduction ( 22 ) is associated and whose passage cross section is substantially smaller than the passage cross section of the valve seat ( 9 ) in the valve body ( 1 ), a pilot channel ( 16 ), which in the middle part of the valve body ( 1 ) is formed and from the back space ( 8th ) on the bottom ( 6 ) to the top ( 17 ) of the valve body ( 1 ) and to an anchor space ( 35 ) of the pilot valve ( 2 ), and a feed nozzle ( 20 ), from the entrance ( 3 ) in the pilot channel ( 16 ) and whose passage cross section is smaller than the passage cross section of the pilot valve seat ( 30 ).

Diaphragm valve according to the preceding claim, characterized in that the pilot duct ( 16 ) one in the valve body ( 1 ) formed tube part ( 15 ), which leads to the back space ( 8th ) and on which a sealing part ( 10 ) of the membrane ( 11 ) is arranged.

Diaphragm valve according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing part ( 10 ) of the membrane ( 11 ) the pipe part ( 15 ) of the valve body ( 1 ) encloses radially tight.

Diaphragm valve according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot channel ( 16 ) is stepped in the diameter and a smaller diameter bore part ( 18 ) having.

Diaphragm valve according to one of the preceding claims, characterized in that the narrower bore part ( 18 ) of the pilot channel ( 16 ) in the pipe part ( 15 ) of the valve body ( 1 ) is provided.

Diaphragm valve according to one of the preceding claims, characterized in that the input ( 3 ) and into the pilot channel ( 16 ) inlet nozzle ( 20 ) coaxial in the valve body ( 1 ) are formed.

Diaphragm valve according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet nozzle ( 20 ) has at least one diameter graduation and that the smallest diameter nozzle part ( 21 ) in the pilot channel ( 16 ).

Diaphragm valve according to one of the preceding claims, characterized in that the input tax ( 22 ) in the valve body ( 1 ) parallel to the pilot channel ( 16 ) is arranged.

Diaphragm valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve cover ( 7 ) by means of threaded screws on the underside ( 6 ) of the valve body ( 1 ) is releasably secured and one in the valve body ( 1 ) and against a peripheral edge ( 14 ) of the membrane ( 11 ) acting annular collar ( 13 ) having.

Diaphragm valve according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic head is mounted on a pilot valve seat ( 30 ) opposite side of a cylindrical armature ( 29 ) a two-part magnetic core ( 32 . 33 ), which has a permanent magnet ( 27 ) having.