DE102016223898A1

DE102016223898A1 - Diaphragm valve with displacement compensation

Info

Publication number: DE102016223898A1
Application number: DE102016223898.1A
Authority: DE
Inventors: Christoph Schmid
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2018-06-07
Also published as: WO2018100025A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Membranventil (1) zum Dosieren eines fließfähigen Produkts, umfassend ein Eingang (12) für das Produkt, ein Ausgang (14) für das Produkt und ein Ventilkanal (11), der sich zwischen Eingang (12) mit dem Ausgang (14) erstreckt; eine bewegbare Dosierungsmembran (20), die in einer Schließstellung den Ventilkanal (11) schließt, so dass Eingang (12) und Ausgang (14) fluidtechnisch voneinander getrennt sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Kompensationsmittel vorgesehen sind, die eine auf das Öffnen der Dosierungsmembran (20) zurückzuführende Volumenänderung des Ventilkanals (11) wenigstens zum Teil kompensiert. Vorzugsweise umfassen die Kompensationsmittel eine Kompensationsmembran (30), wobei das Volumen des Ventilkanals von der Stellung der Dosierungsmembran (20) unabhängig istThe invention relates to a diaphragm valve (1) for dosing a flowable product, comprising an inlet (12) for the product, an outlet (14) for the product and a valve channel (11) extending between the inlet (12) and the outlet (12). 14) extends; a movable metering diaphragm (20) which closes the valve channel (11) in a closed position so that the inlet (12) and outlet (14) are fluidly separated from one another. According to the invention, it is provided that compensating means are provided which at least partially compensate for a volume change of the valve channel (11) due to the opening of the metering membrane (20). Preferably, the compensation means comprises a compensation membrane (30), the volume of the valve channel being independent of the position of the dosing membrane (20)

Description

Die Erfindung betrifft ein Membranventil zur Dosierung eines fließfähigen Produkts, wobei das Membranventil einen Eingang für das Produkt, einen Ausgang für das Produkt sowie ein Ventilkanal umfasst, der sich zwischen dem Eingang mit dem Ausgang erstreckt. Des Weiteren umfasst das Membranventil eine Dosierungsmembran, die in einer Schließstellung den Ventilkanal schließt, so dass Eingang und Ausgang voneinander getrennt sind.The invention relates to a diaphragm valve for metering a flowable product, wherein the diaphragm valve comprises an inlet for the product, an outlet for the product and a valve channel extending between the inlet to the outlet. Furthermore, the diaphragm valve comprises a metering diaphragm, which closes the valve channel in a closed position, so that input and output are separated from each other.

Ein derartiges Membranventil ist aus dem Stand der Technik bekannt. Über eine Steuerung mit Steuerluft lässt sich die Membran aus der Schließstellung in eine geöffnete Stellung überführen, um ein Dosierzyklus zu starten, bei dem das Produkt von dem Eingang zu dem Ausgang fließen und dort austreten kann. Während in der Schließstellung die Membran an einer feststehenden Schließkante oder Schließfläche anliegt und somit das Ventil schließt, ist bei geöffneter Stellung ein Spalt zwischen Dosierungsmembran und Schließkante/Schließfläche gegeben, durch den das Produkt dann fließen kann. Über die Spaltweite bzw. den maximalen Hub der Dosierungsmembran (Ventilhub) lässt sich der Volumenstrom des Produkts einstellen.Such a diaphragm valve is known from the prior art. By means of a control with control air, the diaphragm can be moved from the closed position into an open position to start a metering cycle in which the product can flow from the inlet to the outlet and exit there. While in the closed position, the membrane rests against a fixed closing edge or closing surface and thus closes the valve, a gap between dosing membrane and closing edge / closing surface is given in the open position, through which the product can then flow. The volume flow of the product can be adjusted via the gap width or the maximum stroke of the dosing diaphragm (valve lift).

Ein großer Vorteil des Membranventils besteht darin, dass die Membran für eine besonders zuverlässige Abdichtung zwischen dem mit dem Produkt gefüllten Ventilkanal und der Steuerung bzw. der Umgebung sorgt. Dies führt zu sehr langen Standzeiten ohne jegliche Leckage. Ein bekanntes Einsatzgebiet für ein solches Membranventil ist die Dosierung von UV-aushärtenden Klebstoffen oder von Cyanacrylat-Klebstoffen.A major advantage of the diaphragm valve is that the diaphragm provides a particularly reliable seal between the product-filled valve port and the controller or the environment. This leads to very long lifetimes without any leakage. A well-known application for such a diaphragm valve is the dosage of UV-curing adhesives or cyanoacrylate adhesives.

Ein Nachteil besteht darin, dass beim Öffnen der Dosierungsmembran (Übergang von der Schließstellung in die geöffnete Stellung) eine Volumenänderung im Ventilkanal stattfindet. Durch das Öffnen wird das Volumen des Ventilkanals vergrößert, wodurch der Beginn der Produktabgabe verzögert wird. Eine ähnliche Problematik ergibt sich beim Schließen der Dosierungsmembran. Durch das Schließen der Dosierungsmembran wird das Volumen des Ventilkanals verkleinert, wodurch ebenfalls das Ende der Produktabgabe verzögert wird bzw. durch einen gewissen Druckanstieg gekennzeichnet ist. Bei der Applizierung einer Klebstoffraupe kann dieses Verhalten dazu führen, dass der Startpunkt für die Klebstoffraupe nicht exakt getroffen wird und dass die Klebstoffraube am Ende eine größere Raupenbreite hinsichtlich der Breite am Beginn der Klebstoffraupe aufweist.A disadvantage is that when opening the dosing membrane (transition from the closed position to the open position) there is a volume change in the valve channel. The opening increases the volume of the valve channel, thereby delaying the start of product delivery. A similar problem arises when closing the dosing membrane. By closing the dosing membrane, the volume of the valve channel is reduced, whereby also the end of the product delivery is delayed or is characterized by a certain pressure increase. When applying an adhesive bead, this behavior can cause the starting point for the bead of adhesive to not be exactly hit, and that the glue bead at the end has a larger bead width in width at the beginning of the bead of adhesive.

Um die Volumenänderung zu reduzieren, kann der Ventilhub reduziert werden. Dadurch wird die Nennweite des Ventils klein, was einen hohen Druckverlust zur Folge hat. Das Dosieren hochviskoser Flüssigkeiten ist dadurch stark eingeschränkt. Zudem ist ein höherer Flüssigkeitsdruck notwendig.To reduce the volume change, the valve lift can be reduced. As a result, the nominal size of the valve is small, resulting in a high pressure loss. The dosage of highly viscous liquids is severely limited. In addition, a higher liquid pressure is necessary.

Eine andere Möglichkeit, die Dosierungs- oder Abgabequalität zu erhöhen, besteht in der Verringerung der Öffnungs- und der Schließgeschwindigkeit des Membranventils mittels Druckluftdrosseln für die Steuerluft. Dadurch wird aber das Einstellen des Membranventils komplizierter und dessen Schaltverhalten weniger wiederholgenau.Another way to increase the quality of dosing or dispensing is to reduce the opening and closing speed of the diaphragm valve by means of compressed air throttles for the control air. However, this makes the adjustment of the diaphragm valve more complicated and its switching behavior less repeatable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Membranventil bereit zu stellen, das eine genaue Dosierung des Produkts ermöglicht und sich einfach handhaben lässt.The invention is therefore based on the object to provide a diaphragm valve that allows accurate metering of the product and is easy to handle.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst. Ausführungsbeispiele der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.The object underlying the invention is achieved with the feature combination according to claim 1. Embodiments of the invention can be taken from the subclaims.

Das erfindungsgemäße Membranventil zeichnet sich dadurch aus, dass Kompensationsmittel vorgesehen sind, die eine auf das Öffnen der Dosierungsmembran zurückzuführende Volumenänderung des Ventilkanals wenigstens zum Teil kompensieren. Ist beispielsweise das Öffnen der Dosierungsmembran mit einer Volumenvergrößerung des Ventilkanals verbunden, sorgen die Kompensationsmittel dafür, dass beim Öffnen der Dosierungsmembran gleichzeitig eine Volumenreduzierung des Ventilkanals stattfindet, wobei bei einer Vollkompensation die Volumenvergrößerung betraglich der Volumenreduzierung entspricht. Mit anderen Worten sorgen die Kompensationsmittel bei einer Vollkompensation dafür, dass sich das Volumen des Ventilkanals beim Öffnen der Dosierungsmembran nicht ändert. Aufgrund des konstanten Volumens beim Öffnen der Dosierungsmembran lässt sich der Anfang und das Ende der Produktabgabe bzw. der Produktdosierung genauer einstellen. Bezogen auf die oben angesprochene Klebstoffraupe kann deren Startpunkt somit exakt eingehalten werden. Auch kann eine unerwünschte Vergrößerung der Raubenbreite am Ende der Klebstoffraupe vermieden werden. Entsprechend kann natürlich auch eine unerwünschte Verringerung der Raupenbreite am Anfang der Klebstoffraupe vermieden werden.The diaphragm valve according to the invention is characterized in that compensating means are provided which at least partially compensate for a change in volume of the valve channel due to the opening of the metering diaphragm. If, for example, the opening of the dosing membrane is associated with an increase in the volume of the valve channel, the compensation means ensure that a volume reduction of the valve channel takes place simultaneously when the dosing membrane is opened, wherein the volume increase corresponds to the volume reduction in a full compensation. In other words, in the case of full compensation, the compensation means ensure that the Volume of the valve channel does not change when opening the dosing membrane. Due to the constant volume when opening the dosing membrane, the beginning and the end of the product delivery or the product dosing can be set more precisely. Based on the above-mentioned adhesive bead whose starting point can thus be maintained exactly. Also, an undesirable increase in the robbery width at the end of the adhesive bead can be avoided. Accordingly, of course, an undesirable reduction of the bead width at the beginning of the adhesive bead can be avoided.

In einem Ausführungsbeispiel sind die Kompensationsmittel so ausgelegt, dass die auf das Öffnen der Dosierungsmembran zurückzuführende Volumenänderung überkompensiert wird. Eine Überkompensation führt dazu, dass das Volumen des Ventilkanals in Summe reduziert wird, wenn das Dosierungsmembran öffnet und sich bedingt durch das Öffnen der Dosierungsmembran eine Volumenvergrößerung im Ventilkanal ergibt. Jedoch ist die auf die Kompensationsmittel zurückzuführende Volumenreduzierung betraglich größer, sodass in Summe das Volumen des Ventilkanals beim Öffnen der Dosierungsmembran reduziert wird.In one embodiment, the compensation means are designed to overcompensate for the change in volume due to the opening of the metering membrane. Overcompensation results in that the volume of the valve channel is reduced in total as the dosing membrane opens and, due to the opening of the dosing membrane, there is an increase in volume in the valve channel. However, the volume reduction due to the compensating means is greater, so that in total the volume of the valve channel when opening the dosing membrane is reduced.

Eine Überkompensation führt zu einer gewissen Druckerhöhung am Beginn der Produktabgabe. Diese Druckerhöhung hat sich bei hochviskosen Flüssigkeiten als besonders vorteilhaft erwiesen. Hierdurch lassen sich Scherkräfte innerhalb der Flüssigkeit besser überwinden, was zu einem exakteren Beginn des Fließens führt. Am Ende der Produktabgabe, wenn die Dosierungsmembran schließt und bedingt durch die Überkompensation das Volumen des Ventilkanals in Summe erhöht wird, kann der Abriss des Produkts am Ausgang genauer eingestellt werden (Cut-off).Overcompensation leads to a certain pressure increase at the beginning of the product delivery. This pressure increase has proven to be particularly advantageous for highly viscous liquids. As a result, shear forces can be better overcome within the liquid, resulting in a more accurate start of flow. At the end of product delivery, when the dosing diaphragm closes and the overcompensation increases the volume of the valve channel in total, the demolition of the product at the outlet can be more accurately adjusted (cut-off).

Beträgt beispielsweise die durch das Öffnen der Dosierungsmembran zurückzuführende Volumenänderung des Ventilkanals 100 %, so kann die auf die Kompensationsmittel zurückzuführende Volumenänderung bei besagter Überkompensation betraglich Werte von 100 bis 150 %, bevorzugt 110 bis 130 % annehmen. Bei einer Teilkompensation kann die auf die Kompensationsmittel zurückzuführende Volumenänderung 50 bis 100 %, bevorzugt 60 bis 80 % betragen.If, for example, the volume change of the valve channel due to the opening of the metering membrane is 100%, then the volume change attributable to the compensation means can amount to values of 100 to 150%, preferably 110 to 130%, in the case of said overcompensation. With a partial compensation, the volume change attributable to the compensation means can be 50 to 100%, preferably 60 to 80%.

Die durch das Öffnen bedingte Volumenänderung des Ventilkanals kann Werte zwischen 1,25 mm³ und 15 mm³, bevorzugt zwischen 3,75 und 12 mm³ annehmen.The volume change of the valve channel caused by the opening can assume values between 1.25 mm ³ and 15 mm ³ , preferably between 3.75 and 12 mm ³ .

Die Kompensationsmittel können eine Kompensationsmembran umfassen. In einem Ausführungsbeispiel ist diese im Wesentlichen baugleich zu der Dosierungsmembran. Die Verwendung baugleicher Membrane für die Dosierungsmembran und die Kompensationsmembran vereinfacht die Herstellung des erfindungsgemäßen Membranventils.The compensation means may comprise a compensation membrane. In one embodiment, this is substantially identical to the dosing membrane. The use of identical membranes for the metering membrane and the compensation membrane simplifies the production of the membrane valve according to the invention.

Die Dosierungsmembran und die Kompensationsmembran können jeweils eine kreisrunde Membranfläche aufweisen. Vorzugsweise sind Dosierungsmembran und Kompensationsmembran jeweils um eine Mittelachse rotations-symmetrisch aufgebaut. Der Rotationssymmetrie sollen Bohrungen oder Öffnungen in der Membran nicht entgegenstehen, die für Befestigungsmittel wie Schrauben oder dergleichen vorgesehen sind, um die Membran an anderen Bauteilen des Membranventils zu befestigen.The metering membrane and the compensation membrane can each have a circular membrane surface. Preferably, dosing membrane and compensation membrane are each rotationally symmetrical about a central axis. The rotational symmetry should not oppose holes or openings in the membrane, which are provided for fastening means such as screws or the like, in order to fix the membrane to other components of the diaphragm valve.

In einem Ausführungsbeispiel stehen sich die Dosierungsmembran und die Kompensationsmembran gegenüber. Soweit Dosierungsmembran und Kompensationsmembran jeweils eine kreisrunde Membranfläche aufweisen und im Wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut sind, können dabei die Mittelachse von der Dosierungsmembran und die Mittelachse der Kompensationsmembran koaxial angeordnet sein. Die Dosierungsmembran und die Kompensationsmembran können dabei zu einer Mittelebene, die einen jeweils gleichen Abstand zu der Dosierungsmembran und der Kompensationsmembran aufweist und sich senkrecht zu den koaxial angeordneten Mittelachsen der Membrane erstreckt, spiegelsymmetrisch angeordnet sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Membrane mit gleicher Ausrichtung hintereinander anzuordnen.In one embodiment, the dosing membrane and the compensation membrane face each other. As far as dosing membrane and compensation membrane each have a circular membrane surface and are constructed substantially rotationally symmetrical, while the center axis of the dosing membrane and the central axis of the compensation membrane can be arranged coaxially. The metering membrane and the compensation membrane can be arranged mirror-symmetrically to a center plane, which has a respective equal distance from the metering membrane and the compensation membrane and extends perpendicular to the coaxially arranged central axes of the membrane. Another possibility is to arrange the membrane with the same orientation one behind the other.

Die Dosierungsmembran und die Kompensationsmembran können durch Verbindungsmittel vorzugsweise mechanisch miteinander verbunden sein. Die Verbindungsmittel sind dabei so ausgelegt, dass eine Bewegung der Dosierungsmembran auf die Kompensationsmembran verzögerungsfrei übertragen wird. Bewegt sich beispielsweise ein mittlerer Punkt der Dosierungsmembran bei dem Übergang von der Schließstellung in die geöffnete Stellung um einen gewissen Betrag, so können die Verbindungsmittel dafür sorgen, dass sich ein mittlerer Punkt der Kompensationsmembran ebenfalls um diesen Betrag bewegt. Die Bewegung der Dosierungsmembran bzw. die Bewegung der Kompensationsmembran bezieht sich somit auf die Bewegung eines bestimmten Punktes der Membran oder eines bestimmten Bereiches der Membran. Es ist auch denkbar, dass die Verbindungsmittel beispielsweise über eine Hebelkonstruktion bei gegebener Bewegung der Dosierungsmembran verzögerungsfrei die Bewegung der Kompensationsmembran verstärken bzw. abschwächen. Bevorzugt ist jedoch eine Übertragung der Bewegung der Dosierungsmembran auf die Kompensationsmembran ohne Verstärkung- oder Abschwächungsfaktor.The dosing membrane and the compensation membrane may preferably be mechanically interconnected by connecting means. The connecting means are designed so that a movement of the dosing membrane is transferred to the compensation membrane without delay. If, for example, a middle point of the metering diaphragm moves by a certain amount during the transition from the closed position to the open position, the connecting means can ensure that a middle point of the compensation diaphragm also moves by this amount. The movement of the metering membrane or the movement of the compensation membrane thus relates to the movement of a certain point of the membrane or of a specific region of the membrane. It is also conceivable that the connecting means, for example via a lever construction with a given movement of the metering membrane without delay increase or weaken the movement of the compensation membrane. However, it is preferred to transfer the movement of the dosage membrane to the compensation membrane without a gain or attenuation factor.

In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Verbindungsmittel eine Verbindungsstange, die sich von der Dosierungsmembran zur Kompensationsmembran erstreckt. Die Verbindungsstange ist dabei mit einem ersten Ende mit der Dosierungsmembran und mit einem zweiten Ende mit der Kompensationsmembran verbunden. Eine einfache Anlage eines der Enden der Verbindungsstange an einer der Membrane kann beispielsweise eine solche Verbindung darstellen.In one embodiment, the connecting means comprises a connecting rod extending from the metering diaphragm to the compensation diaphragm. The connecting rod is connected at a first end to the metering diaphragm and at a second end to the compensation diaphragm. For example, a simple abutment of one of the ends of the connecting rod on one of the diaphragms may constitute such a connection.

Die Verbindungsmittel können Druckmittel umfassen, durch die die Kompensationsmembran (bzw. Teile davon) in Richtung der Dosierungsmembran gedrückt wird. Die Verbindungsstange zwischen Dosierungsmembran und Kompensationsmembran fungiert dabei als Druckstange, die die Dosierungsmembran auf konstanten Abstand hält zur Kompensationsmembran. Die Druckmittel sorgen dafür, dass die als Druckstange fungierende Verbindungsstange immer an der Dosierungsmembran bzw. an der Kompensationsmembran anliegt.The connection means may comprise pressure means by which the compensation membrane (or parts thereof) is pressed in the direction of the dosing membrane. The connecting rod between dosing membrane and compensation membrane acts as a pressure rod, which keeps the dosing membrane at a constant distance to the compensation membrane. The pressure means ensure that acting as a push rod connecting rod is always applied to the metering membrane or on the compensation membrane.

Die Druckmittel können eine Schraubenfeder aufweisen, die den erforderlichen Druck auf die Dosierungsmembran ausübt. In einem anderen Ausführungsbeispiel umfassen die Druckmittel eine Druckkammer, die mit Druckluft beaufschlagt werden kann, wobei die Dosierungsmembran die Druckkammer begrenzt. Der in der Druckkammer herrschende Druck sorgt dafür, dass die Dosierungsmembran in Richtung der Kompensationsmembran gespannt ist und sich an der Verbindungsstange abstützt, die sich wiederum an der Dosierungsmembran abstützt.The pressure means may comprise a coil spring which provides the required pressure on the Dosing membrane exerts. In another embodiment, the pressure means comprise a pressure chamber, which can be acted upon with compressed air, wherein the metering diaphragm limits the pressure chamber. The pressure prevailing in the pressure chamber ensures that the dosing membrane is stretched in the direction of the compensation membrane and is supported on the connecting rod, which in turn is supported on the dosing membrane.

Die Dosierungsmembran kann mit einer Kolbenstange eines Steuerkolbens verbunden sein. Der Steuerkolben ist bewegbar gelagert und lässt sich vorzugsweise durch pneumatischen Druck (Steuerluft) bewegen. Wird durch die Steuerluft Steuerkolben von einer Ruhestellung in eine Endposition gedrückt, so ändert sich auch die Position des Punkts bzw. des Bereichs der Dosierungsmembran, der mit der Kolbenstange verbunden ist. Eine Bewegung des Steuerkolbens führt somit zu einer verzögerungsfreien Bewegung der Dosierungsmembran bzw. des entsprechenden Verbindungspunktes oder des entsprechenden Verbindungsbereiches.The dosing membrane may be connected to a piston rod of a control piston. The control piston is movably mounted and can preferably be moved by pneumatic pressure (control air). If the control air pushes the control piston from a rest position into an end position, the position of the point or the region of the metering diaphragm which is connected to the piston rod also changes. A movement of the control piston thus leads to a delay-free movement of the metering membrane or the corresponding connection point or the corresponding connection region.

Die Kolbenstange und die die beiden Membrane verbindende Verbindungsstange können auf einer gemeinsamen Achse liegen. Eine axiale Bewegung des Steuerkolbens in eine Richtung kann somit zu einer Bewegung der Dosierungsmembran und zu einer Bewegung der Kompensationsmembran in jeweils die gleiche Richtung führen.The piston rod and the connecting rod connecting the two membranes can lie on a common axis. Axial movement of the control piston in one direction may thus result in movement of the metering diaphragm and movement of the compensation diaphragm in the same direction, respectively.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Membranventils;
2 eine Seitenansicht des Membranventils der 1; und
3 eine perspektivische Schnittansicht des Membranventils der 1.

Reference to an embodiment shown in the drawing, the invention is explained in detail. Show it:

1 a longitudinal section of a diaphragm valve according to the invention;
2 a side view of the diaphragm valve of 1 ; and
3 a sectional perspective view of the diaphragm valve of 1 ,

Die 1 bis 3 zeigen ein erfindungsgemäßes Membranventil in verschiedenen Ansichten. Das Membranventil ist in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet. Das Membranventil umfasst ein Hauptgehäuse 10, in dem ein Ventilkanal 11 eingeformt ist. An einem Eingang 12 ist ein Anschlussstück 13 vorgesehen, an den sich ein hier nicht dargestellter Druckschlauch anschließen kann. Über den Druckschlauch und das Anschlussstück 13 lässt sich ein fließfähiges Produkt in das Membranventil 1 einleiten (siehe Pfeil 2).The 1 to 3 show a diaphragm valve according to the invention in different views. The diaphragm valve is designated in its entirety by 1. The diaphragm valve comprises a main housing 10 in which a valve channel 11 is formed. At an entrance 12 is a connector 13 provided, which can connect to a pressure hose, not shown here. About the pressure hose and the fitting 13 can be a flowable product in the diaphragm valve 1 initiate (see arrow 2 ).

An einem Ausgang 14 ist ein weiteres Anschlussstück 15 vorgesehen, dass zur Aufnahme eines Luer-Lock-Adapters 16 dient. Der Adapter 16 ist mit einer Dosiernadel 17 zur Abgabe des Produkts ausgestattet ist. Entsprechend tritt aus der Dosiernadel 17 das Produkt (siehe Pfeil 3).At an exit 14 is another connector 15 provided that for receiving a luer lock adapter 16 serves. The adapter 16 is with a dispensing needle 17 equipped to dispense the product. Accordingly emerges from the dispensing needle 17 the product (see arrow 3 ).

Der Ventilkanal 11 lässt sich durch eine Dosierungsmembran 20 öffnen und schließen. Die Dosierungsmembran 20 ist an einer ersten Seite des Hauptgehäuses 10 angeordnet, die in der Darstellung der 1 der rechten Seite entspricht. An der gegenüberliegenden Seite bzw. der linken Seite des Hauptgehäuses 10 ist eine Kompensationsmembran 30 vorgesehen. Die Kompensationsmembran 30 begrenzt den Ventilkanal 11. Sie ist jedoch nicht imstande, den Ventilkanal 11 zu schließen, also einen Durchfluss des Produkts durch den Ventilkanal zu stoppen.The valve channel 11 can be passed through a dosing membrane 20 open and close. The dosing membrane 20 is on a first side of the main body 10 arranged in the representation of the 1 corresponds to the right side. On the opposite side or the left side of the main housing 10 is a compensation membrane 30 intended. The compensation membrane 30 limits the valve channel 11 , However, it is unable to control the valve channel 11 close, so to stop a flow of the product through the valve channel.

Die Dosierungsmembran 20 ist zwischen dem Hauptgehäuse 10 und einem Steuergehäuse 40 angeordnet, in dem ein Steuerkolben 41 entlang einer Achse 4 verschiebbar angeordnet ist. Über eine Kolbenstange 42 ist der Kolben 41 mit einem mittleren Bereich 21 der Dosierungsmembran 20 verbunden. Über ein Anschlussstück 43 lässt sich ein Druckschlauch (nicht dargestellt) an dem Steuergehäuse 40 anschließen, sodass eine Druckkammer 44 mit Steuerluft beaufschlagt werden kann. Die Zufuhr der Steuerluft ist durch einen Pfeil 5 gekennzeichnet.The dosing membrane 20 is between the main body 10 and a control housing 40 arranged in which a control piston 41 along an axis 4 slidably arranged. About a piston rod 42 is the piston 41 with a middle range 21 the dosing membrane 20 connected. About a connector 43 can be a pressure hose (not shown) to the control housing 40 connect so that a pressure chamber 44 can be acted upon with control air. The supply of the control air is indicated by an arrow 5 characterized.

Bei Druckbeaufschlagung wird der Steuerkolben 41 von der in 1 dargestellten Schließstellung nach rechts bewegt, bis er an einem Drehknopf 45 zur Anlage kommt. Die axiale Position des Drehknopfes 45 bezogen auf das Steuergehäuse 40 kann durch Schrauben des Drehknopfes genau eingestellt werden. Durch den Drehknopf 45 lässt sich somit die maximale Auslenkung des Steuerkolbens 41 festlegen. Da der Steuerkolben 41 über die Kolbenstange 42 mit dem mittleren Bereich 21 der Dosierungsmembran 20 verbunden ist, legt die axiale Position des Drehknopfs 45 auch die maximale Auslenkung oder den maximalen Hub des mittleren Bereichs 21 der Dosiermembran fest.When pressure is applied to the spool 41 from the in 1 shown closed position moves to the right until it turns on a knob 45 comes to the plant. The axial position of the knob 45 relative to the control housing 40 can be precisely adjusted by turning the knob. By the knob 45 Thus, the maximum deflection of the control piston can be achieved 41 establish. Since the control piston 41 over the piston rod 42 with the middle area 21 the dosing membrane 20 connected, sets the axial position of the knob 45 also the maximum deflection or the maximum stroke of the middle range 21 the dosing membrane firmly.

In der in 1 dargestellten Stellung der Dosierungsmembran 20 liegt der mittlere Bereich 21 an einer kegelförmigen Schließfläche 11a des Ventilkanals 11 an. Der mittlere Bereich 21 trennt somit fluidtechnisch den Eingang 12 von dem Ausgang 14.In the in 1 illustrated position of the dosing membrane 20 is the middle range 21 on a conical closing surface 11a of the valve channel 11 at. The middle area 21 thus separates fluidly the entrance 12 from the exit 14 ,

Wird nun der Steuerkolben 41 mit Steuerluft (Pfeil 5) beaufschlagt, verlässt die Dosierungsmembran 20 die Schließstellung und es entsteht ein Spalt zwischen dem mittleren Bereich 21 und der Schließfläche 11a. Die dabei sich ergebende maximale Spaltweite ist dabei proportional zum maximalen Hub des mittleren Bereichs 21 bzw. des Steuerkolbens 41. Durch den Spalt kann das Produkt von dem Eingang 12 zu dem Ausgang 14 fließen und letztlich über die Dosiernadel 17 abgegeben werden.Will now the spool 41 with control air (arrow 5 ), the metering membrane 20 leaves the closed position and a gap is created between the central region 21 and the closing surface 11a. The resulting maximum gap width is proportional to the maximum stroke of the middle range 21 or the control piston 41 , Through the gap, the product of the entrance 12 to the exit 14 flow and ultimately via the dispensing needle 17 be delivered.

An einer dem Hauptgehäuse 10 abgewandten Seite der Kompensationsmembran 30 ist ein Druckgehäuse 50 angeordnet, die eine Druckkammer 51 ausbildet. Über ein Anschlussstück 52 lässt sich Druckluft (siehe Pfeil 6) in die Druckkammer 51 einleiten. Auf den Zweck der Druckbeaufschlagung der Kompensationsmembran 30 wird später eingegangen. At one of the main body 10 opposite side of the compensation membrane 30 is a pressure housing 50 arranged, which is a pressure chamber 51 formed. About a connector 52 can be compressed air (see arrow 6 ) in the pressure chamber 51 initiate. On the purpose of pressurizing the compensation membrane 30 will be discussed later.

Zwischen der Kompensationsmembran 30 und der Dosierungsmembran 20 erstreckt sich eine Verbindungsstange 60. An einem Ende ist die Verbindungsstange 60 mit dem mittleren Bereich 21 der Dosierungskammer 20 verbunden. An einem anderen Ende ist die Verbindungsstange 60 mit einem mittleren Bereich 31 der Kompensationsmembran 30 verbunden. Dazu weist die Verbindungsstange 60 ein Außengewinde auf, das sich mit dem mittleren Bereich 31 verschraubt ist. Über einen Schaubkopf 61 lässt sich das für das Verschrauben notwendige Drehmoment in die Verbindungsstange 60 einleiten. Vorliegende Verbindungsstange kann in einfacher Weise auf Basis einer handelsüblichen Gewindeschraube hergestellt werden. Dazu muss das Gewinde der Gewindeschraube lediglich am freien Ende des Gewindeschafts abgedreht werden.Between the compensation membrane 30 and the dosing membrane 20 extends a connecting rod 60 , At one end is the connecting rod 60 with the middle area 21 the dosing chamber 20 connected. At another end is the connecting rod 60 with a middle range 31 the compensation membrane 30 connected. For this purpose, the connecting rod 60 an external thread that fits in with the middle area 31 is screwed. About a Schaubkopf 61 can be the necessary torque for screwing in the connecting rod 60 initiate. Present connecting rod can be prepared in a simple manner based on a commercially available threaded screw. For this purpose, the thread of the threaded screw must be turned off only at the free end of the threaded shaft.

Das dem Schraubenkopf 61 abgewandte Ende der Verbindungsstange 60 liegt lediglich an dem mittleren Bereich 21 der Dosierungsmembran 20 an. Die Druckluft 6 in der Druckkammer 51 sorgt dafür, dass diese Anlage auch gegeben ist, wenn über den Steuerkolben 41 der mittlere Bereich 21 nach rechts ausgelenkt wird. Die bloße Anlage der Verbindungsstange 60 an dem mittleren Bereich 21 macht eine einfache Montage und Demontage des Membranventils 1 möglich.The screw head 61 opposite end of the connecting rod 60 is only at the middle area 21 the dosing membrane 20 at. The compressed air 6 in the pressure chamber 51 ensures that this system is also given when using the control piston 41 the middle area 21 is deflected to the right. The mere installation of the connecting rod 60 at the central region 21 makes a simple assembly and disassembly of the diaphragm valve 1 possible.

Um die Abgabe des Produkts zu starten, wird der Steuerkolben 41 mit Steuerluft 5 beaufschlagt. Der mittlere Bereich 21 der Dosierungsmembran 20 und somit auch der mittlere Bereich 31 der Kompensationsmembran 30 werden nach rechts bewegt. Dabei entsteht nicht nur ein Spalt zwischen der Schließfläche 11a und dem mittleren Bereich 21, sondern es kommt auch zu einer gewissen Volumenvergrößerung des Ventilkanals 11. Eine gleichzeitige Volumenreduzierung entsteht durch die Verschiebung des mittleren Bereichs 31 der Kompensationsmembran 30. Im vorliegenden Fall, in dem die Dosierungsmembran 20 und die Kompensationsmembran 30 baugleich ausgebildet sind und sich gegenüberstehen, heben sich die durch die Auslenkung des mittleren Bereichs 21 hervorgerufene Volumenvergrößerung und die durch die Auslenkung des mittleren Bereich 31 hervorgerufene Volumenreduzierung des Ventilkanals 11 auf, sodass in Summe das Volumen unabhängig von der Stellung des Steuerkolbens 41 gleich bleibt. Somit können die oben beschriebenen Effekte, die bei einem Membranventil ohne Kompensationsmembran auftreten können (verzögerter Startpunkt der Abgabe, Erhöhung und/oder verzögertes Ende der Produktabgabe) vermieden werden.To start the dispensing of the product, the control piston 41 with control air 5 applied. The middle area 21 the dosing membrane 20 and thus also the middle range 31 the compensation membrane 30 are moved to the right. Not only does this create a gap between the closing surface 11a and the central region 21 but it also comes to a certain increase in volume of the valve channel 11 , A simultaneous reduction in volume is due to the shift of the middle range 31 the compensation membrane 30 , In the present case, in which the dosing membrane 20 and the compensation membrane 30 are designed to be identical and facing each other, the lift through the deflection of the central area 21 caused volume increase and by the deflection of the central area 31 caused volume reduction of the valve channel 11 so that in total the volume is independent of the position of the control piston 41 stays the same. Thus, the above-described effects that can occur with a diaphragm valve without compensating diaphragm (delayed starting point of delivery, increase and / or delayed end of product delivery) can be avoided.

Bei Abgabe fließt das Produkt (zum Beispiel ein nieder- bis mittelviskoser UV-aushärtender Klebstoff oder ein nieder- bis mittelviskoser Cyanacrylat-Klebstoff) gemäß dem Pfeil 2 durch das Anschlussstück 13 und den Eingang 12 bei der hier gezeigten besonderen Ausführung des Ventilkanals in ein erstes rohförmiges Teilstück 11b. Dem Teilabschnitt 11b folgt ein in kegelförmiges Teilstück 11c, das durch die Dosierungsmembran 20 begrenzt wird und in dem sich der mittlere Bereich 21 befindet. Bei geöffnetem Membranventil 1 folgt in Durchflussrichtung gesehen der Spalt zwischen dem mittleren Bereich 21 der Dosierungsmembran 20 und der Schließfläche 11a. Das durch den Ventilkanal 11 strömende Produkt gelangt danach in einen Teilabschnitt 11d, der parallel zur Achse 4 verläuft, zunächst zylindrisch geformt ist und sich dann in Richtung der Kompensationsmembran 30 kegelförmig ausweitet. Von dort gelangt das Produkt über ein rohrförmiges Teilstück 11e, welches im Wesentlichen parallel zum Teilstück 11b verläuft, zum Ausgang 14.Upon dispensing, the product (for example, a low to medium viscosity UV curable adhesive or a low to medium viscosity cyanoacrylate adhesive) flows according to the arrow 2 through the connector 13 and the entrance 12 in the particular embodiment of the valve channel shown here in a first tubular portion 11b. The section 11b is followed by a conical section 11c, which passes through the metering membrane 20 is limited and in which the middle area 21 located. With open diaphragm valve 1 follows in the flow direction, the gap between the central region 21 the dosing membrane 20 and the closing surface 11a. That through the valve channel 11 flowing product then passes into a section 11d, which is parallel to the axis 4 runs, is initially cylindrically shaped and then in the direction of the compensation membrane 30 widened conically. From there, the product passes through a tubular section 11e, which runs substantially parallel to the section 11b, to the exit 14 ,

Das Steuergehäuse 40 weist eine Bohrung 46 auf, durch die das Produkt im Falle einer Beschädigung der Dosierungsmembran 20 entweichen kann und welche einen Druckausgleich der Rückseite der Dosiermembran 20 ermöglichen kann. Im Steuergehäuse 40 gegenüberliegend ist eine weitere Bohrung 47 vorgesehen, die mit einem Gewinde versehen ist und zur Befestigung des Membranventils 1 dient. Mittels Schrauben 70 (siehe 2 und 3), die sich parallel zur Achse 4 erstrecken, lässt sich das Druckgehäuse 50 unter Zwischenschaltung der Membrane 20, 30 und dem Hauptgehäuse 10 mit dem Steuergehäuse 40 verspannen.The control housing 40 has a hole 46 through which the product in case of damage to the dosing membrane 20 can escape and which a pressure equalization of the back of Dosiermembran 20 can allow. In the control housing 40 opposite is another hole 47 provided, which is threaded and for attachment of the diaphragm valve 1 serves. By means of screws 70 (see 2 and 3 ), which are parallel to the axis 4 extend, the pressure housing can be 50 with the interposition of the membrane 20 . 30 and the main body 10 with the control housing 40 tense.

Bei geschlossenem Membranventil 1 (Schließstellung der Dosierungsmembran 20) kann ein Spalt 48 zwischen Steuerkolben 41 und Drehknopf Werte von 0,05 bis 0,6 mm, vorzugsweise 0,15 bis 0,5 mm annehmen. Der Spalt entspricht dabei dem maximalen Ventilhub. Der Produktdruck kann Werte zwischen 0,1 und 7 bar annehmen und beträgt bevorzugt 0,2 bis 4 bar.With closed diaphragm valve 1 (Closed position of the dosing membrane 20 ) can be a gap 48 between control pistons 41 and knob assume values of 0.05 to 0.6 mm, preferably 0.15 to 0.5 mm. The gap corresponds to the maximum valve lift. The product pressure can assume values between 0.1 and 7 bar and is preferably 0.2 to 4 bar.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Membranventildiaphragm valve
22: Pfeil (Produkt)Arrow (product)
33: Pfeil (Produkt)Arrow (product)
44: Achseaxis
55: Pfeil (Steuerluft)Arrow (control air)
66: Pfeil (Druckluft) Arrow (compressed air)
1010: Hauptgehäusemain body
1111: Ventilkanal (11a bis 11e Teile des Ventilkanals)Valve channel (11a to 11e parts of the valve channel)
1212: Eingangentrance
1313: Anschlussstückconnector
1414: Ausgangoutput
1515: Anschlussstückconnector
1616: Luer-Lock-AdapterLuer lock adapter
1717: Dosiernadel Dispense
2020: Dosierungsmembrandosage membrane
2121: mittlerer Bereich middle area
3030: Kompensationsmembrancompensation membrane
3131: mittlerer Bereich middle area
4040: Steuergehäusecontrol housing
4141: Steuerkolbenspool
4242: Kolbenstangepiston rod
4343: Anschlussstückconnector
4444: Druckraumpressure chamber
4545: Drehknopfknob
4646: Bohrungdrilling
4747: Bohrungdrilling
4848: Spaltgap
5050: Druckgehäusepressure housing
5151: Druckkammerpressure chamber
5252: Anschlussstück connector
6060: Verbindungsstangeconnecting rod
6161: Schraubkopfscrew head

Claims

A diaphragm valve (1) for dosing a flowable product, comprising a product inlet (12), an outlet (14) for the product, and a valve channel (11) extending between the inlet (12) and the outlet (14); a movable dosing membrane (20) which in a closed position closes the valve channel (11) so that the inlet (12) and outlet (14) are fluidly separated from each other, characterized in that compensating means are provided which respond to the opening of the dosing membrane (11). 20) attributable volume change of the valve channel (11) at least partially compensated.

Diaphragm valve (1) after Claim 1 , characterized in that the compensation means overcompensate the volume change.

Diaphragm valve (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the compensation means comprise a compensation membrane (30).

Diaphragm valve (1) after Claim 3 , characterized in that the dosing membrane (20) and the compensation membrane (30) are substantially identical.

Diaphragm valve (1) after Claim 3 or 4 , characterized in that the metering membrane (20) and the compensation membrane (30) each have a circular membrane surface.

Diaphragm valve (1) according to one of Claims 3 to 5 , characterized in that the dosing membrane (20) and the compensation membrane (30) face each other.

Diaphragm valve (1) according to one of Claims 3 to 6 characterized in that the dosing membrane (20) and the compensating membrane (30) are connected by connecting means adapted to transfer a movement of the dosing membrane (20) to the compensating membrane (30) without delay.

Diaphragm valve (1) after Claim 7 characterized in that the connecting means comprise a connecting rod (60) extending from the metering diaphragm (20) to the compensating diaphragm (30).

Diaphragm valve (1) after Claim 7 or 8th , characterized in that the connecting means comprise pressure means by which the compensation membrane (30) is pressed in the direction of the dosing membrane (20).

Diaphragm valve (1) according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the metering diaphragm (20) is connected to a piston rod (42) of a control piston (41) which can be acted on by control air.