DE102021124294A1

DE102021124294A1 - Membranventil aus fluorharz

Info

Publication number: DE102021124294A1
Application number: DE102021124294.0A
Authority: DE
Inventors: Huan Jan Chien; Po Wen Chen; Huan Ciao Hong; Jian Ming He
Original assignee: Bueno Tech Co Ltd
Current assignee: BUENO TECHNOLOGY CO., LTD., TW
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2021-09-20
Publication date: 2022-03-24
Also published as: US11898660B2; JP7338888B2; KR102630399B1; KR20220039632A; TWI770615B; TW202212719A; CN114251482A; CN114251482B; JP2023014122A; US20220090687A1; JP2022051719A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Membranventil aus Fluorharz, das aus einem Ventilteil (10b), einem Dichtungsmechanismus (3) und einem Einstellmechanismus (7) für den Öffnungsgrad des Ventils besteht. Der Ventilteil (10a) besteht aus einem Ventilkörper (2a), einem Ventilschaft (4a) und einem oberen Ventildeckel (6a). Der Ventilkörper (2a) besteht aus einem quadratischen Teil (25) und einem ringförmigen Teil (24a) und weist eine Ventilkammer (23) auf. Der Dichtungsmechanismus (3) besteht aus einer Membran (81), einem oberen Ventilkörper (32), einem Dichtungsring (31) und einem ringförmigen Teil (24a) des Ventilkörpers (2a). Der Einstellmechanismus (7) ist an der Oberseite (63) des oberen Ventildeckels (6a) montiert. Der Dichtungsmechanismus (3) ist im ringförmigen Teil (24a) und am minimalen Durchmesserbereich (241) des ringförmigen Teils (24a) montiert und weist ringförmige, gitterförmige gerippte Platten mit horizontalen Öffnungen auf, um die strukturelle Festigkeit der Membrandichtung zu erhöhen und den Wärmeableitungseffekt zu verbessern.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufbau eines Membranventils, insbesondere ein Membranventil, das aus Fluorharzmaterialien, wie beispielsweise PTFE, PFA usw., gefertigt ist. Es weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit und einen extrem niedrigen Wärmeübergangskoeffizienten von ungefähr 0,25 W/(mK) auf, was deutlich niedriger ist als der Wärmeübergangskoeffizient von keramischer Tonerde Al₂O₃, der ungefähr 30W/(mK) beträgt. Diese extrem niedrige Wärmeübertragungseigenschaft ermöglicht es dieser Art von Material, einer Betriebsumgebung mit einer hohen Temperatur von 250°C standzuhalten. Wird das Membranventil aus Fluorharz jedoch bei hohen Temperaturen eingesetzt, sind der Betriebsdruck und die Festigkeit des Aufbaus, denen es standhalten kann, stark reduziert. Aufgrund des Bedarfs der Nutzer steigt die Nachfrage nach Hochtemperatur-, Niederdruck- und hochreinen Flüssigkeitstransporten mit einer Temperatur von ≤200°C allmählich an. Die Nachfrage nach einer Eignung für eine Hochtemperaturumgebung und einer hohen Zuverlässigkeit steigen ebenfalls. Es ist nach wie vor eine große Herausforderung ein Membranventil bereitzustellen, das komplett aus Fluorharz gefertigt ist und in einer Betriebsumgebung bei einer hohen Temperatur von 200°C mit hoher Zuverlässigkeit betrieben werden kann.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Membranventile aus Fluorharz werden in dieser Patentschrift als Fluorharzventile bezeichnet. Ein manuell betätigtes Ventil wird als manuelles Ventil bezeichnet. Ein pneumatisch betätigtes Ventil wird als Pneumatikventil bezeichnet. Der Begriff Fluorharzventil ist der Sammelname für manuelle Ventile und Pneumatikventile. Ein Metallmembranventil besteht aus einer Metallmembran, einem Fluorharzventilsitz, einer Fluorharzauskleidung und einer Fluorharzmembran. Ein manuell betätigtes Ventil wird als manuelles Metallventil bezeichnet. Der Begriff Metallventil ist die Sammelbezeichnung für das oben genannte Metallmembranventil.
Das Membranventil hat eine lange Geschichte und wird weit verbreitet verwendet. Die Antriebsmethode dieses Ventils verfügt über einen manuellen, pneumatischen oder elektrischen Antrieb. Die Teile oder Strukturen der mit der Flüssigkeit in Berührung kommenden Teile bestehen aus Metall, Kunststoff, Kunststoffauskleidungen, Fluormaterial, Fluorkunststoffauskleidung usw.
Das Metallventil nach dem Stand der Technik kann problemlos bei hohen Temperaturen und unter hohem Druck mit einem einfachen Aufbau arbeiten, der Druckwelle der Leitung widerstehen und aus korrosionsbeständigen Metallen für den Transport einer leicht korrosiven Flüssigkeit bestehen. Der pneumatische oder manuelle druckfeste Aufbau oder der Einstellmechanismus für den Öffnungsgrad des Ventils kann die hohe Steifigkeit der Metallwerkstoffe voll ausnutzen. Die Zugfestigkeit von kaltgewalztem Edelstahlblech beträgt beispielsweise 520 MPa, während die prozentuale Dehnung bei etwa 40% liegt. Beispielsweise kann die Temperatur der Betriebsflüssigkeit eines vollständig aus Metall gefertigten Ventilsitzes bis zu 300°C oder 350°C bei 10 kg/cm² betragen, ohne dass eine Kühlung erforderlich ist. Die Temperatur der Betriebsflüssigkeit eines PFA-Ventilsitzes kann 200°C bei 10 kg/cm² erreichen. Der maximale Betriebsdruck eines Hochdruck-Metallventils kann 100 kg/cm² bei 80°C erreichen, während der Ventilsitz aus PCTFE besteht. Bei Metallventilen nach dem Stand der Technik, die hohen Temperaturen und starker Korrosion ausgesetzt sind, kann eine Fluorharzauskleidung vorgesehen sein, die von einer Metallstruktur getragen wird. Gegenwärtig sind die Bedingungen für die Hochtemperaturbeständigkeit durch die Temperaturbeständigkeit des Fluorharzes begrenzt, das je nach Struktur 200°C oder <250°C erreichen kann.
Ein Einstellmechanismus für den Öffnungsgrad eines üblichen manuellen Metallventils besteht im Wesentlichen aus einem Ventilschaft, einer Membran, einem Handrad, einer Trägerscheibe, einem oberen Ventildeckel und einem Gewindeloch. Die Trägerscheibe weist eine T-förmige Rille zum Befestigen eines T-förmigen Endes des Ventilschaftes auf. Mehrere radial gerippte Platten der Trägerscheibe sind mit mehreren radial gerippten Platten an der Innenseite des oberen Ventildeckels in Eingriff. Die Membran ist an der Unterseite der Trägerscheibe angebracht. Je nach Art der Übertragung des Ventilschaftes lassen sich die zwei Typen unterscheiden. Beim ersten Typ dreht sich der Ventilschaft, während das Schaftloch des oberen Ventildeckels ein Gewindeloch ist, wobei der Ventilschaft in dieses verschraubt ist. Das Handrad ist am anderen Ende des Ventilschaftes montiert, um den Ventilschaft direkt zum Drehen anzutreiben. Das Handrad bewegt sich mit dem Ventilschaft auf und ab. Der Ventilschaft kann in der T-förmigen Rille gedreht werden.
Beim zweiten Typ dreht sich der Ventilschaft nicht, während das Gewindeloch im Innenloch einer Positioniermutter gebildet ist. Die Positioniermutter ist auf dem Schaftloch des oberen Ventildeckels positioniert und montiert und mit dem Ventilschaft gekoppelt. Das Handrad ist drehbar an der Positioniermutter befestigt, während der Ventilschaft in der T-förmigen Rille nicht gedreht werden kann, d.h. die Trägerscheibe dient als Drehsicherung.
Die Arten der Übermittlung dieser beiden Typen haben jeweils die nachfolgend beschriebenen grundlegenden Funktionen des Aufbaus. Funktion 1: Das Gewindeloch zum Positionieren, das ausschließlich beim ersten Typ gebildet ist, ist am stationären Aufbau des manuellen Metallventils, wie z.B. am Schaftloch des oberen Ventildeckels, positioniert und gebildet, so dass der Ventilschaft und das Gewindeloch gekoppelt sind, um den Ventilschaft auf und ab zu bewegen.
Funktion 2: Positioniermutter, die ausschließlich am zweiten Typ vorgesehen ist. Das Mittenloch der Positioniermutter ist ein Gewindeloch. Ein Ende der Positioniermutter weist einen Flansch auf, während das andere Ende am Handrad befestigt sein kann. Wenn die Positioniermutter im Schaftloch des oberen Ventildeckels montiert ist, befindet sich das Ende mit dem Flansch innerhalb des oberen Ventildeckels, während sich das am Handrad befestigte Ende außerhalb des oberen Ventildeckels befindet. Die Gleitfläche an der Unterseite des Schaftlochs des Handrads kann mit der Gleitfläche an der Außenseite des Mittenlochs des oberen Ventildeckels gekoppelt sein, um eine axiale Positionierungsfunktion zu erreichen. Funktion 3: Die Membran mit einer Verdrehsicherung, die ausschließlich für den ersten Typ vorgesehen ist, verfügt über einen Mechanismus zur Verhinderung der Drehung oder des Drehmoments des Ventilschaftes. Zum Beispiel weist die Trägerscheibe eine T-förmige Rille auf, um das T-förmige Ende des Ventilschaftes zu befestigen, wobei die Membran unter der Trägerscheibe installiert ist. Die Trägerscheibe und der obere Ventildeckel drehen sich nicht mehr und lassen kein Drehmoment auf die Membran wirken.
Funktion 4: Der Ventilschaft mit einer Verdrehsicherung ist ausschließlich beim zweiten Typ vorgesehen. Die Verdrehsicherung des Ventilschaftes sorgt auch für die Verdrehsicherung der Membran. Da die Positioniermutter durch das Handrad gedreht wird, kann sich der Ventilschaft nicht drehen, wobei die Drehung des oberen und unteren Gleitmechanismus gestoppt werden muss. Die T-förmige Rille der Trägerscheibe dient beispielsweise auch als Verdrehsicherung für den Ventilschaft.
Das heißt, dass die Art der Übertragung des ersten Typs über zwei Funktionen, ein Paar Gewindelöcher und eine Membran mit einer Verdrehsicherung verfügt. Die Art der Übertragung des zweiten Typs verfügt über zwei Funktionen, nämlich eine Positioniermutter und ein Ventilschaft mit Verdrehsicherung. Um die Funktionen der Art der Übertragung des zweiten Typs zu vervollständigen, sind ein Handrad, ein oberer Ventildeckel, eine Positioniermutter, mehrere Schrauben und eine Trägerscheibe, d.h. insgesamt 5 Teile, erforderlich.
Die 9 zeigt ein ausgekleidetes manuelles Metallventil 8 nach dem Stand der Technik. Der Öffnungsgrad des Ventils wird mit einem Einstellmechanismus gesteuert. Die Übertragung des Ventilschaftes ist dem zweiten Typ zugeordnet. Das manuelle Metallventil 8 besteht aus einem Ventilkörper 80, einer Membran 81, einer Trägerscheibe 82, einem oberen Ventildeckel 83, einem Ventilschaft 84, einer Positioniermutter 85, einem Positionsanzeiger 86, einem Handrad 87 und einem Bolzen-Set 88. Der Ventilkörper 80 ist ein Ventilkörper aus Metall mit einer Fluorharzauskleidung und weist einen Auslass 801, einen Einlass 802, eine Ventilkammer 803 und eine Dichtungsfläche 804 auf. Die Trägerscheibe 82 besteht aus einem Metallmaterial und weist eine T-förmige Rille 821 und mehrere gerippte Platten 822 auf. Die Membran 81 besteht aus einem Mittenteil 811, einem Peripherieteil 812 und einer Gummiunterlage 813. Die Positioniermutter 85 weist ein Gewindeloch 851, einen Drehring 852, einen Befestigungsring 853, einen Flansch 854 und eine Positionierschraube 855 auf. Das Handrad 87 weist ein Mittenloch 871, ein Quadratloch 872, ein Loch 873 für die Befestigungsschraube und eine Gleitfläche 874 auf. Der Ventilschaft 84 weist ein T-förmiges Schaftende 841, einen Stellschraubenkopf 842 und ein Endstück 843 auf. Der obere Ventildeckel 83 weist ein Achsloch 831, mehrere Rippenrillen 832, eine Gleitfläche 833, mehrere Schraubenlöcher 834, eine Spannfläche 835 und ein Positionierloch 836 auf. Das T-förmige Schaftende 841 des Ventilschaftes 84 ist an der T-förmigen Rille 821 der Trägerscheibe 82 befestigt. Die Membran 81 und die Gummiunterlage 813 sind unter der Trägerscheibe 82 montiert. Die Positioniermutter 85 ist im Achsloch 831 des oberen Ventildeckels 83 montiert. Der Flansch 84 befindet sich inwendig im oberen Ventildeckel 83. Das Quadratloch 872 des Handrads 87 und der Befestigungsring 853 sind mit Befestigungsschrauben 875 befestigt, so dass das Handrad 87 in der axialen Position montiert ist und sich auf der Oberseite des oberen Ventildeckels 83 befindet und die Gleitflächen 833/874 der beiden Bauteile miteinander gekoppelt sind. Der Ventilschaft 84 ragt durch die Positioniermutter 85 und durch das Mittenloch 871 des Handrads 87. Der Positionsanzeige 86 ist am Endstück 843 montiert. Die mehreren gerippten Platten 822 der Trägerscheibe 82 sind mit den Rippenrillen 832 des oberen Ventildeckels 83 gekoppelt. Nach dem Ausführen der oben beschriebenen Montage werden der obere Ventildeckel 83 und die Membran 81 auf dem Ventilkörper 80 befestigt. Der Peripherieteil 812 der Membran 81 und die Spannfläche 835 des oberen Ventildeckels 83 sind mit mehreren Bolzen 88 fest auf der Dichtungsfläche 804 befestigt. Beim Drehen des Handrads 87 zum Öffnen des Ventils auf die erforderliche Höhe ragt die Positionierschraube 855 durch das Positionierloch 836 des oberen Ventildeckels 83, damit die Positioniermutter 85 nicht gedreht werden kann und der Ventilschaft 84 nicht verschoben werden kann.
Das oben beschriebene Metallventil 8 nach dem Stand der Technik weist zwei technische Merkmale auf. Das eine besteht in dem Dichtungsmechanismus, während das andere im Einstellmechanismus besteht, wie die folgende Beschreibung zeigt:

Dichtungsmechanismus: Der Peripherieteil 812 der Membran 81 aus Fluorharz wird mit der Spannfläche 835 des oberen Ventildeckels 83 ringförmig befestigt. Die Hochdruck-Dichtwirkung wird durch die Metallstruktur des hochfesten Ventilkörpers ohne Kühlung erreicht. Die Gummiunterlage 813 kann keinen hohen Temperaturen widerstehen.
Einstellmechanismus: Der erste und der zweite Typ sind einfach umzusetzen, da die Metallsteifigkeit die Einstellfunktion leicht erfüllen kann. Solange die Positionierschraube 855 zum Festziehen der Positioniermutter 85 und des oberen Ventildeckels 83 im Positionierloch 836 verwendet wird, kann der Öffnungsgrad des Ventils fixiert werden. Der Stellschraubenkopf 842 aus Metall kann den Druckwellen der Leitung standhalten.

Wie oben erläutert, zeichnet sich das manuelle Metallventil durch seinen einfachen Aufbau und seine leichte Bedienung aus. Wenn jedoch eine korrosive Flüssigkeit transportiert wird, dringen hochkorrosive Moleküle bereits in einer kleinen Menge leicht durch die Membran. Nach einer gewissen Zeit korrodiert das Metallgewinde leicht und kann nicht mehr gedreht werden und es besteht die Gefahr einer Metallverunreinigung im hochreinen Prozess. Dies ist der Grund, weshalb bei vielen Verfahren nur Fluorharzventile verwendet werden.
Die Zugfestigkeit von Fluorharz-PFA beträgt 29 MPa, die prozentuale Dehnung ist >300% und der Schmelzpunkt liegt bei 280°C. Die Festigkeit nimmt mit steigender Temperatur deutlich ab. Der Arbeitsdruck des Fluorharz-Membranventils nach dem Stand der Technik beträgt 5 bar bei 90°C und 1 bar bei 150°C. Darüber hinaus hat ein PTFE-Filtergehäuse, das einer Containerstruktur ähnelt, eine maximale Betriebstemperatur von 210°C und einen Arbeitsdruck von 7 bar bei 70°C.
Die Struktur des Fluorharz-Membranventils ist in Bezug auf die Temperatur- und Druckbeständigkeit nicht mit dem Metallmembranventil vergleichbar. Um den Anforderungen von hohen Temperaturen und hohem Druck gerecht zu werden, verfügt das manuelle Ventil über drei technische Merkmale: eine thermische Isolierung, einen Dichtungsmechanismus und einen Einstellmechanismus, die im Folgenden beschrieben sind:

Thermische Isolierung: Das Verfahren zur thermischen Isolierung umfasst eine Struktur zur Begrenzung der Wärmeübertragung und eine Struktur zur Wärmeableitung, die den Bereich der Wärmequelle von der chemischen Flüssigkeit unter Hochtemperatur und von der Struktur, die Festigkeit des Aufbaus erfordert, isoliert und für eine angemessene Kühlung einschließlich interner Kühlung sorgt. Dadurch kann die Struktur bei einer niedrigeren Temperatur gehalten werden, um die Festigkeit der Struktur zu erhalten und die Betriebstemperatur des Membranventils zu erhöhen.
Dichtungsmechanismus: Die hohe Dehnung und die Verwendung eines Fluormaterials mit der gleichen Härte wie die ringförmige Dichtung führen dazu, dass sich das Material unter der Druck- und Zugverformung der Membran bewegt, was zum Versagen der ringförmigen Dichtung führt. Bei hohen Temperaturen sind die Folgen gravierender, wobei jedoch diese Situation durch thermische Isolierung stark reduziert werden kann.
Einstellmechanismus: Der Einstellmechanismus für den Öffnungsgrad des Ventils kann nicht direkt das Gewinde des Ventilschaftes nutzen, um der Druckwelle der Leitung standzuhalten. Das Übertragen der Druckwelle auf die Gesamtstruktur erfordert einen Verriegelungsmechanismus und einen Übertragungsmechanismus. Die thermische Isolierung kann die Steifigkeit und die Genauigkeit der Struktur erhalten.

Gegenwärtig steigt die Nachfrage nach Fluorharzventilen mit hoher Temperatur- und Druckbeständigkeit weiter an. Vor 2018 wurden die meisten Membranventile aus Fluorharz für mittlere und niedrige Temperaturen (<120°C) verwendet. Sie wurden speziell für den Einsatz bei hohen Temperaturen (<150°C) entwickelt. Der Betriebsdruck bei normalen Temperaturen beträgt 3 kg/cm² bis 5 kg/cm². Nach 2018 wurde ein neues pneumatisches Membranventil aus Fluorharz vorgeschlagen. Im Jahr 2020 beschrieb die Patentveröffentlichung Nr. TW202010966A aus Taiwan ein Membranventil und ein Verfahren zur thermischen Isolierung, welches bei 160°C ohne Zwangskühlung des Gases und bei 200°C mit Zwangskühlung des Gases betrieben werden kann. Der Arbeitsdruck bei Raumtemperatur beträgt 5 kg/cm² bis 7kg/cm², wodurch die Verunreinigung mit Metallteilen im hochreinen Prozess vermieden werden kann.
Die folgenden Probleme 1 bis 5 sind die Kernprobleme bei manuellen Ventilanwendungen bei hohen Temperaturen. Die thermische Isolierung wurde weiter verbessert und die Dichtungsstruktur verstärkt, um den neuen Anforderungen gerecht zu werden, da die Betriebstemperatur ohne Kühlung 200°C beträgt, die Temperaturanforderung mit Zwangskühlung 230°C und die Umgebungstemperatur ≤100°C ist.
Problem 1 Betriebstemperatur: Die Methode der thermischen Hochtemperaturisolierung nach dem Stand der Technik muss angewandt und weiter verbessert werden, wobei die Festigkeit des Aufbaus weiter verstärkt werden muss. Die Struktur zur Begrenzung der Wärmeübertragung besteht aus hochfesten, gitterförmigen gerippten Platten mit mehreren horizontalen Öffnungen, die nochmals verstärkt werden müssen, um das Kühlgas zum Durchströmen der Dichtungsstruktur zu bringen.
Problem 2 Umgebungstemperatur: Die spezielle Umgebungstemperatur beträgt ≤100°C, während die allgemeine Umgebungstemperatur <60°C beträgt.
Problem 3 Ringförmige Dichtheit: Der Peripherieteil wird durch den Dichtungsring der Membran festgezogen. Wenn der Peripherieteil Druckwellen ausgesetzt ist, bewegt sich das Material des Umfangsteils aufgrund der Ausdehnung der Membran. Insbesondere erfolgt dadurch eine Bewegung des Materials des Umfangsteils. Die hohen Temperaturen verschlechtern die Beweglichkeit des Materials und führen dazu, dass die Dichtheit des peripheren Teils versagt und undicht wird. Die Zuverlässigkeit des Dichtungsmechanismus kann verbessert werden, wenn der Dichtungsring der Membran die Bewegung des Materials des Peripherieteils verhindern kann.
Die drei oben genannten Probleme führen dazu, dass das Kriechen des Materials zu einer Undichtigkeit der Membran führt. Zusätzlich zu der vorgenannten Methode der thermischen Isolierung ist es notwendig, die Festigkeit der Dichtungsstruktur zu erhöhen, um das durch das Kriechen des Materials verursachte Problem der Undichtigkeit zu lösen. Die übliche ringförmige Dichtheit wird meist durch eine C-förmige Spannstruktur erreicht. Ein über der Membran befindliches Krafteinleitungselement drückt die Membran gegen eine Dichtungsfläche des ringförmigen Teils, um eine C-förmige Dichtungsstruktur zu bilden. Das Krafteinleitungselement ist mit einem Gewinde oder einem Bolzen am Ventilkörper befestigt. Die C-förmige Spannstruktur besteht aus einem Spannteil, Tragarm und einem Unterbau. Das Krafteinleitungselement wird als Spannteil verwendet. Der Tragarm dient als Ventilkörper. Der Unterbau ist der Peripherieteil einer Ventilkammer des Ventilkörpers und dient als Dichtungsfläche. Das Krafteinleitungselement wird durch festes Einrasten nach unten bewegt, so dass die zusammengedrückte Membran eingeklemmt wird, um eine Undichtigkeit zu verhindern. Es ist hilfreich, eine schwere Struktur für das Krafteinleitungselement oberhalb der Membran und des Ventilkörpers zu verwenden, um die ringförmige Dichtheit zu gewährleisten. Bei einer hohen Temperatur kann eine so schwere Struktur ohne thermische Isolierung jedoch zu Verformungen führen. Dies führt dazu, dass der Ventilschaft nicht zentriert werden kann, was die Lebensdauer verkürzt. Andere Teile, die nicht zentriert werden müssen, wie z.B. Rohrverbindungen, stellen bei der Verwendung der schweren Struktur bei hohen Temperaturen kein Problem dar. Als Antwort auf die drei oben genannten Probleme mit akzeptablen Teststandards beträgt die Backtemperatur 200°C bei einer Backzeit von >-6 Stunden, nachdem die Membran des getesteten Fluorharzventils fest an die Teile befestigt wurde, die mit der Flüssigkeit in Berührung kommen. Bei normaler Temperatur ohne jegliche Anpassung wird die Undichtigkeit unter Hochdruck getestet, wobei der hohe Druck >= 10 kg/cm² beträgt. Nur durch einen solchen Test ohne Undichtigkeit kann nachgewiesen werden, dass die Dichtungsstruktur die Anforderungen an eine hohe Luftdichtheit unter Hochtemperaturbetrieb noch erfüllen kann.
Der innovative Kern des Einstellmechanismus besteht darin, die Druckwelle auf den Ventilkörper zu übertragen, um folgende Probleme zu lösen: Problem 4 Beschädigung des Ventilschaftes: Der Ventilschaft des manuellen Ventils ist ein selbständiger Teil. Die Druckwelle, die direkt von der stromaufwärts gelegenen Seite übertragen wird, trifft direkt auf die Membran am Ventileinlass und wird auf den Ventilschaft übertragen und auf das Gewinde des Ventilschaftes ausgeübt. Wenn das Schraubengewinde beschädigt ist, führt dies zu einer internen Undichtigkeit in der Leitung, da die Dichtheit nicht gewährleistet ist.
Problem 5 Positionsverriegelung: Der Ventilschaft des manuellen Ventils kann nach der Positionierung nicht verriegelt werden, wobei dessen Öffnungsgrad durch die Druckwelle beeinflusst wird, wodurch die Einstellung leicht beeinträchtigt werden kann. Der Einstellmechanismus muss nach der Positionierung am Aufbau verriegelt werden.
Die notwendigen zusätzlichen Funktionen des Einstellmechanismus müssen folgende Probleme lösen:

Problem 6 Positionsanzeige: Ein Indikator zur Anzeige des Öffnungsgrades des Ventils ist ein sehr häufig verwendetes Gerät bei Fluorharzventilen. Das Pneumatikventil hat nur eine EIN/AUS-Anzeige, wobei jedoch noch weiterhin zahlreiche Produkte über keine solche Vorrichtung verfügen. Das manuelle Ventil muss in der Lage sein, den Öffnungsgrad des Ventils nach der Einstellung weiter anzuzeigen.
Problem 7 Verzerrung der Positionierung: Die Membran des manuellen Ventils wird durch das Spiel und die Struktur des Gewindes der Kupplungsschraube verformt, wobei die Mitte der Membran und der Ventilsitz verformt werden, was zu einer Verzerrung der Positionierung führt. Ein Einstellen der Positionierung auf Null und eine korrekte Anzeige der Position des Öffnungsgrades des Ventils sind notwendig. Eine solche Anforderung des Pneumatikventils ist jedoch selten.
Problem 8 Überdruck der Membran: Das manuelle Ventil muss die Dichtkraft wirksam steuern können. Durch die Verzerrung der Positionierung kann jedoch die Membran zu fest verriegelt und die Membran sowie der Ventilsitz beschädigt werden. Eine solche Anforderung des Pneumatikventils ist jedoch selten.
Problem 9 Falsche Bedienung: Nach dem Ausführen der Einstellung des Öffnungsgrades des manuellen Ventils darf das Ventil nicht durch unbeteiligte Personen falsch bedient werden.

Der Einstellmechanismus muss eine Warnung einer Undichtigkeit abgeben können, um folgende Probleme zu lösen:

Problem 10 Warnung bei einer Undichtigkeit: Die meisten Undichtigkeiten werden durch das Eindringen von korrosiven Flüssigkeitsmolekülen verursacht. Kleinmolekulare Flüssigkeiten, wie Flusssäure und Salzsäure, können zum Beispiel in geringen Mengen in die Membran eindringen. Der Ventilschaft muss mit einer Schaftdichtung ausgestattet sein, um die Ausbreitung von saurem Gas zu verzögern. Wenn die Membran eine leichte Undichtigkeit aufweist, ist eine Warnung erforderlich, dass eine Undichtigkeit vorliegt, oder die ausgelaufene Flüssigkeit aufgefangen werden kann. Dies ist relativ häufig bei Pneumatikventilen und weniger bei manuellen Ventilen der Fall. Das Fluorharzventil muss in Zukunft über diese Funktion verfügen.

In der Vergangenheit hatten die Nutzer zum Teil ähnliche Anforderungen wie diese zehn Anforderungen und nutzten einen Teil des Standes der Technik, um ihren Anforderungen gerecht zu werden. Es ist jedoch notwendig, die oben genannten zehn Probleme gleichzeitig für dasselbe manuelle Ventil zu lösen, um das manuelle Ventil praktischer und effektiver mit hoher Zuverlässigkeit zu verwenden. Das heißt, dass die Lösung der oben beschriebenen zehn Probleme zur gleichen Zeit die neue Forderung an das manuelle Ventil ist. Der Dichtungsmechanismus dieser Technologien ist ebenfalls sehr wertvoll, wenn er in ein Pneumatikventil eingebaut wird, wobei das Pneumatikventil jedoch keinen Einstellmechanismus verwenden muss. Die Referenzen des Standes der Technik werden im Folgenden beschrieben.
Referenz 1
Unter Bezugnahme auf die frühe US-Patentveröffentlichung Nr. US20200072384A1 aus dem Jahr 2020 mit dem Titel „Aufbau eines Membranventils“ ist eine entsprechende Struktur auch in der Patentveröffentlichung Nr. TW202010966A aus Taiwan mit dem Titel „Aufbau eines Membranventils“ veröffentlicht. Dieser Stand der Technik bezieht sich auf ein Pneumatikventil, das eine thermische Isolierung ermöglicht, dessen Dichtungsmechanismus jedoch nicht den neuen Anforderungen entspricht. Das Herzstück der Lösung ist die Methode der thermischen Isolation und deren einzigartige Struktur. Der Wärmequellenbereich des Membranventils umfasst einen Wärmequellenbereich der Ventilkammer, einen Wärmequellenbereich des Strömungskanals, einen Wärmequellenbereich des Einlassrohrs, einen Wärmequellenbereich des Auslassrohrs, einen Wärmequellenbereich des Einlaufstutzens und einen Wärmequellenbereich des Auslaufstutzens. Das Verfahren zur thermischen Isolierung des Ventilkörpers bei hohen Temperaturen umfasst eine Struktur zur Begrenzung der Wärmeübertragung und eine Struktur zur Wärmeableitung. Die Struktur zur Begrenzung der Wärmeübertragung ist an einem quadratischen Teil, einem ringförmigen Teil und dem minimalen Durchmesserbereich des ringförmigen Teils des Ventilkörpers angebracht. Der quadratische Teil ist mit hochfesten, gitterförmigen gerippten Platten mit horizontalen Öffnungen ausgestattet, um die Querschnittsfläche für die Wärmeübertragung zu verringern und die externe Wärmeableitung zu verbessern. Der ringförmige Teil weist mehrere vertikale gerippte Platten zur Wärmeableitung auf. Der minimale Durchmesserbereich weist eine Querschnittsfläche zur Begrenzung der Wärmeübertragung auf, so dass der Ventilschaft und die Zylinderstruktur die Wärmeübertragung reduzieren und eine Abkühlung bewirken können. Das interne Kühlgas der Wärmeableitungsstruktur strömt durch das Kühlgasloch und die ringförmige Gasrille des Ventilkörpers, durch das Kühlgasführungsloch des oberen Ventilkörpers und danach durch das Gasführungsloch und das Achsloch des Ventilschaftes. Die thermische Isolierung des Ventilkörpers bei Hochtemperatur weist eine einzigartige Struktur auf, die entwickelt wurde, um die Anforderungen an den Hochdruck-Gasantrieb, die statische Beseitigung der Flüssigkeit, das Abdichten des Ventilkörpers gegen Metallteile, das Abdichten des Ventilkörpers gegen Nicht-Metallteile, die Verhinderung eines Kriechens der Struktur, das Freisetzen von Partikeln, die Erkennung von Undichtigkeiten, die Positionsanzeige des Ventilschaftes und so weiter, zu erfüllen. Das Ventil dieser Referenz kann bei 160°C ohne Zwangskühlung eines Gases und bei 200°C mit Zwangskühlung des Gases betrieben werden. Der Arbeitsdruck bei Raumtemperatur beträgt 5 kg/cm² bis 7 kg/cm². Außerdem wird das Problem gelöst, dass Verfahrenstechniker von Zeit zu Zeit auf die Verschmutzung durch die Korrosion von Metallbolzen achten müssen. Diese Referenz nimmt ein Pneumatikventil als Beispiel und schlägt eine gute Basislösung für die Betriebstemperatur (Problem 1) und die Umgebungstemperatur (Problem 2) vor. Leider entspricht es immer noch nicht den aktuellen Anforderungen an eine Betriebsumgebung bei einer Temperatur von 200°C ohne die Kühlung durch ein Gas. Diese Referenz enthält die Lösung für die ringförmige Dichtheit (Problem 3) in einer Betriebsumgebung bei einer Temperatur von 160°C ohne Kühlung durch ein Gas. Sie kann jedoch nicht den neuen Anforderungen an eine Betriebsumgebung mit einer Temperatur von 200°C ohne die Kühlung durch ein Gas gerecht werden. Diese Referenz nimmt ein Pneumatikventil als Beispiel, wobei der Öffnungsgrad des Ventils nur EIN/AUS anzeigt. Es gibt keine Lösung für die Öffnungsgrenze der Membran und die Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4). Die Positionsanzeige (Problem 6) des Ventilschaftes verfügt lediglich über eine EIN/AUS-Anzeige ohne Öffnungsanzeige der Membran. Bei dieser Referenz treten die Positionsverriegelung (Problem 5), Verzerrung der Positionierung (Problem 7), der Überdruck der Membran (Problem 8) und die falsche Bedienung (Problem 9) im Pneumatikventil nicht sehr häufig auf. Dieser Hinweis bietet eine perfekte Lösung für die Warnung bei einer Undichtigkeit (Problem 10). In dieser Referenz weist das Ventil eine im Wesentlichen C-förmige Spannstruktur auf. Die C-förmige Spannstruktur besteht aus einem Spannteil, einem Tragarm und einem Unterbau. Das Krafteinleitungselement ist ein oberer Ventilkörper. Der Tragarm ist der ringförmige Teil des Ventilkörpers. Der ringförmige Teil weist mehrere vertikale gerippte Platten mit Wärmeableitungsfunktion und Verstärkung des Aufbaus auf. Der obere Ventilkörper ist fest am Innengewinde des ringförmigen Teils befestigt. Der minimale Durchmesserbereich weist einen Grenzwert für die Querschnittsfläche der Wärmeübertragung auf. Die Basis ist der Peripherieteil der Ventilkammer des Ventilkörpers als Dichtfläche. Der obere Ventilkörper wird durch festes Einrasten nach unten bewegt, so dass die gespannte Membran eingeklemmt wird, um Undichtigkeiten zu verhindern. Bei dieser Referenz ist die Festigkeit des Tragarms der C-förmigen Spannstruktur noch weiterhin unzureichend für eine Betriebsumgebung bei einer Temperatur von 200°C ohne Kühlung durch ein Gas.
Referenz 2
Das chinesische Patent Nr. CN205350538U aus dem Jahr 2016 offenbart ein manuelles Membranventil, das den ersten Typ von manuellen Ventilen oder manuellen Metallventilen darstellt und einen Ventilkörper sowie einen Handradantrieb umfasst. Das Öffnen und Schließen der Membran hängt von der Kopplung des Gewindes der Ventilmuffe unter dem Handrad und dem Gewinde des Ventilschaftes ab. Der Ventilschaft verfügt über einen Positionsanzeiger, der durch die Mitte des Handrads verläuft und die Position des Ventilschaftes anzeigt. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer Verriegelungsteil am Handrad und ein unterer Verriegelungsteil am oberen Ventildeckel befestigt ist. Der obere Verriegelungsteil und der untere Verriegelungsteil weisen jeweils ein Verriegelungsloch auf. Ein Stift ragt durch das Verriegelungsloch, um das Handrad zu befestigen und sicherzustellen, dass sich der Ventilschaft nicht auf und ab bewegt.
In dieser Referenz sind die Betriebstemperatur (Problem 1), die Umgebungstemperatur (Problem 2), die ringförmige Dichtheit (Problem 3), die Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4), der Überdruck der Membran (Problem 8), die Verzerrung der Positionierung (Problem 7), die falsche Bedienung (Problem 9) und die Warnung einer Undichtigkeit (Problem 10) nicht beschrieben, so dass diese Referenz nicht alle neuen Anforderungen erfüllen kann.
Referenz 3
Das chinesische Patent Nr. CN102758935A aus dem Jahr 2012 offenbart einen Aufbau eines Membranventils, die den ersten Typ von manuellen Ventilen oder manuellen Metallventilen darstellt. Das Ziel dieser Referenz ist es, das Problem der unklaren Positionierung der Anzeigescheibe auf dem Ventilschaft des manuellen Ventils zu verbessern und eine lineare Positionsanzeige vorzuschlagen, die gleichzeitig mit dem Ventilschaft bewegt wird (Problem 6). In dieser Referenz sind die Betriebstemperatur (Problem 1), die Umgebungstemperatur (Problem 2), die ringförmige Dichtheit (Problem 3), die Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4), die Positionsverriegelung (Problem 5), die Verzerrung der Positionierung (Problem 7), der Überdruck der Membran (Problem 8), die falsche Bedienung (Problem 9) und die Warnung bei einer Undichtigkeit (Problem 10) nicht beschrieben, so dass diese Referenz nicht alle neuen Anforderungen erfüllen kann.
Referenz 4
Das chinesische Patent Nr. CN204114227U aus dem Jahr 2015 offenbart ein neuartiges, mit Fluor ausgekleidetes Membranventil, das den ersten Typ von manuellen Metallventilen darstellt. Das Ziel dieser Referenz ist es, die fehlende Positionsanzeige (Problem 6) am Ventilschaft zu verbessern, die zu einem Überdruck der Membran (Problem 8) mit zu hohem Schließdruck beim Schließen führt. In dieser Referenz wird lediglich eine Lösung für die Positionsanzeige (Problem 6) vorgeschlagen. In dieser Referenz sind die Betriebstemperatur (Problem 1), die Umgebungstemperatur (Problem 2), die ringförmige Dichtheit (Problem 3), die Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4), die Positionsverriegelung (Problem 5), die Verzerrung der Positionierung (Problem 7), der Überdruck der Membran (Problem 8), die falsche Bedienung (Problem 9) und die Warnung bei einer Undichtigkeit (Problem 10) nicht beschrieben, so dass diese Referenz nicht alle neuen Anforderungen erfüllen kann.
Referenz 5
Das chinesische Patent Nr. CN204344989U aus dem Jahr 2015 offenbart ein Membranventil, das den ersten Typ eines manuellen Metallventils darstellt. Mit dieser Referenz werden zwei Ziele verfolgt. Zum einen geht es um die Verbesserung der Membran, die einem sofortigen Druck standhalten muss. Zum anderen geht es darum, dass die Membran in einer Hochtemperaturumgebung nicht beschädigt wird. Der Aufbau dieser Referenz verfügt über eine Positionsanzeige (Problem 6). Die Lösung dieser Referenz besteht darin, dass auf der Seite, die nicht mit der Flüssigkeit in Berührung kommt, in der Mitte der Membran eine Öffnung vorgesehen ist. Ein elastisches Element ist in die Öffnung eingesetzt. Die Unterseite des Ventilschaftes kommt mit dem elastischen Element in Berührung. Dadurch wird das Problem der Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4), der Verzerrung der Positionierung (Problem 7) und des Überdrucks der Membran (Problem 8) gelöst. In dieser Referenz sind die Betriebstemperatur (Problem 1), die Umgebungstemperatur (Problem 2), die ringförmige Dichtheit (Problem 3), die Positionsverriegelung (Problem 5), die falsche Bedienung (Problem 9) und die Warnung bei einer Undichtigkeit (Problem 10) nicht beschrieben, so dass diese Referenz nicht alle neuen Anforderungen erfüllen kann. Die Darstellung des elastischen Elements nach dem Stand der Technik, das in dieser Referenz verwendet wird, zeigt, dass eine Metallfeder oberhalb der Membran angeordnet ist. Bei hohen Temperaturen und starker Korrosion wird die Förderflüssigkeit durch die Korrosion des sauren Gases auf dem Metall verunreinigt. Eine solche Situation ist für Prozessanwender nicht akzeptabel. Darüber hinaus beschränken sich die Gegenmaßnahmen für Anwendungen bei Hochtemperatur in dieser Patentschrift auf den Schutz des Umfangs der Membran. Diese Lösung stellt keine vollständige Lösung für die ringförmige Dichtheit (Problem 3) dar und es tritt das Problem des Kriechens der Membran und der Struktur aufgrund der hohen Temperatur auf. Diese Referenz kann nicht alle neuen Anforderungen erfüllen. Eine weitere ähnliche Referenz aus dem Jahr 2017, die Patent Nr. TWI670439B aus Taiwan, beschreibt ein manuelles Drahtventil zum Öffnen und Schließen, das beim Drehen des Griffs eine praktische Bedienbarkeit und stabile Dichtungseigenschaften bietet. Das manuelle Metallventil besteht ebenfalls aus einer Feder, um ähnliche Funktionen auszuführen.
Referenz 6
Das chinesische Patent Nr. CN207648146U aus dem Jahr 2018 offenbart ein Membranventil, das den ersten oder zweiten Typ von manuellen Metallventilen darstellen kann. Diese Referenz betrifft manuelle Membranventile für Anwendungen bei einer Temperatur von nicht mehr als 200°C. In dieser Referenz ist der Ventilkörper mit einem Stopper ausgestattet, wobei ein Sensor mit einer externen blinkenden Perle verbunden ist, so dass der Benutzer die Membran nicht weiter zusammendrücken kann, wenn die Membran geschlossen ist, da dies zu einem Überdruck der Membran führen kann (Problem 8). Der Ventilschaft verfügt über eine Positionsanzeige (Problem 6). Diese beiden Funktionen sind praktisch für Benutzer. Zweitens ist die Ventilscheibe am unteren Ende des Ventilschaftes montiert. Zwischen der Ventilscheibe und der Fluorharzmembran ist ein elastisches Gummi vorgesehen. Dies kann die Probleme der ringförmigen Dichtheit (Problem 3), der Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4), der Verzerrung der Positionierung (Problem 7) und des Überdrucks der Membran (Problem 8) nur teilweise lösen. Die hohe Temperatur führt auch zum Versagen des elastischen Gummis. Das Problem der falschen Bedienung (Problem 9) und der Warnung bei einer Undichtigkeit (Problem 10) sind nicht beschrieben. Der Überdruck der Membran (Problem 8) wird durch den Stopper reduziert. Diese Referenz bezieht sich auf ein Metallventil. Der Körper des Fluorventils ist mit einer Metallstruktur ausgekleidet. Es eignet sich für hohe Betriebstemperaturen von 200°C (Problem 1) und kann das Problem des Kriechens des Fluor-Strukturkörpers stark reduzieren, wobei es ebenfalls für hohe Umgebungstemperaturen (Problem 2) geeignet ist. Für den hochfesten Einstellmechanismus des Metallschaftes muss keine Positionsverriegelung (Problem 5) vorgesehen werden. Dies ist der Vorteil des Membranventils aus Fluorharz, das mit einer Metallstruktur ausgekleidet ist. Das Ventil ist bei einer hohen Betriebstemperatur von 200°C ohne konstruktive Maßnahmen zur Kühlung einsetzbar (Problem 1). Das Membranventil, das vollständig aus Fluorharz besteht, kann diese Funktion jedoch nicht ohne Weiteres erfüllen und bedarf weiterer Überlegungen.
Referenz 7
Das chinesische Patent Nr. CN207906557U aus dem Jahr 2018 offenbart ein Hochtemperaturventil, das eine bewegliche Muffe verwendet, um ein leckfreies Membranventil zu konstruieren, das den ersten Typ von manuellen Metallventilen darstellt. Der Aufbau dieser Referenz ist ein manuelles Membranventil, das für Anwendungen bei Hochtemperaturen und unter Hochdruck geeignet ist, wobei der Öffnungsgrad der Membran mit einem Einstellhebel eingestellt werden kann. In dieser Referenz wird jedoch nicht angegeben, ob der Ventilkörper aus Metall besteht. Es wird erwähnt, dass der Betriebsdruck des Membranventils <10 bar beträgt. Diese Situation bezieht sich meist auf Metallventile, wobei Membranventile aus Fluorharz aufgrund von Beschränkungen hinsichtlich des Materials nicht realisiert werden können. Bei dieser Referenz kann der maximale Nenndruck PN63 erreichen, wobei die maximale Temperatur <=200°C beträgt. Die Druckbeständigkeit ist fünfmal höher als die des Standes der Technik und ohne jegliche Kühlung, was auch die Eigenschaft von Metallventilen ist. Die Besonderheit dieser Referenz besteht darin, dass mehrere Stützmanschetten, die miteinander verbunden sind, oberhalb der Membran und im Inneren des Ventildeckels angebracht sind. Unter hohem Druck werden die Stützmanschetten nach oben bewegt und passen sich der verformten Form der Membran an, um die Druckbelastbarkeit der Membran zu verbessern. Die Stützmanschetten sind besser geeignet für die Verwendung von hitze- und korrosionsbeständigen Kunststoffen. In dieser Referenz wird nicht angegeben, ob die oben genannte Höchsttemperatur und der Höchstdruck gleichzeitig erreicht werden. Da die gleichen Bedingungen erfüllt sind, muss es sich um eine Metallstruktur handeln. Die Fluorharzstruktur kann diese Betriebsbedingungen nicht gleichzeitig erfüllen. Diese Referenz bezieht sich auf ein Metallventil, das für hohe Betriebstemperaturen von 200°C geeignet ist (Problem 1). Die Einschränkung sollte durch das Material der Membran verursacht werden, wobei diese für hohe Umgebungstemperaturen (Problem 2) geeignet ist. Die Stützmanschetten dieser Referenz kann die Probleme der ringförmigen Dichtheit (Problem 3), der Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4), der Verzerrung der Positionierung (Problem 7) und des Überdrucks der Membran (Problem 8) lösen. In dieser Referenz wird jedoch die Positionsverriegelung (Problem 5) nicht erwähnt. Wenn es sich um ein Metallventil handelt, kann dieses Problem umgangen werden. Diese Referenz schlägt eine Warnung einer Undichtigkeit (Problem 10) vor, wobei die Positionsanzeige (Problem 6) nur durch einen Einstellhebel ersetzt werden kann, der eine falsche Bedienung nicht verhindert (Problem 9).
Referenz 8
Das US-Patent Nr. US5377956A aus dem Jahr 1995 offenbart ein Membranventil, das den ersten Typ eines manuellen Metallventils darstellt. Der Aufbau dieser Referenz eignet sich für manuelle Ventile, die mit Metall ausgekleidet sind und die den Öffnungsgrad der Membran einstellen können und das Problem des Überdrucks der Membran verhindern (Problem 7).
Eine Mutter, die sich mit dem Handrad bewegt, ist auf dem Außengewinde des Ventilschafts angebracht. Die Oberseite der Innenseite eines Schaftlochs der Mutter stößt an den oberen Rand des Ventilkörpers. Der Außenrand der Mutter weist eine axiale Verzahnung (Polygonzähne) auf, die mit einer Verzahnung (Polygonzähne) auf der Innenseite des Axialzylinders unter einem Handrad gekoppelt wird, d.h. beim Drehen des Handrads bewegt sich die Mutter synchron mit der Drehung des Ventilschaftes auf und ab. In der Mitte weist das Handrad ein Quadratloch auf, das mit dem Endstück des Ventilschaftes verbunden ist, so dass das Handrad mit einem Sicherungsbolzen am Endstück des Ventilschaftes befestigt ist. Beim manuellen Öffnen des Ventils wird der Ventilschaft mit dem Handrad in die gewünschte Öffnungsposition gedreht. Wenn das manuelle Ventil vollständig geschlossen ist, wird das Handrad gedreht, bis die Mutter an der Oberkante des Ventilkörpers anliegt. Dadurch kann das Problem des Überdrucks der Membran (Problem 7) vermieden werden. Zum Einstellen des Öffnungsgrades der Membran wird der Sicherungsbolzen gelöst, um das Handrad zu entfernen, wobei die Position des Ventilschaftes neu eingestellt wird. Die Position der Mutter wird bis zur Oberkante des oberen Ventilkörpers gesenkt, wonach das Handrad montiert wird. Die Eigenschaft der Synchronisation des Handrads und der Mutter kann das Schließen des Ventils verhindern und den Öffnungsgrad des Ventils aufrechterhalten. Diese Referenz bezieht sich auf das mit Metall ausgekleidete Ventil und erwähnt nicht die Betriebstemperatur (Problem 1), die Umgebungstemperatur (Problem 2), die ringförmige Dichtheit (Problem 3), die Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4), die Positionsanzeige (Problem 6), die Verzerrung der Positionierung (Problem 7), die falsche Bedienung (Problem 9) und die Warnung einer Undichtigkeit (Problem 10). Diese Referenz verwendet die Mutter, die mit dem Handrad bewegt wird, um die Probleme der Positionsverriegelung (Problem 5), des Überdrucks der Membran (Problem 8) zu überwinden. Die Positionsverriegelung (Problem 5) kann nur nach unten gesperrt werden, jedoch nicht nach oben. Diese Ausführung kann zugelassen werden, wenn es sich um ein Metallventil handelt. Wenn das manuelle Ventil Druckwellen in der Leitung ausgesetzt ist, wird der Ventilschaft beschädigt (Problem 4). Außerdem muss das Handrad bei der Einstellung des Öffnungsgrads der Membran entfernt werden. Die Bedienung erweist sich als unpraktisch.
Referenz 9
Das US-Patent Nr. US2012056120A1 aus dem Jahr 2012 offenbart ein Membranventil, wobei diese Erfindung ebenfalls in der CN102388248B von 2014 mit dem Titel „Membranventil“ veröffentlicht ist. Dies stellt den zweiten Typen der Übertragung dar, die über zwei Funktionen verfügt: eine Positioniermutter und ein Ventilschaft mit Verdrehsicherung. Für die Übertragung des Ventilschaftes werden fünf Teile verwendet: ein Handrad, eine Positioniermutter, eine Stützplatte (Druckelement), ein Stift und eine Überwurfmutter.
Thermische Isolierung: Für die interne Kühlung ist keine thermische Isolierung vorgesehen. Es kann die Anforderungen an einen Betrieb bei Hochtemperaturen nicht erfüllen.
Dichtungsmechanismus: Das Außengehäuse des oberen Ventildeckels (der obere Teil des Gehäuses) kann fest auf der externen Ringfläche des Ventilkörpers (Aufnahmebereich) befestigt werden. Das Außengehäuse drückt das Innengehäuse nach unten, so dass die Membran durch die Unterkante des Innengehäuses gegen den Boden des Aufnahmebereichs gedrückt wird. Diese Referenz hat eine C-förmige Spannstruktur. Diese C-förmige Spannstruktur besteht aus einem Spannteil, einem Tragarm und einem Unterbau. Das Krafteinleitungselement ist ein Innengehäuse. Das Innengehäuse ist durch ein Außengehäuse fest in einem Aufnahmebereich eines Gehäuses befestigt. Der Tragarm ist der Aufnahmebereich des Ventilkörpers. Der Unterbau der C-förmigen Spannstruktur hat keine starre Stütze und ist eine sehr dicke Struktur ohne thermische Isolierung. Er kann nicht bei einer Temperatur von 200°C ohne Gaskühlung betrieben werden. Einstellmechanismus: Keine Lösungen für die Positionsverriegelung (Problem 5) und die Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4). Das Handrad verfügt über eine Keilhülse, die mit der Positioniermutter verbunden ist. Die Verdrehsicherung des Ventilschaftes ergibt sich aus der axialen Bewegung der Trägerscheibe (Druckglied) und sorgt gleichzeitig für die Verdrehsicherung der Membran. An der Rückseite der Membran ist eine Gummiunterlage vorgesehen, so dass die Membran direkt mit dem Innengehäuse gedrückt werden kann.
Diese Referenz weist drei Merkmale auf. Das Hauptmerkmal zeichnet sich dadurch aus, dass der Strömungskanal eine glatte Querschnittsfläche aufweist. Der Strömungskanal zwischen dem Einlass und dem Auslass weist einen elliptischen Querschnitt mit gleicher Fläche auf und geht fließend in den kreisförmigen Querschnitt des Einlasses und des Auslasses über. Zweitens bestehen der Dichtungsmechanismus und die obere Ventilabdeckung (der obere Teil des Gehäuses) aus einem Außengehäuse und einem Innengehäuse.
Dichtungsmechanismus: Das Außengehäuse ist fest auf der externen Ringfläche des Ventilkörpers (Aufnahmebereich) befestigt. Das Außengehäuse drückt das Innengehäuse nach unten, so dass die Membran durch die Unterkante des Innengehäuses gegen den Boden des Aufnahmebereichs gedrückt wird. Die interne Ringfläche des Aufnahmebereichs weist mehrere axiale Rillen auf, die mit mehreren axialen Vorsprüngen auf der externen Ringfläche des Innengehäuses gekoppelt werden. Beim Festziehen des Außengehäuses wird das Innengehäuse nicht gedreht und dichtet die Membran gut ab. Dies ist eine gute Lösung für die ringförmige Dichtheit (Problem 3). Der Unterbau der C-förmigen Spannstruktur verfügt jedoch über keine starre Halterung, sie weist eine dicke Struktur auf und zudem fehlt eine Struktur zur Beschränkung der Wärmeübertragung und eine Struktur zur Wärmeableitung. Drittens, der Überdruck der Membran (Problem 8). Das Handrad ist an der Positioniermutter befestigt, um sich zu drehen. Ein Ende des mit der Membran gekoppelten Ventilschaftes ist mit einem Stift an einer Überwurfmutter befestigt. Eine Befestigungsmutter der Membran ist in der Überwurfmutter installiert. Die Befestigungsmutter verfügt über einen axialen Bewegungsraum. Wenn der Ventilschaft die Membran festzieht, kann der axiale Bewegungsraum den Überdruck der Membran (Problem 8) reduzieren. In dieser Referenz ist das Problem der Betriebstemperatur (Problem 1), der Umgebungstemperatur (Problem 2), der Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4), der Positionsverriegelung (Problem 5), der Positionsanzeige (Problem 6), der Verzerrung der Positionierung (Problem 7), der falschen Bedienung (Problem 9) und der Warnung einer Undichtigkeit (Problem 10) nicht beschrieben. Diese Referenz kann nur bei niedrigen Temperaturen verwendet werden und erfüllt nicht alle neuen Anforderungen an den Betrieb bei Hochtemperaturen.
Referenz 10
Das japanische Patent Nr. JP2012189088A aus dem Jahr 2012 offenbart ein manuelles Ventil, das den zweiten Typ der Übertragung darstellt und zwei Funktionen aufweist: eine Positioniermutter und einen Ventilschaft mit einer Verdrehsicherung. Für die Übertragung des Ventilschaftes werden fünf Teile verwendet: ein Handrad, eine Positioniermutter, ein Bolzen, eine Schafthülse und ein Stift.
Thermische Isolierung: Für die interne Kühlung ist keine thermische Isolierung vorgesehen. Es kann die Anforderungen an einen Betrieb bei Hochtemperaturen nicht erfüllen.
Dichtungsmechanismus: Die Innenseite des oberen Ventildeckels enthält eine Gleitmutter und eine Führungsstange, die in vertikaler Richtung angeordnet sind. Der obere Ventildeckel ist fest an der internen Ringfläche der Öffnungsseite des Ventilkörpers befestigt, der Boden der Öffnungsseite ist die Ventilkammer, während die Positioniermutter nach unten festgezogen und die Schafthülse festgezogen werden. Die Schafthülse ist mit einem Stift am Pumpengehäuse befestigt. Die Membran wird durch die Unterkante der Schafthülse direkt gegen den unteren Bereich der Ventilkammer des Ventilkörpers gedrückt. Diese Referenz verfügt über eine C-förmige Spannstruktur. Die C-förmige Spannstruktur besteht aus einem Spannteil, einem Tragarm und einem Unterbau. Das Krafteinleitungselement ist ein hohler Führungspfosten. Der Führungspfosten ist fest mit einem Außengehäuse in einem Aufnahmebereich eines Pumpengehäuses befestigt. Der Tragarm ist der Aufnahmebereich des Ventilkörpers. Der Unterbau der C-förmigen Spannstruktur verfügt jedoch über keine starre Halterung, sie weist eine dicke Struktur auf, es fehlt an einer Struktur zur Beschränkung der Wärmeübertragung und einer Struktur zur Wärmeableitung und zudem ist keine thermische Isolierung vorgesehen. Er kann nicht bei einer Temperatur von 200°C ohne Gaskühlung betrieben werden.
Einstellmechanismus: Mit Positionsverriegelung (Problem 5). Das Handrad und die Positioniermutter sind mit einer Schraube befestigt. Bei einer Kunststoffstruktur können sich die Teile jedoch leicht lösen oder leicht beschädigt werden. Der Ventilschaft wird auch nach längerem Gebrauch beschädigt (Problem 4). Die Verdrehsicherung der Membran erfolgt über die Führungsstange. Diese Referenz weist sich durch drei Merkmale aus. Das Hauptmerkmal ist der Überdruck der Membran (Problem 8). Der manuelle Mechanismus ist im oberen Ventildeckel montiert. Ein Anschlagring ist auf der Struktur des Ventilschaftes angebracht, um einen unter Druck stehenden O-Ring, der oben auf der Schafthülse befestigt ist, festzuziehen. Wenn der Ventilschaft zum Schließen des Ventils nach unten bewegt wird, drückt der Anschlagring zunächst den O-Ring zusammen. Dies kann das Problem des Überdrucks der Membran (Problem 8) lösen, der durch ein zu hohes Drehmoment auf das Ventil verursacht wird. Zweitens weist der Dichtungsmechanismus an der Öffnungsseite des Ventilkörpers den oberen Ventildeckel, die Positioniermutter und die Schafthülse auf. Die Membran kann angezogen werden, wenn der obere Ventildeckel sicher befestigt ist. Er hat eine dicke Struktur, wobei jedoch keine Struktur zur Begrenzung der Wärmeübertragung und keine Struktur zur Wärmeableitung vorgesehen ist. Drittens ist das Einstellhandrad dieser Referenz mit der Positioniermutter verschraubt, wobei die Positioniermutter gedreht werden kann. Wenn der richtige Öffnungsgrad eingestellt ist, kann die Positioniermutter mit einer Schraube auf dem oberen Ventildeckel festgezogen werden. Das Endstück des Ventilschafts verfügt über eine Positionsanzeige (Problem 6). Der Ventilschaft kann eine Positionsverriegelung (Problem 5) ermöglichen. Es kommt zu keiner Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4) und zu keiner falschen Bedienung (Problem 9). Bei langfristiger Verwendung treten jedoch aufgrund von Materialproblemen noch weiterhin Probleme mit der Positionsverriegelung (Problem 5) und der Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4) auf. In dieser Referenz werden die Probleme der Betriebstemperatur (Problem 1), der Umgebungstemperatur (Problem 2), der Verzerrung der Positionierung (Problem 7) und der Warnung einer Undichtigkeit (Problem 10) nicht beschrieben. Diese Referenz kann nicht alle neuen Anforderungen an einen Betrieb bei Hochtemperaturen erfüllen. Das japanische Patent Nr. JP2020037970A aus dem Jahr 2020 offenbart eine Abdeckung zum Schutz vor falschen Bedienungen und ein manuelles Ventil mit einer Abdeckung zum Schutz vor falschen Bedienungen. Die Vorrichtung zur Verhinderung von falschen Bedienungen (Problem 9) besteht aus drei Teilen, nämlich einem Befestigungsring, einer Schutzabdeckung und einem Erfassungsbereich. In dieser Referenz wird das Problem der Betriebstemperatur (Problem 1), der Umgebungstemperatur (Problem 2), der Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4), der Positionsanzeige (Problem 6), der Verzerrung der Positionierung (Problem 7) und der Warnung einer Undichtigkeit (Problem 10) nicht beschrieben. Diese Referenz kann nicht alle neuen Anforderungen an einen Betrieb bei Hochtemperaturen erfüllen.
Was die Lösungen der oben genannten zehn Referenzen betrifft, so schlägt nur die erste Referenz eine Hochtemperatur-Isolationslösung vor, die übrigen Referenzen schlagen Teillösungen bei Raumtemperatur vor, d.h. keine Referenz erfüllt die Kernanforderungen an manuelle Ventile, die den Problemen 1 bis 5 Rechnung tragen. Die Probleme 1 bis 3 sind nicht gelöst. Der Tragarm der C-förmigen Spannstruktur von Referenz 1 weist keine unzureichende Festigkeit auf. Der Unterbau der C-förmigen Spannstruktur von Referenz 9 und Referenz 10 weist keinen festen Halt auf, ist sehr dick und es ist auch keine thermische Isolierung vorgesehen. Keine dieser drei Referenzen erfüllt die Anforderungen bei einer Betriebstemperatur von 200°C ohne Gaskühlung. Die Positionsanzeige (Problem 6) ist eine gängige Praxis. Bei den Referenz 9 und Referenz 10 fehlt ein besserer Mechanismus, der gleichzeitig die Probleme der Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4) und der Positionsverriegelung (Problem 5) überwindet, indem nur ein Bolzen für die Verriegelungsfunktion verwendet wird. Der Einbau einer Feder auf dem Ventilschaft oder das Hinzufügen eines Gummielements auf der nicht flüssigkeitsberührenden Seite der Membran kann zwar das Problem des Überdrucks der Membran (Problem 8) lösen, wobei jedoch nicht angegeben wird, ob es einerseits für den Einsatz bei einer hohen Betriebstemperatur von 200°C geeignet ist und andererseits bietet es keine bessere Lösung für die Positionsverriegelung (Problem 5) und die Verzerrung der Positionierung (Problem 7). Gummimaterial kann bei einer hohen Temperatur von 200°C nicht verwendet werden. Wenn das elastische Metallmaterial direkt auf der nicht flüssigkeitsberührenden Seite der Membran in einem hochreinen Prozess verwendet wird, besteht die Gefahr einer Kontamination durch Metall.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Eine Dichtungsstruktur der vorliegenden Erfindung muss die folgenden Prüfbedingungen erfüllen, um die Anforderungen an die Betriebstemperatur (Problem 1), die Umgebungstemperatur (Problem 2), die ringförmige Dichtheit (Problem 3) usw. zu erfüllen.
Die Prüfanordnung umfasst nur die Anordnung, die eine Hochtemperatur- und Hochdruckprüfung erfordert, einschließlich eines Ventilkörpers, einer Membran, eines oberen Ventilkörpers, eines Dichtungsrings, eines Ventilschaftes usw., die nicht die Halterung einer oberen Ventilabdeckung umfasst. Die Temperatur beim Backen beträgt 200°C während einer Backzeit von >=6 Stunden. Wenn das geprüfte Fluorharzventil auf die normale Temperatur zurückkehrt, ohne dass die Verriegelung eingestellt wird, werden nur die erforderlichen Dichtungen wie Ein- und Auslassöffnungen für die Prüfung der Hochdruckdichtheit angewendet. Der Prüfdruck beträgt >=10 kg/cm² ohne Undichtigkeit.
Ein solches Backen ohne Wärmeableitung ist härter als die tatsächlichen Einsatzbedingungen und stellt die ringförmige Dichtheit (Problem 3) der Dichtungsstruktur vollständig auf die Probe. Das Kriechen des Aufbaus bei hohen Temperaturen kann zu einer Verformung der Dichtungsfläche führen und die Spannkraft verringern. Der Test kann einen normalen Betrieb bei ≤ 200° C ohne erzwungene Gaskühlung und einen hochzuverlässigen Betrieb bei ≤230° C gewährleisten, wenn eine erzwungene Gaskühlung vorgesehen ist (Problem 1), und er kann bei einer Umgebungstemperatur von 100°C der Umgebungstemperatur (Problem 2) betrieben werden, was bedeutet, dass der Dichtungsmechanismus das Problem der ringförmigen Dichtheit (Problem 3) vollständig löst.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Technologie von Referenz 1, dem Patent Nr. TW202010966 A aus dem Jahr 2020 mit dem Titel „Aufbau des Membranventils“ aus Taiwan, und verwendet die thermische Hochtemperatur-Isolationsmethode nach dem Stand der Technik, einschließlich der Methode zur Beschränkung der Wärmeübertragung und der Methode zur Wärmeableitung, um einen innovativen Dichtungsmechanismus und einen innovativen Einstellmechanismus zu entwickeln. Die Innovation des Dichtungsmechanismus besteht darin, die C-förmige Spannstruktur zu verstärken und eine Warnung einer Undichtigkeit (Problem 10) zu erzeugen, die für Pneumatik- und manuelle Ventile geeignet ist.
Ein Membranventil aus Fluorharz am Beispiel eines manuellen Ventils.
Das manuelle Ventil besteht aus einem Dichtungsmechanismus und einem Ventilteil, um eine Innovation vorzuschlagen und Lösungen für das Problem der Betriebstemperatur (Problem 1), der Umgebungstemperatur (Problem 2) und der ringförmigen Dichtheit (Problem 3) zu finden. Ein Aufbau eines Membranventils aus Fluorharz wird zum Befördern der Flüssigkeit bei 200°C ohne Zwangskühlung mit einem externen Gas verwendet. Die Unterschiede der Komponenten des Dichtungsmechanismus werden zwischen einem Grundmodus, einem ersten Implementierungsmodus, einem zweiten Implementierungsmodus, einem dritten Implementierungsmodus und einem vierten Implementierungsmodus unterschieden.
Im Grundmodus umfasst der Dichtungsmechanismus des Membranventils aus Fluorharz zugehörige Teile und Mechanismen eines Ventilteils. Der Ventilteil besteht aus einem Ventilkörper, einem Krafteinleitungselement, einem oberen Ventildeckel, einer Membran und einem Dichtungsring. Der Ventilkörper besteht aus einem Einlass, einem Auslass, einer Ventilkammer, einem ringförmigen Teil und einem quadratischen Teil. Der ringförmige Teil umfasst eine Dichtungsfläche, eine externe Ringfläche, einen minimalen Durchmesserbereich, eine interne Ringfläche und einen gerippten Plattenaufbau. Der ringförmige Teil ist eine schalenförmige Struktur mit einer Öffnung. Der Boden des ringförmigen Teils ist als Ventilkammer definiert. Die Öffnung wird mit dem oberen Ventildeckel geschlossen. Der obere Ventildeckel weist eine innere Aufnahmekammer, eine externe Ringfläche, eine Oberseite und ein Mittenloch auf.
Die Membran umfasst einen Peripherieteil, einen elastischen Teil und einen Mittenteil. Ein Ende des Ventilschaftes weist ein Befestigungsende auf, das den Mittenteil der Membran verriegeln kann.
Der Dichtungsmechanismus besteht aus dem ringförmigen Teil, dem gerippten Plattenaufbau, der Dichtungsfläche, der Membran, dem Dichtungsring, dem Krafteinleitungselement und einer Spannfläche. Die Spannfläche ist eine Strukturfläche des Krafteinleitungselements. Die Spannfläche befestigt den ringförmigen Teil an die Dichtungsfläche und bildet eine C-förmige Spannstruktur. Ein Spannteil der C-förmigen Spannstruktur umfasst das Krafteinleitungselement. Das Krafteinleitungselement ist fest am ringförmigen Teil befestigt. Ein Tragarm der C-förmigen Spannstruktur sorgt für die strukturelle Gesamtfestigkeit des ringförmigen Teils und des gerippten Plattenaufbaus. Ein Unterbau der C-förmigen Spannstruktur ist die Dichtungsfläche, die vom minimalen Durchmesserbereich, einer Seitenwand des Strömungskanals der Ventilkammer und vom gerippten Plattenaufbau getragen wird. Die Spannfläche wird durch festes Einrasten nach unten bewegt, so dass der Dichtungsring und die Membran durch die Spannfläche und die Dichtungsfläche festgeklemmt werden, um Undichtigkeiten zu verhindern.
Der Dichtungsring ist eine ringförmige Struktur mit annähernd rechteckigem Querschnitt und weist zwei Enden auf, die als ein kraftaufnehmendes Ende und ein Straffungsende definiert sind. Das Straffungsende ist ein stumpfer Winkel.
Der gerippte Plattenaufbau ist auf der externen Ringfläche des ringförmigen Teils angeordnet und ist eine ringförmige Gitterstruktur mit mehreren horizontalen Öffnungen. Der gerippte Plattenaufbau ist axial am quadratischen Teil befestigt, wobei dessen axiale Position die Struktur des minimalen Durchmesserbereichs, den Dichtungsring und die Spannfläche aufweist.
Beim Montieren der Membran in der Ventilkammer wird der Peripherieteil an der Dichtungsfläche befestigt. Der Spannring wird in der Spannrille des Krafteinleitungselements befestigt. Die Spannfläche übt eine Kraft F auf das kraftaufnehmende Ende aus, so dass das Straffungsende, das den stumpfen Winkel β aufweist, auf dem Peripherieteil festgezogen wird. Der stumpfe Winkel β liegt im Bereich von 110° ≤ β ≤ 150°. Beim Ausüben der Kraft F auf die Dichtungsfläche wird diese vom gerippten Plattenaufbau des ringförmigen Teils sowie vom quadratischen Teil und der Seitenwand des Strömungskanals der Ventilkammer getragen. Die Spannkraft F hat einen Krafteinleitungswinkel ε mit einer Normalen N einer Krafteinleitungsfläche des Peripherieteils. Der Krafteinleitungswinkel ε liegt im Bereich von 0°<ε < 15°.
Der gerippte Plattenaufbau ist eine ringförmige Gitterstruktur mit mehreren horizontalen Öffnungen. Der gerippte Plattenaufbau befindet sich an der externen Ringfläche des ringförmigen Teils. Eine Seite des gerippten Plattenaufbaus in axialer Richtung ist am quadratischen Teil befestigt, wobei die Verteilungsposition den minimalen Durchmesserbereich aufweist. Auf der anderen Seite des gerippten Plattenaufbaus in axialer Richtung ist der Dichtungsring vorgesehen. Der minimale Durchmesserbereich weist eine Einschränkung des Querschnitts für die Wärmeübertragung auf, um die Wärmeübertragung zu verringern.
Beim Ausdehnen und Verformen der Membran unter dem Druck der Rohrleitung wird der Peripherieteil mit einer Kraft beaufschlagt und gezogen, um eine Verschiebung zu erzeugen. Der Peripherieteil weist einen keilförmigen Querschnitt mit einer größeren Dicke auf dessen Außenseite und einer geringeren Dicke auf seiner Innenseite auf, die am elastischen Teil befestigt sind.
Der Peripherieteil weist obere und untere Seitenflächen auf. Die obere Seitenfläche ist als kraftaufnehmende Fläche und die untere Seitenfläche als Passfläche definiert. Die Passfläche und die kraftaufnehmende Fläche sind nicht ebene oder konische Flächen. Die Passfläche ist an der Dichtungsfläche des ringförmigen Teils befestigt. Die kraftaufnehmende Fläche wird mit dem Straffungsende des Dichtungsrings fest angedrückt. Die Dichtungsfläche kann eine konische oder ebene Fläche sein.
Im ersten Ausführungsbeispiel weist die externe Ringfläche des ringförmigen Teils ein externes Schraubengewinde auf. Die andere Seite des gerippten Plattenaufbaus in axialer Richtung ist am externen Schraubengewinde befestigt. Der obere Ventildeckel besteht aus einer inneren Aufnahmekammer, einer externen Ringfläche, einem internen Schraubengewinde, einer Oberseite, einem Schaftnabenteil und weist ein Mittenloch sowie eine gerippte Dichtungsplatte auf. Das Krafteinleitungselement ist die gerippte Dichtungsplatte. Die gerippte Dichtungsplatte ist zwischen dem Schaftnabenteil und dem internen Schraubengewinde angeordnet. Zwischen der ringförmigen gerippten Dichtungsplatte und dem internen Schraubengewinde ist eine Gewinderille gebildet. Eine Schaftnabenrille ist zwischen dem Schaftnabenteil und der ringförmigen gerippten Dichtungsplatte gebildet. Ein unteres Ende der ringförmigen gerippten Dichtungsplatte weist eine ringförmige Spannrille auf. Eine Öffnung der Rille ist gegenüber dem internen Schraubengewinde gebildet und nach unten gerichtet. Die Spannfläche ist an einem oberen Boden der Spannrille vorgesehen. Der Dichtungsring wird in der ringförmigen Spannrille befestigt. Mehrere Radialrippen sind zwischen dem Schaftnabenteil und der ringförmigen gerippten Dichtungsplatte gebildet, um eine Festigkeit der gerippten Dichtungsplatte zu verbessern und die vom Ventilschaft übertragene Wärme zu isolieren. Wenn der obere Ventildeckel mit dem ringförmigen Teil fest verschlossen ist, ist die Struktur des ringförmigen Teils in die Gewinderille eingebettet. Die externe Ringfläche der gerippten Dichtungsplatte weist mehrere konvexe Längsrippen auf. Die mehreren konvexen Längsrippen grenzen an die interne Ringfläche des ringförmigen Teils an, um die Festigkeit des Aufbaus zu gewährleisten und die vom Peripherieteil der Membran übertragene Wärme zu isolieren.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist das Krafteinleitungselement ein oberer Ventilkörper. Der obere Ventilkörper enthält ein Sicherungsgewinde, ein Schaftloch, eine oder mehrere ringförmige Rillen, mehrere gerippten Rillenplatten, eine Membrankammer und eine Spannrille. Die Spannrille weist eine Spannfläche auf. Die interne Ringfläche des ringförmigen Teils ist mit einem internen Schraubengewinde versehen. Das Sicherungsgewinde ist fest mit dem internen Schraubengewinde verschraubt. Der obere Ventilkörper ist fest mit dem internen Schraubengewinde verschraubt. Der Dichtungsring ist in der Spannrille befestigt. Eine axiale Verteilungsposition des gerippten Plattenaufbaus enthält den minimalen Durchmesserbereich und mehrere Schraubgewinde des externen Schraubengewindes.
Im dritten Ausführungsbeispiel, das auf dem zweiten Ausführungsbeispiel basiert, ist das Krafteinleitungselement ein oberer Ventilkörper. Die externe Ringfläche des ringförmigen Teils weist ein externes Schraubengewinde auf. Mehrere Schraubengewinde des internen Schraubengewindes und des externen Schraubengewindes sind in der axialen Position überlappt. Das externe Schraubengewinde wird mit dem gerippten Plattenaufbau befestigt. Die obere Ventildeckel weist ein internes Schraubengewinde auf, das mit dem externen Schraubengewinde des ringförmigen Teils verschraubt und mit diesem in Eingriff ist. Die axiale Position des internen Schraubengewindes des ringförmigen Teils wird durch die axiale Länge des externen Schraubengewindes und des gerippten Plattenaufbaus begrenzt. Wenn der obere Ventildeckel fest mit dem externen Schraubengewinde verschraubt ist, überlappen sich mehrere in axialer Richtung des internen Schraubengewindes verteilte Schraubengewinde des oberen Ventildeckels und das Sicherungsgewinde des oberen Ventilkörpers.
Im vierten Ausführungsbeispiel, das auf dem zweiten Ausführungsbeispiel basiert, ist das Krafteinleitungselement ein oberer Ventilkörper. Die axiale Verteilung des gerippten Plattenaufbaus enthält die axiale Verteilungsposition des internen Schraubengewindes des ringförmigen Teils. Die externe Ringfläche des oberen Ventildeckel weist mehrere beabstandete ringförmige gerippte Platten auf.
Was die Wirkung des Dichtungsmechanismus betrifft, wird der Dichtungsring bei dessen Festziehen durch eine Kraft verformt und übt eine Reaktionskraft auf die gerippte Dichtungsplatte und den ringförmigen Teil in die entgegengesetzte Richtung aus. Der gerippte Plattenaufbau trägt die oben genannte Reaktionskraft und dient als Stütze für die ringförmige Struktur. Die ringförmige gerippte Platte des gerippten Plattenaufbaus ist eine dickwandige Struktur mit einem großen Außendurchmesser anstelle des dicken ringförmigen Teils, das heißt, der Tragarm der C-förmigen Spannstruktur bietet eine Gesamtfestigkeit des Aufbaus. Der Krafteinleitungswinkel ε der Kraft F des Dichtungsrings kann die Bewegung des Materials des Peripherieteils der Membran blockieren. Die Position des Dichtungsrings ist weit vom Wärmequellenbereich entfernt und wird durch das Verfahren der thermischen Isolation geschützt. Bei einem Transport einer Flüssigkeit mit Hochtemperatur in einer Hochtemperaturumgebung wird die Struktur des Dichtungsmechanismus vollständig unterstützt, um das Kriechrisiko zu verringern und strenge Tests bestehen zu können.
Die Innovation des Einstellmechanismus besteht darin, dass die Übertragung des Ventilschaftes im Gegensatz zu fünf Teilen wie im Stand der Technik nur drei Teile verwendet. Dies kann die Struktur erheblich vereinfachen und die Herstellungskosten senken. Außerdem kann das Probleme der Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4) und der Positionsverriegelung (Problem 5) weiter gelöst werden. Weiter wird eine Lösung für das Problem der Positionsanzeige (Problem 6), der Verzerrung der Positionierung (Problem 7), des Überdrucks der Membran (Problem 8) und des falschen Betriebs (Problem 9) gefunden, die auf hohle Ventilschäfte und feste Ventilschäfte anwendbar ist.
Der Einstellmechanismus ist an der Oberseite des oberen Ventildeckels befestigt, einschließlich des Ventilschaftes, eines Verstellsitzes, eines C-förmigen Halterings, eines Stellrades, eines Verschiebungsanzeigers, einer Montageeinheit für Positioniermuttern, einer Montageeinheit für Sicherungsmuttern und einer Sicherheitsabdeckung.
Das Stellrad umfasst einen Oberteil, eine externe Ringfläche, eine interne Ringfläche und eine Nabe.
Der C-förmige Haltering weist eine externe Ringoberfläche, ein Innendurchmesserloch, einen Öffnungsteil, eine Breite B und eine Dicke T auf. Zwei Enden des Öffnungsteils weisen ein Paar Werkzeuglöcher auf. Der Verstellsitz kann entweder in den oberen Ventildeckel integriert sein, oder der Verstellsitz und der obere Ventildeckel können Einzelteile sein, die mit Schrauben fest gesichert werden müssen. Im besten Ausführungsbeispiel sind sie Einzelteile und befinden sich über einem Anschlagpfosten in einer konzentrischen Position.
Die Montageeinheit für Positioniermuttern und die Montageeinheit für Sicherungsmuttern bestehen jeweils aus zwei Muttern.
Das Merkmal der Übertragung des Ventilschaftes ist nachstehend beschrieben.
Der Ventilschaft umfasst außerdem einen Schiebeteil, ein Stellschraubengewinde und ein Sicherungsgewinde.
Der Verstellsitz umfasst außerdem eine externe Ringnut, eine Werkzeugöffnung und ein Gleitloch.
Das Stellrad enthält außerdem eine interne Ringnut, ein Einstellgewindeloch und eine Werkzeugaufnahme.
Der C-förmige Haltering besteht aus einem Paar Anschlagpfosten an den beiden Enden des Öffnungsteils, die jeweils ein Werkzeugloch aufweisen. Die Innenseite des Anschlagpfostens befindet sich auf dem Innendurchmesser des Innendurchmesserlochs. Die radiale Dicke des Anschlagpfostens ist nicht größer als die Tiefe der Werkzeugaufnahme des Verstellsitzes.
Der C-förmige Haltering ist in einer Rille befestigt, die aus der externen Ringnut des Verstellsitzes und der internen Ringnut des Stellrades besteht. Der Außendurchmesser des C-förmigen Halterings ist kleiner als der Innendurchmesser der internen Ringnut. Der Innendurchmesser des C-förmigen Halterings ist größer als der Innendurchmesser der externe Ringnut. Der C-förmige Haltering ist so konfiguriert, dass das Stellrad axial an einer axialen Befestigungsposition auf dem Verstellsitz positioniert wird. Der Anschlagpfosten des C-förmigen Halterings ist in der Werkzeugaufnahme des Verstellsitzes angeordnet, um sicherzustellen, dass der C-förmige Haltering nicht mit dem Stellrad gedreht wird, um die Wartung zu erleichtern.
Der Schiebeteil des Ventilschaftes ist mit dem Gleitloch des Verstellsitzes gekoppelt, um eine Drehung des Ventilschaftes zu verhindern.
Das Stellschraubengewinde des Ventilschaftes ist mit dem Einstellgewindeloch der Nabe gekoppelt, während das Stellrad gedreht werden kann, um den Ventilschaft auf oder ab zu bewegen.
Das Einstellgewindeloch der Nabe des Stellrades ermöglicht mit dem C-förmigen Haltering ein Positionieren und Drehen. Das Gleitloch des Verstellsitzes verhindert ein Drehen des Ventilschafts. Zum Vervollständigen der Funktion des zweiten Typs der Übertragung des Ventilschaftes werden nur drei Teile verwendet.
Mit der Sicherung und Verriegelung des Ventilschaftes wird eine Beschädigung der Ventilschaftes (Problem 4) und eine Positionsverriegelung (Problem 5) verhindert. Die Merkmale des Patents sind:

Das Merkmal der Sicherung und Verriegelung des Ventilschaftes zur Vermeidung einer Beschädigung des Ventilschaftes (Problem 4) und der Positionsverriegelung (Problem 5) ist nachstehend beschrieben.

Der Verschiebungsanzeiger in Form eines torförmigen Streifens ist auf der Oberseite des Stellrades vorgesehen. Der Verschiebungsanzeiger weist einen Verschiebungsraum, eine Verschiebungsskala, zwei Befestigungslöcher und ein Mittenloch auf.
Die interne Ringnut und die externe Ringnut weisen dieselbe Nutbreite W und die Dicke T des C-förmigen Halterings auf. Die Nutbreite beträgt W - 0,0 mm>=T>= W -0,1 mm. Das Stellrad kann am Verstellsitz sanft gedreht werden.
Das Sicherungsgewinde des Ventilschaftes ragt durch das Einstellgewindeloch des Stellrades und durch das Mittenloch des Verschiebungsanzeigers.
Bei entsprechender Position des Öffnungsgrades des Ventils wird der Ventilschaft mit der Montageeinheit für Sicherungsmuttern fest am Verschiebungsanzeiger befestigt, so dass die vom Ventilschaft getragene Druckwelle der Leitung auf das Stellrad übertragen und durch den C-förmigen Haltering auf den Aufbau des Ventilkörpers übertragen wird, wodurch verhindert wird, dass das Stellschraubengewinde des Ventilschaftes durch die Druckwelle der Leitung beschädigt wird.
Das Merkmal der Positionierung und des Rücklaufs auf Null des Ventilschaftes zur Vermeidung von Verzerrungen der Positionierung (Problem 7) und des Überdrucks der Membran (Problem 8) ist nachstehend beschrieben.
Wenn die Membran ordnungsgemäß auf einem Ventilsitz der Ventilkammer arretiert ist, ist das Ventil zu diesem Zeitpunkt vollständig geschlossen, was dem Nullpunkt des Öffnungsgrades des Ventils entspricht. Die untere Mutter der Montageeinheit für Positioniermuttern wird eingestellt und an der Oberseite des Stellrades befestigt, während die Montageeinheit für Positioniermuttern am Ventilschaft befestigt wird, indem die obere Mutter festgezogen verriegelt wird. Die mittlere von zwei Muttern der Montageeinheit für Positioniermuttern dient als Referenzebene für die Positionsanzeige, die dem Nullpunkt der Verschiebungsskala entspricht. Wenn das Ventil geschlossen ist, bewegt sich der Ventilschaft nach unten, während die Montageeinheit für Positioniermuttern an der Oberseite des Stellrades befestigt wird, um zu verhindern, dass der Ventilschaft weiter nach unten bewegt wird und einen Überdruck der Membran verursacht. Das Merkmal der Positionsanzeige des Ventilschaftes (Problem 6) ist nachstehend beschrieben.
Der Verschiebunganzeiger enthält eine Verschiebungsskala zum Ablesen der Position des Öffnungsgrades des Ventils. Die auf Null gestellte Verbindungslinie zwischen den beiden Muttern der Montageeinheit für Positioniermuttern wird als Indikator verwendet, wobei der der Verschiebungsskala entsprechende Messwert der Öffnungsgrad des Ventils ist.
Ein weiteres Merkmal der Positionsanzeige des Ventilschaftes (Problem 6) ist nachstehend beschrieben.
Der Verschiebungsanzeiger weist einen Verschiebungsraum, zwei Befestigungslöcher, ein Mittenloch, eine Anschlagschraube und eine Montage von Sicherungsmuttern auf.
Die Verschiebungsanzeiger ist auf der Oberseite des oberen Ventildeckels des Pneumatikventils vorgesehen. Das Sicherungsgewinde des Ventilschaftes ragt durch ein Mittenloch des oberen Ventildeckels und befindet sich im Verschiebungsraum des Verschiebungsanzeigers. Eine Anschlagschraube und die Montageeinheit für Sicherungsmuttern sind im Mittenloch des Verschiebungsanzeigers montiert. Die Höhe des Endstücks der Anschlagschraube wird eingestellt, wobei die Montageeinheit für Sicherungsmuttern verriegelt wird. Beim Öffnen des Ventils stößt das Endstück der Anschlagschraube an das Endstück des Ventilschaftes an. Beim Aktivieren des Pneumatikventils wird der Öffnungsgrad des Ventils auf die Position der Anschlagschraube begrenzt.
Das Merkmal zur Vermeidung einer falschen Bedienung (Problem 9) des Ventilschaftes ist nachstehend beschrieben.
Die Sicherheitsabdeckung weist eine innere Aufnahmekammer, eine Befestigungsseite, eine Sicherungsrippe und ein Verriegelungsloch auf. Die Befestigungsseite der Sicherheitsabdeckung kann am Sicherheitssitz des Verschiebungsanzeigers montiert werden. Die innere Aufnahmekammer der Sicherheitsabdeckung deckt den gesamten Verschiebungsanzeiger ab, so dass die Sicherungsrippe der Sicherheitsabdeckung zusammen mit der Sicherungsrippe des Verschiebungsanzeiger funktionieren kann, während die beiden miteinander verbundenen Verriegelungslöcher mit einem Schloss verriegelt sind, das nur mit einem Schlüssel geöffnet werden kann, um Fehlbedienungen durch eine nicht sachverständige Person zu verhindern. Obwohl das Stellrad nicht abgedeckt ist, werden der Ventilschaft und der Verschiebungsanzeiger mit der Montageeinheit für Sicherungsmuttern fest miteinander verriegelt. Zu diesem Zeitpunkt kann das Stellrad nicht betätigt werden.
Ein Aufbau eines Membranventils aus Fluorharz weist einen Kühlgas-Strömungskanal auf. Der Kühlgas-Strömungskanal umfasst einen Ventilkörper, eine Membran, einen Dichtungsring und einen Ventilschaft. Das Merkmal des Kühlgas-Strömungskanals ist nachstehend beschrieben. Der Ventilschaft ist ein Hohlschaft und umfasst ein Befestigungsende, eine hohle Schaftstange und mehrere Gasführungslöcher. Der Ventilkörper besteht aus einem ringförmigen Teil, der eine oder mehrere Kühlgasöffnungen aufweist, um ein externes Kühlgas durch eine oder mehrere Rohrverbindungen einzuleiten. Das Kühlgas strömt durch eine ringförmige Kühlgasrille, die auf der Innenseite des ringförmigen Teils gebildet ist, durch mehrere Kühlgasführungslöcher, die auf dem Dichtungsring gebildet sind, durch einen Membranraum auf der Seite der Membrankammer, die nicht mit Flüssigkeit in Berührung kommt, und durch mehrere Entlüftungslöcher, die auf dem Befestigungsende des Ventilschafts vorgesehen sind, zu einem Achsenloch, wonach das Kühlgas aus der Rohrverbindung oder dem Achsloch abgeleitet wird. Die Methode zum Auffangen der Dämpfe der ausgetretenen Flüssigkeit als Warnung einer Undichtigkeit (Problem 10) besteht darin, ein Sammelrohr-Erkennungssystem vom Kühlgasloch aus anzuschließen oder ein Sammelrohr vom hinteren Ende des Ventilschafts zur Erkennung anzuschließen, das auch die Anforderungen der Betriebstemperatur erfüllt (Problem 1).
Figurenliste

1A zeigt eine detaillierte schematische Ansicht des Dichtungsmechanismus des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung;
1B zeigt eine schematische Ansicht der Membran des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
1C zeigt eine schematische Ansicht des Dichtungsrings des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
1D zeigt eine schematische Ansicht der Dichtungsfläche und des Krafteinleitungswinkels des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
1E zeigt eine schematische Ansicht einer C-förmigen Spannvorrichtung des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2A zeigt eine detaillierte schematische Ansicht der manuellen Verstelleinrichtung des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (der Verstellmechanismus ist ein separates Element);
2B zeigt eine Querschnittansicht den Ventilschaftes des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2B' zeigt eine perspektivische Ansicht des Ventilschaftes des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2C zeigt eine Querschnittansicht des Verstellsitzes des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2C' zeigt eine perspektivische Ansicht des Verstellsitzes des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2D zeigt eine Querschnittansicht des Stellrades des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2D' zeigt eine perspektivische Ansicht des Stellrades des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2E zeigt eine Draufsicht des C-förmigen Halterings des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2E' zeigt eine Querschnittansicht des C-förmigen Halterings des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2F zeigt eine schematische Ansicht des Verschiebungsanzeigers des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2G zeigt eine schematische Ansicht der Sicherheitsabdeckung des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3A zeigt eine schematische Ansicht des manuellen Ventils 1a zum Erhöhen der thermischen Isolation nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3B zeigt eine schematische Ansicht des Ventilkörpers und des ringförmigen Teils des manuellen Ventils 1a nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3C zeigt eine Querschnittansicht des oberen Ventildeckels des manuellen Ventils 1a nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3C' zeigt eine perspektivische Ansicht des oberen Ventildeckels des manuellen Ventils 1a nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4A zeigt eine schematische Ansicht des normalerweise geschlossenen pneumatischen Ventils 1d nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4B zeigt eine perspektivische schematische Schnittdarstellung des Ventilkörpers des normalerweise geschlossenen Pneumatikventils 1d nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4C zeigt eine Querschnittansicht des oberen Ventilkörpers des normalerweise geschlossenen Pneumatikventils 1d nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4C' zeigt eine perspektivische Ansicht des oberen Ventilkörpers des normalerweise geschlossenen Pneumatikventils 1d nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4D zeigt eine Querschnittansicht der Montage des Ventilschaftes des normalerweise geschlossenen Pneumatikventils 1d nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4D' zeigt eine perspektivische Ansicht der Montage des Ventilschaftes des normalerweise geschlossenen Pneumatikventils 1d nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4E zeigt eine schematische Ansicht des Dichtungsrings mit einer Rille des normalerweise geschlossenen Pneumatikventils 1d nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5A zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus des manuellen Membranventils 1b mit dem oberen Ventilkörper nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5B zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus des manuellen Membranventils 1c mit dem oberen Ventilkörper nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5C zeigt eine Querschnittansicht des oberen Ventildeckels und des Verstellsitzes des manuellen Membranventils mit dem oberen Ventilkörper nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5C' zeigt eine perspektivische Ansicht des oberen Ventildeckels und des Verstellsitzes des manuellen Membranventils mit dem oberen Ventilkörper nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5D zeigt eine schematische Ansicht des Fixierrings des manuellen Membranventils mit dem oberen Ventilkörper nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5E zeigt eine schematische Ansicht der Fixierschraubenhülse des manuellen Membranventils mit dem oberen Ventilkörper nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5F zeigt eine Querschnittansicht der Montage des Ventilschaftes des normalerweise geschlossenen Pneumatikventils 1d nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5F' zeigt eine perspektivische Ansicht der Montage des Ventilschaftes des normalerweise geschlossenen Pneumatikventils 1d nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5F'' zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Montage des Ventilschaftes des normalerweise geschlossenen Pneumatikventils 1d nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen, dass sämtliche Ventile des Membranventils nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offen sind;
7A zeigt eine schematische Ansicht des normalerweise offenen Pneumatikventils 1e zur Erhöhung der thermischen Isolation nach einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7B zeigt eine schematische Ansicht des Ventilkörpers des normalerweise offenen Pneumatikventils 1e zur Erhöhung der thermischen Isolation nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7C zeigt eine schematische Ansicht des oberen Ventildeckels des normalerweise offenen Pneumatikventils 1e zur Erhöhung der thermischen Isolation nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7D zeigt eine anisometrische Schnittdarstellung des normalerweise offenen Pneumatikventils 1e zur Erhöhung der thermischen Isolation nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt eine schematische Ansicht des Kühlgas-Strömungskanals des normalerweise offenen Pneumatikventils 1e zur Erhöhung der thermischen Isolation nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 9 zeigt eine schematische Ansicht eines manuellen Metallventils nach dem Stand der Technik.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend lediglich anhand eines Beispiels mit Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung zeigt am Beispiel eines manuellen Membranventils einen Dichtungsmechanismus 3 (siehe 1A) und einen Einstellmechanismus 7 (siehe 2A) eines manuellen Ventils 1a. In einem ersten Ausführungsbeispiel, das in 3A gezeigt ist, weist das manuelle Ventil 1a einen oberen Ventildeckel 6a auf. Am oberen Ventildeckel 6a ist eine gerippte Dichtungsplatte 66 befestigt. Die gerippte Dichtungsplatte 66 dient als Krafteinleitungselement 180 und verfügt über den Dichtungsmechanismus 3a. In einem zweiten Ausführungsbeispiel, das in 4A gezeigt ist, wird der Einstellmechanismus 7 zu einem Begrenzungsmechanismus modifiziert und auf ein normalerweise geschlossenes Pneumatikventil 1d angewendet. Das normalerweise geschlossene Pneumatikventil 1d weist einen Dichtungsmechanismus 3b und einen oberen Ventilkörper 32 auf. Der obere Ventilkörper 32 dient als Krafteinleitungselement 180A. Der Begrenzungsmechanismus umfasst einen Verschiebungsanzeiger 76, eine Anschlagschraube 70 und eine Sicherheitsabdeckung 79. In einem dritten Ausführungsbeispiel, die in 5A gezeigt ist, wird der unabhängige Einstellmechanismus 7 auf ein normalerweise geschlossenes Pneumatikventil 1b angewendet. Das normalerweise geschlossene Pneumatikventil 1b weist einen Dichtungsmechanismus 3b und einen oberen Ventilkörper 32 auf. Der obere Ventilkörper 32 dient als Krafteinleitungselement 180A. In einem vierten Ausführungsbeispiel, die in 5B gezeigt ist, ist der Einstellmechanismus 7 als normalerweise geschlossenes Pneumatikventil 1c im oberen Ventildeckel integriert. Ein fünftes Ausführungsbeispiel beschreibt einen verbesserten Mechanismus zur thermischen Isolation eines normalerweise offenen Pneumatikventils 1e. Das normalerweise offene Pneumatikventil 1e weist einen Dichtungsmechanismus 3b und einen oberen Ventilkörper 32 auf. Der obere Ventilkörper 32 dient als Krafteinleitungselement 180A. Ein sechstes Ausführungsbeispiel beschreibt einen Kühlgas-Strömungskanal 16. Die folgenden Ausführungsbeispiele sind detailliert beschrieben.
Alle Beschreibungen sind in der 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 2A, 2B, 2B', 2C, 2C', 2D, 2D', 2E, 2E', 2F, 2G, 3A, 3B, 3C, 3C', 4A, 4B, 4C, 4C', 4D, 4D', 4E, 5A, 5B, 5C, 5C', 5D, 5E, 5F, 5F', 5F'', 6, 7A, 7B, 7C, 7D, 8 und 9 zu finden.
Im Folgenden werden der Grundmodus und das erste Ausführungsbeispiel als Hauptbeispiel betrachtet, wobei verschiedene Ausführungsbeispiele des zweiten Ausführungsbeispiels, des dritten Ausführungsbeispiels und des vierten Ausführungsbeispiels dargestellt werden. Unterschiedliche Bezugsziffern stellen Anpassungen des Aufbaus dar. Zum Beispiel bedeutet der gerippte Plattenaufbau 244a/244b/244c, dass es drei Ausführungsbeispiele eines gerippten Plattenaufbaus 244 gibt, die mit den drei Bezugsziffern 244a, 244b, 244c gekennzeichnet sind und die alle den gleichen Effekt erzielen.
Für einen Dichtungsmechanismus 3a/3b sind nachstehend der Grundmodus und das erste Ausführungsbeispiel als Hauptbeispiel verwendet.
Wie in 1A dargestellt, besteht der Dichtungsmechanismus 3a/3b aus einer Membran 30, einem Dichtungsring 31, einer Spannfläche 327/662, einer Dichtungsfläche 240, einem ringförmigen Teil 24a/24b/24c und einem gerippten Plattenaufbau 244a/244b/244c. Der Dichtungsmechanismus 3a/3b basiert auf einem Ventilkörper 2a/2b/2c als Hauptstruktur. Der Ventilkörper 2a/2b/2c weist einen Einlass 21, einen Auslass 22, eine Ventilkammer 23, den ringförmigen Teil 24a/24b/24c und einen quadratischen Teil 25a/25b auf.
Der ringförmige Teil 24a/24b/24c ist eine schalenförmige Struktur mit einer Öffnung, wird mit einem oberen Ventildeckel 6a/6b/6c abgedichtet und umfasst die Dichtungsfläche 240, eine externe Ringfläche 245, einen minimalen Durchmesserbereich 241, die Ventilkammer 23 und den gerippten Plattenaufbau 244a/244b/244c. Die Dichtungsfläche 240 ist am Außenrand der Ventilkammer 23 gebildet. Ein quadratischer Teil 25a/25b ist unter der Ventilkammer 23 vorgesehen und mit der Ventilkammer 23 gekoppelt, um eine Stütze zu bilden. Der gerippte Plattenaufbau 244a/244b/244c ist an der externen Ringfläche 245 des ringförmigen Teils 24a/24b/24c vorgesehen. Der ringförmige Teil 24a/24b/24c weist außerdem ein oder mehrere Kühlgaslöcher 162 und eine Kühlgas-Ringnut 163 auf. Der obere Ventildeckel 6a/6b/6c weist eine innere Aufnahmekammer 61, eine externe Ringfläche 62, eine Oberseite 63, ein Mittenloch 64 und eine gerippte Dichtungsplatte 66 auf. Die Dichtungsfläche 662/327 ist vom Krafteinleitungselement 180, Teilen oder Strukturen anderer Ventilstrukturen abgeleitet. Das Krafteinleitungselement 180 ist zum Beispiel die gerippte Dichtungsplatte 66 oder ein oberer Ventilkörper 32. Diese Teile oder Strukturen werden fest mit dem ringförmigen Teil 24a/24b/24c gesichert.
Der gerippte Plattenaufbau 244a/244b/244c ist eine ringförmige Gitterstruktur mit mehreren horizontalen Öffnungen. Eine Seite des gerippten Plattenaufbaus 244a/244b/244c ist in axialer Richtung am quadratischen Teil 25a/25b befestigt, während die Verteilungsposition den minimalen Durchmesserbereich 241 aufweist. Die andere Seite des gerippten Plattenaufbaus 244a/244b/244c in axialer Richtung weist den Dichtungsring 31 auf.
Der gerippte Plattenaufbau 244a/244b/244c besteht aus einer oder mehreren beabstandeten ringförmigen gerippten Platten und mehreren beabstandeten vertikalen gerippten Platten. Die mehreren vertikalen gerippten Platten sind mit dem quadratischen Teil 25a/25b axial an allen ringförmigen gerippten Platten befestigt.
Die 1B zeigt, dass die Membran 30 aus einem Peripherieteil 301, einem elastischen Teil 302 und einem Mittenteil 303 besteht. Der Peripherieteil 301 weist obere und untere Seitenflächen auf. Die obere Seitenfläche ist als kraftaufnehmende Fläche 304 und die untere Seitenfläche als Passfläche 305 definiert.
Die 1C zeigt, dass der Dichtungsring 31 eine ringförmige Struktur mit annähernd rechteckigem Querschnitt ist und zwei Enden aufweist, die als ein kraftaufnehmendes Ende 314 und ein Straffungsende 315 definiert sind. Das Straffungsende 315 ist ein stumpfer Winkel β und beträgt im besten Ausführungsbeispiel 110° ≤ β ≤ 150°.
Die 1D zeigt, dass der Peripherieteil 301 mit einer Kraft beaufschlagt und gezogen wird, um eine Verschiebung zu erzeugen, wenn sich die Membran 30 unter dem Druck der Leitung ausdehnt und verformt. Der Peripherieteil 301 weist einen keilförmigen Querschnitt mit einer größeren Dicke auf seiner Außenseite und einer geringeren Dicke auf seiner Innenseite, die am elastischen Teil befestigt sind, auf. Der Peripherieteil 301 weist obere und untere Seitenflächen auf. Die obere Seitenfläche ist als kraftaufnehmende Fläche 304 und die untere Seitenfläche als Passfläche 305 definiert. Die Passfläche 305 und die kraftaufnehmende Fläche 304 sind keine ebene oder konische Flächen. Die Passfläche 305 ist an der Dichtungsfläche 240 des ringförmigen Teils 24a/24b/24c befestigt. Die kraftaufnehmende Fläche 304 wird durch das Straffungsende 315 des Dichtungsrings 31 fest angedrückt. Die Dichtungsfläche 240 kann eine konische oder ebene Fläche sein. Die 1D zeigt, dass die Spannfläche 662/327 als Krafteinleitungselement 180A dient, wobei das Krafteinleitungselement 180A der obere Ventilkörper 32 ist
Die 1A und 2B zeigen, dass der Ventilschaft 4a/4b/4c ein hohler Schaft mit einem Befestigungsende 41 und einer Schaftstange 42 ist. Das Befestigungsende 41 weist mehrere Gasführungslöcher 413 und ein Schraubenloch 411 auf. Das Befestigungsende 41 kann mit einer Schraube 414 und einer Mutter 412 montiert werden, um die Membran 30 sicher zu befestigen. Der Ventilschaft 4a/4b/4c und die Membran 30 können sich relativ zueinander drehen. Der Dichtungsring 31 ist auf dem Peripherieteil 301 der Membran angebracht. Die Membran 30 ist zusammen mit der Achse auf der Dichtungsfläche 240 des ringförmigen Teils 24a/24b/24c montiert. Die 1D zeigt, werden die Spannfläche 327/662 und das kraftaufnehmende Ende 314 im verriegelten Zustand geschoben, während eine Spannkraft F auf das kraftaufnehmende Ende 314 ausgeübt wird, so dass das Straffungsende 315 mit einem stumpfen Winkel β (siehe 1C) auf dem Peripherieteil 301 befestigt und festgezogen werden kann. Wenn die Dichtungsfläche 240 durch die Kraft F festgezogen wird, wird diese vom gerippten Plattenaufbau 244a/244b/244c des ringförmigen Teils 24a/24b/24c gestützt und vom quadratischen Teil 25a/25b und der Seitenwand des Strömungskanals der Ventilkammer 23 getragen. Die Spannkraft F hat einen Krafteinleitungswinkel ε mit der Normalen N des Peripherieteils 301 und der Krafteinleitungswinkel ε liegt im Bereich 0°<ε ≤ 15°. Der Dichtungsring 31 wird durch die Kraft verformt und übt eine Kraft auf den Peripherieteil 301 der Membran 30 aus. Gleichzeitig wird die Kraft ebenfalls auf die Dichtungsfläche 240, an der der Peripherieteil 301 befestigt ist, ausgeübt. Mit der Struktur des minimalen Durchmesserbereichs 241 und des quadratische Teils 25a/25b unterhalb der Dichtungsfläche 240 wird ebenfalls eine Stütze gebildet. Der minimale Durchmesserbereich 241 weist einen Bereich zum Einschränken der Wärmeübertragung auf, um die Wärmeübertragung zu verringern.
Die 1E zeigt, dass der ringförmige Teil 24a/24b/24c mit der Spannfläche 327/662 an die Dichtungsfläche 240 befestigt wird, um eine C-förmige Spannstruktur 18 zu bilden. Ein Spannteil 181 der C-förmigen Spannstruktur 18 besteht aus dem Krafteinleitungselement 180A. Die 1E zeigt, dass das Krafteinleitungselement 180A der obere Ventilkörper 32 ist, wobei das Krafteinleitungselement 180A fest am ringförmigen Teil 24a/24b/24c befestigt ist. Ein Tragarm 182 der C-förmigen Spannstruktur 18 sorgt für die strukturelle Gesamtfestigkeit des ringförmigen Teils 24a/24b/24c und des gerippten Plattenaufbaus 244a/244b/244c. Ein Unterbau 183 der C-förmigen Spannstruktur 18 ist die Dichtungsfläche 240, die vom minimalen Durchmesserbereich 241, von der Seitenwand des Strömungskanals der Ventilkammer 23 und vom gerippten Plattenaufbau 244a/244b/244c getragen wird. Die Dichtungsfläche 327/662 wird durch festes Einrasten nach unten bewegt, so dass der Dichtungsring 31 und die Membran 30 mit der Spannfläche 327/662 und der Dichtungsfläche 240 festgeklemmt werden, um Undichtigkeiten zu verhindern.
Die 2A zeigt, dass ein Einstellmechanismus 7 in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzt wird. Verschiedene Bezugsziffern kennzeichnen unterschiedliche Anpassungen des Aufbaus, mit denen derselbe Effekt der Einstellung für den Öffnungsgrad des Ventils erzielt wird. Der Einstellmechanismus 7 kann mit der Oberseite 63 eines Ventildeckels 6a/6b/6c verschraubt werden und umfasst den Ventilschaft 4a/4b/4c/4d, einen Verstellsitz 71, ein Stellrad 74, einen Verschiebungsanzeiger 76, eine Montageeinheit für Positioniermuttern 77, eine Montageeinheit für Sicherungsmuttern 78 und eine Sicherheitsabdeckung 79. Die Montageeinheit für Positioniermuttern 77 und die Montageeinheit für Sicherungsmuttern 78 bestehen jeweils aus zwei Muttern.
Die 2B und 2B' zeigen den Ventilschaft 4a/4b/4c/4d. Der Ventilschaft 4a umfasst ferner einen Schiebeteil 45, ein Stellschraubengewinde 46 und ein Sicherungsgewinde 47. Der Schiebeteil 45 ist eine Achse mit zwei parallelen Ausschnitten.
Die 2C und 2C' zeigen, dass der Verstellsitz 71 eine Schulter 711, einen Halsteil 712, einen Innenraum 713, eine externe Ringnut 716, eine Werkzeugaufnahme 717 und ein Gleitloch 718 aufweist. Der Verstellsitz 71 kann in den oberen Ventildeckel 6a/6b/6c integriert sein, oder der Verstellsitz 71 und der obere Ventildeckel 6a/6b/6c können einzelne Teile sein, die mit Schrauben fest gesichert sind. Im besten Ausführungsbeispiel sind sie Einzelteile. Der Verstellsitz 71 umfasst einen Anschlagpfosten 719, der mit einem Positionierloch 69 (siehe 2A) des oberen Ventildeckels 6a/6b/6c gekoppelt ist, um die konzentrische Positionierung des Ventilschafts 4a/4b/4c zu gewährleisten. Der Verstellsitz 71 weist mehrere Schraubenlöcher (nicht gezeigt) auf, um fest mit mehreren Gewindelöchern (nicht gezeigt) des oberen Ventildeckels verbunden zu werden.
Die 2D und 2D' zeigen, dass das Stellrad 74 eine Oberseite 741, eine externe Ringfläche 742, eine interne Ringfläche 743, eine interne Ringnut 744, eine Nabe 745, ein Einstellgewindeloch 746 und eine Werkzeugaufnahme 747 aufweist.
Die 2E und 2E' zeigen, dass ein C-förmiger Haltering 75 einen externen Ring 751, ein Innendurchmesserloch 752, einen Öffnungsteil 753, zwei Werkzeuglöcher 754, eine Breite B und eine Dicke T aufweist. Die beiden Enden des Öffnungsteils 753 weisen die Werkzeuglöcher 754 auf. Die Innenseite eines Anschlagpfostens 755 befindet sich auf dem Innendurchmesser des Innendurchmesserlochs 752. Die radiale Dicke des Anschlagpfostens 755 ist nicht größer als die Tiefe der Werkzeugaufnahme 717 des Verstellsitzes 71.
Die 2F zeigt, dass der Verschiebungsanzeiger 76 in Form eines torförmigen Streifens auf der Oberseite 741 des Stellrads 74 vorgesehen ist. Der Verschiebungsanzeiger 76 weist einen Verschiebungsraum 761, eine Verschiebungsskala 762, zwei Befestigungslöcher 763 und ein Mittenloch 764 auf.
Die 2F und 2G zeigen, dass der Einstellmechanismus 7 mit der Sicherheitsabdeckung 79 installiert werden kann. Die Sicherheitsabdeckung 79 weist eine innere Aufnahmekammer 791, eine Befestigungsseite 792, eine Sicherungsrippe 793 und ein Verriegelungsloch 794 auf. Der Verschiebungsanzeiger 76 umfasst außerdem einen Sicherheitssitz 765, eine Sicherungsrippe 766 und ein Verriegelungsloch 767. Die Befestigungsseite 792 der Sicherheitsabdeckung 79 kann am Sicherheitssitz 765 angebracht werden, der eine Kerbe 768 des Verschiebungsanzeigers 76 aufweist. Die innere Aufnahmekammer 791 der Sicherheitsabdeckung 79 deckt den gesamten Verschiebungsanzeiger 76 ab, so dass die Sicherungsrippe 793 der Sicherheitsabdeckung 79 zusammen mit der Sicherungsrippe 766 des Verschiebungsanzeigers 76 funktionieren kann und die beiden miteinander verbundenen Verriegelungslöcher 767, 794 mit einem Schloss verriegelt sind, das nur mit einem Schlüssel geöffnet werden kann, um Fehlbedienungen durch eine nicht sachverständige Person zu verhindern. Obwohl das Stellrad 74 nicht abgedeckt ist, sind der Ventilschaft 4a und der Verschiebungsanzeiger 76 mit der Montageeinheit für Sicherungsmuttern 8 fest aneinander gesichert (siehe 2A). Zu diesem Zeitpunkt kann das Stellrad 74 nicht betätigt werden.
Die 2A zeigt, dass der Schiebeteil 45 des Ventilschafts 4a/4b/4c/4d mit dem Gleitloch 718 des Verstellsitzes 71 gekoppelt ist, damit der Ventilschaft 4a/4b/4c/4d nicht gedreht werden kann. Das Stellschraubengewinde 46 des Ventilschafts 4a/4b/4c/4d ist mit dem Einstellgewindeloch 746 der Nabe 745 gekoppelt, während das Stellrad 74 gedreht werden kann, um den Ventilschaft 4a/4b/4c/4d auf und ab zu bewegen. Das Sicherungsgewinde 46 des Ventilschafts 4a/4b/4c/4d ragt durch das Einstellgewindeloch 746 des Stellrads 74 und das Mittenloch 764 des Verschiebungsanzeigers 76.
Die 1A und 2A zeigen, dass das Ventil vollständig geschlossen ist, was dem Nullpunkt des Öffnungsgrades des Ventils entspricht, wenn die Membran 30 richtig auf dem Ventilsitz 231 der Ventilkammer 23 gesichert ist. Die untere Mutter der Montageeinheit für Positioniermuttern 77 wird eingestellt und an der Oberseite 741 des Stellrades 74 befestigt, wobei die Montageeinheit für Positioniermuttern 77 am Ventilschaft 4a/4b/4c/ durch Festziehen der oberen Mutter gesichert wird. Die mittlere von zwei Muttern der Montageeinheit für Positioniermuttern 77 dient als Bezugsebene für die Positionsanzeige, die dem Nullpunkt der Verschiebungsskala 762 des Verschiebungsanzeigers 76 entspricht. Wenn das Ventil geschlossen ist, wird der Ventilschaft 4a/4b/4c/4d nach unten bewegt, wobei die Montageeinheit für Positioniermuttern 77 an der Oberseite 741 des Stellrades 74 befestigt ist, um zu verhindern, dass der Ventilschaft 4a/4b/4c/4d weiter nach unten bewegt wird und einen Überdruck auf die Membran 30 ausübt.
In der Position eines geeigneten Öffnungsgrades des Ventils wird der Ventilschaft 4a/4b/4c/4d mit der Montageeinheit für Sicherungsmuttern 78 fest auf dem Verschiebungsanzeiger 76 gesichert, so dass die vom Ventilschaft 4a/4b/4c/4d getragene Druckwelle der Leitung auf das Stellrad 74 und durch den C-förmigen Haltering auf den Aufbau des Ventilkörpers übertragen wird, wodurch verhindert wird, dass das Stellschraubengewinde 46 des Ventilschafts 4a/4b/4c/4d durch die Druckwelle der Leitung beschädigt wird.
Der Verschiebungsanzeiger 76 enthält die Verschiebungsskala 762 zum Ablesen der Position des Öffnungsgrades des Ventils. Die auf Null gestellte Verbindungslinie zwischen den beiden Muttern der Montageeinheit für Positioniermuttern 77 wird als Indikator verwendet, wobei der der Verschiebungsskala 762 entsprechende Messwert der Öffnungsgrad des Ventils ist.
Der C-förmige Haltering 75 ist in einer Rille befestigt, die aus der externen Ringnut 716 des Verstellsitzes 71 und der internen Ringnut 744 des Stellrades 74 zusammengesetzt ist. Der Außendurchmesser des C-förmigen Halterings 75 ist kleiner als der Innendurchmesser der internen Ringnut 744. Der Innendurchmesser des C-förmigen Halterings 75 ist größer als der Innendurchmesser der externen Ringnut 716. Der C-förmige Haltering 75 ist so konfiguriert, dass das Stellrad 74 in einer axialen Befestigungsposition auf dem Stellsitz 71 positioniert wird.
Die interne Ringnut 744 und die externe Ringnut 716 weisen dieselbe Nutbreite W auf und sind gleitend an der Dicke T des C-förmigen Halterings 75 befestigt. Die Rillenbreite beträgt W -0,0 mm>=T>=W -0,1 mm. Das Stellrad 74 kann reibungslos am Stellsitz 71 gedreht werden, wobei die Druckwelle der Leitung über den Ventilschaft 4a/4b/4c/4d auf den ringförmigen Teil 24a/24b/24c übertragen wird.
Der Anschlagpfosten 755 des C-förmigen Halterings 75 wird in der Werkzeugaufnahme 717 des Verstellsitzes 71 positioniert, um sicherzustellen, dass der C-förmige Haltering 75 nicht mit dem Stellrad 74 gedreht wird, um die Wartung zu erleichtern (siehe 2E und 2E'). Das Einstellgewindeloch 746 der Nabe 745 des Stellrades 74 ermöglicht mit dem C-förmigen Haltering 75 ein Positionieren und Drehen. Mit dem Gleitloch 718 des Stellsitzes 71 wird das Drehen des Ventilschafts 4a/4b/4c/4d angehalten. Nur drei Teile werden verwendet, um die Funktion der zweiten Art der Übertragung des Ventilschafts zu vervollständigen. Die 3A zeigt, dass im ersten Ausführungsbeispiel das manuelle Ventil 1a aus einem Dichtungsmechanismus 3a, einem Einstellmechanismus 7 und einem Ventilteil 10a besteht. Der Dichtungsmechanismus 3a wird im ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Der Ventilteil 10a besteht aus einem Ventilkörper 2a, einem oberen Ventildeckel 6a, der Membran 30, dem Dichtungsring 31 und einem Ventilschaft 4a.
Die 3A und 3B zeigen, dass der Ventilkörper 2a den Einlass 21, den Auslass 22, die Ventilkammer 23, einen ringförmigen Teil 24a und einen quadratischen Teil 25a aufweist. Der Auslass 22, der Einlass 21 und die Ventilkammer 23 bilden den Strömungsraum zum Befördern der Flüssigkeit, der als Wärmequellenbereich 15 dient. Sowohl der ringförmige Teil 24a als auch der quadratische Teil 25a weisen eine Struktur zur Beschränkung der Wärmeübertragung 151 auf. Der ringförmige Teil 24a weist ferner ein externes Schraubengewinde 243 und eine interne Ringfläche 247 auf. Der Ventilschaft 4a ragt durch ein Mittenloch 64 des Schaftnabenteils 68 des oberen Ventildeckels 6a, so dass der obere Ventildeckel 6a fest mit dem externen Schraubengewinde 243 des ringförmigen Teils 24a verschraubt werden kann.
Die 3A, 3B und 3C zeigen, dass der obere Ventildeckel 6a ferner einen Schaftnabenteil 68 und ein Mittenloch 64 aufweist. Der obere Ventildeckel 6a weist ferner die axial ringförmige gerippte Dichtungsplatte 66, die sich zwischen dem Schaftnabenteil 68 und dem internen Schraubengewinde 65 befindet, eine Gewinderille 663, die sich zwischen der ringförmigen gerippten Dichtungsplatte 66 und dem internen Schraubengewinde 65 befindet, und eine Schaftnabenrille 664, die sich zwischen dem Schaftnabenteil 68 und der ringförmigen gerippten Dichtungsplatte 66 befindet, auf. Das untere Ende der gerippten ringförmigen Dichtungsplatte 66 weist eine ringförmige Spannrille 661 auf. Die Öffnung der Rille ist gegenüber der Gewindenut 663 gebildet und nach unten gerichtet. Am oberen Boden der Spannrille 661 ist eine Spannfläche 662 gebildet. Der Dichtungsring 31 wird in der ringförmigen Spannrille 661 befestigt. Mehrere Radialrippen 683 sind zwischen der gerippten ringförmigen Dichtungsplatte 66 und dem Schaftnabenteil 68 gebildet, um eine Festigkeit der gerippten ringförmigen Dichtungsplatten 66 zu verbessern und die vom Ventilschaft 4a übertragene Wärme zu isolieren. Die externe Ringfläche der gerippten ringförmigen Dichtungsplatte 66 weist mehrere konvexe Längsrippen 665 auf. Die mehreren konvexen Längsrippen 665 grenzen an die interne Ringfläche 247 des ringförmigen Teils 24a an, um für Festigkeit des Aufbaus zu sorgen und die vom Peripherieteil 301 der Membran 30 übertragene Wärme zu isolieren.
Die 3A zeigt, dass die strukturelle Unterstützung des Dichtungsmechanismus 3a aus dem ringförmigen Teil 24a, der Membran 30, dem Dichtungsring 31, dem gerippten Plattenaufbau 244a und dem oberen Ventildeckel 6a besteht. Die andere Seite des gerippten Plattenaufbaus 244a in axialer Richtung ist mit dem externen Schraubengewinde 243 verschraubt. Wenn der obere Ventildeckel 6a mit dem ringförmigen Teil fest verschlossen ist, ist die Struktur des ringförmigen Teils 24a in die Gewinderille 663 eingebettet.
Die 3A zeigt, dass der Einstellmechanismus 7 auf der Oberseite 63 des oberen Ventildeckels 6a installiert und über den Anschlagpfosten 719 des Verstellsitzes 71 mit dem Positionierloch 69 des oberen Ventildeckels 6a gekoppelt ist. Der Einstellmechanismus 7 besteht aus dem Ventilschaft 4a, dem Verstellsitz 71, dem Stellrad 74, dem Verschiebungsanzeiger 76, der Montageeinheit für Positioniermuttern 77, der Montageeinheit für Sicherungsmuttern 78 und der Sicherheitsabdeckung 79.
Die 4A, 4D and 4D' zeigen, dass im zweiten Ausführungsbeispiel der Verschiebungsanzeiger 76 an ein normalerweise geschlossenes Pneumatikventil 1d, das über einen Dichtungsmechanismus 3b verfügt, angelegt wird. Der Dichtungsmechanismus 3b wird anhand des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei der Öffnungsgrad mit dem Verschiebungsanzeiger 76 begrenzt wird.
Das normalerweise geschlossene Pneumatikventil 1d besteht aus einem Ventilteil 10b, einem Antriebszylinder 10d, dem Dichtungsmechanismus 3b und dem Verschiebungsanzeiger 76. Der Ventilteil 10b besteht aus einem Ventilkörper 2b, der Membran 30, dem Dichtungsring 31, dem oberen Ventilkörper 32 und dem Ventilschaft 4b. Der Antriebszylinder 10d ist ein Zylinderraum 17, der vom oberen Ventilkörper 32 bis zum oberen Ventildeckel 6b luftdicht abgeschlossen ist. Der Kolben 44 des Ventilschafts 4b unterteilt den Raum in einen Gasraum 171 und einen Federraum 172. Ein Federn-Set ist im oberen Federraum 172 installiert, um die Membran 30 normalerweise geschlossen zu halten. Der untere Gasraum 171 wird mit Hochdruckluft beaufschlagt, um die Membran 30 zu öffnen. Der Öffnungsgrad des Ventils kann mit dem Einstellmechanismus 7 eingestellt werden. Der obere Ventildeckel 6b weist außerdem ein internes Schraubengewinde 65, eine Verschiebungshöhe H (siehe 5A) und ein Positionierloch 69 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Krafteinleitungselement 180A der obere Ventilkörper 32.
Die 4B zeigt, dass der Ventilkörper 2b den Einlass 21, den Auslass 22, die Ventilkammer 23, einen ringförmigen Teil 24b und einen quadratischen Teil 25a aufweist. Der ringförmige Teil 24b umfasst ferner ein internes Schraubengewinde 242, ein externes Schraubengewinde 243, den gerippten Plattenaufbau 244b und eine interne Ringfläche 247.
Die 4C und 4C' zeigen, dass der obere Ventilkörper 32 ein Sicherungsgewinde 321, eine Spannrille 322, ein Schaftloch 323, eine oder mehrere Ringnuten 324, mehrere gerippte Rillenplatten 325, eine Membrankammer 326 und die Spannfläche 327 aufweist.
Die 4D und 4D' zeigen, dass der Ventilschaft 4b ein hohler Schaft ist, der das Befestigungsende 41, die hohle Schaftstange 42, die mehreren Gasführungslöcher 413 und den Kolben 44 umfasst. Der Kolben 44 befindet sich in der Mitte des Ventilschafts 4b. Der Kolben 44 weist die Form einer Scheibe auf und umfasst mehrere vertikale gerippte Platten 442 und eine oder mehrere ringförmige gerippte Platten 441. Die ringförmige gerippte Platte 441 ist in die ringförmige Rille 324 des oberen Ventilkörpers 32 eingesetzt. Die vertikalen gerippten Platten 442 sind so konfiguriert, dass sie eine Torsionskraft ausüben, um den oberen Ventilkörper 32 sicher zu befestigen.
Die 4D, 4D' und 4E zeigen, dass der Dichtungsring 31 in der Spannrille 322 des oberen Ventilkörpers 32 befestigt ist. Das kraftaufnehmende Ende 314 ist an der Spannfläche 327 befestigt, während eine O-ringförmige Rille 313 auf der externen Ringseite des kraftaufnehmenden Endes 314 gebildet ist. Das Straffungsende 315 ist an der kraftaufnehmenden Oberfläche 304 befestigt. Wenn das Sicherungsgewinde 321 des oberen Ventilkörpers 32 fest mit dem internen Schraubengewinde 242 des ringförmigen Teils 24b verschraubt ist (siehe 4A), wird mit der Spannfläche 327 der ringförmigen Rille 324 eine Kraft F auf das kraftaufnehmende Ende 314 ausgeübt, so dass das Straffungsende 315 mit einem stumpfen Winkel β gegen die kraftaufnehmende Oberfläche 304 gedrückt wird.
Die 4A zeigt, dass der Dichtungsmechanismus 3b aus dem ringförmigen Teil 24b, der Membran 30, dem Dichtungsring 31, dem gerippten Plattenaufbau 244b und dem oberen Ventilkörper 32 besteht. Wenn der obere Ventilkörper 32 fest mit dem internen Schraubengewinde 242 verschraubt ist und gegen den Dichtungsring 31 gepresst wird, wird der Dichtungsmechanismus 3b durch die externe Ringseite der Dichtungsfläche 240 und den gerippten Plattenaufbau 244b getragen. Die Unterseite der Dichtungsfläche 240 wird vom quadratischen Teil 25a und der Seitenwand des Strömungskanals 232 der Ventilkammer 23 getragen und umfasst zudem die Struktur in der Nähe des minimalen Durchmesserbereichs 241.
Der Dichtungsmechanismus 3b und das externe Schraubengewinde sind auf der externen Ringfläche 245 des ringförmigen Teils 24b angeordnet, während der Dichtungsmechanismus 3b unterhalb des externen Schraubengewindes 243 angeordnet ist. Die axiale Verteilungsposition des gerippten Plattenaufbaus 244b weist den minimalen Durchmesserbereich 241 und mehrere Schraubengewinde des internen Schraubenwindes 242 auf. Die andere Seite des gerippten Plattenaufbaus 244b in axialer Richtung ist am externen Schraubengewinde 243 befestigt, um die Festigkeit des Aufbaus und den Effekt der Wärmeableitung des Dichtungsmechanismus 3b zu verbessern. Das interne Schraubengewinde 242 und das externe Schraubengewinde 243 des ringförmigen Teils 24b weisen mehrere Gewindegänge auf, die sich in der axialen Position überlappen, d.h., die axiale Positionsverteilung des internen Schraubengewindes 242 wird durch die axiale Länge des externen Schraubengewindes 243 und des gerippten Plattenaufbaus 244 abgedeckt. Wenn der obere Ventildeckel 6b fest mit dem externen Schraubengewinde 243 des ringförmigen Teils 24b verschraubt ist, wird der obere Ventilkörper 32 zusätzlich durch den oberen Ventildeckel 6b gestützt.
Die 4A zeigt, dass der Verschiebungsanzeiger 76 an der Oberseite 63 des oberen Ventildeckels 6b angebracht ist. An der Unterseite des Verschiebungsanzeigers 76 sind zwei Anschlagpfosten 769 vorgesehen, die mit dem Positionierloch 69 des oberen Ventildeckels 6b gekoppelt sind. Der Verschiebungsanzeiger 76 besteht außerdem aus einer Anschlagschraube 70, der Montageeinheit für Sicherungsmuttern 78 und der Sicherheitsabdeckung 79.
Die Anschlagschraube 70 wird zunächst mit der Montageeinheit für Sicherungsmuttern 78 montiert und ragt danach durch das Mittenloch 764 des Verschiebungsanzeigers 76. Die Montageeinheit für Sicherungsmuttern 78 wird vom Endstück der Anschlagschraube aus installiert, bis das Endstück der Anschlagschraube 70 eine erforderliche Höhe erreicht. Die Höhe entspricht ebenfalls der Höhe des nach oben zu bewegenden Ventilschafts 4b. Zu diesem Zeitpunkt ist die Anschlagschraube 70 fest mit der Montageeinheit für Sicherungsmuttern 78 verschraubt. Beim Einleiten des Hochdruckgases in den Antriebszylinder 10d wird das Endstück des Ventilschafts 4b durch die Anschlagschraube 70 blockiert. Die Sicherheitsabdeckung 79 ist zum Schützen des Verschiebungsanzeigers 76 konfiguriert.
Die 5A zeigt, dass im dritten Ausführungsbeispiel anstelle des Ventils im zweiten Ausführungsbeispiels das manuelle Ventil 1b verwendet wird. Der Dichtungsmechanismus 3a ist im zweiten und dritten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das manuelle Ventil 1b verfügt nicht mehr über den Antriebszylinder 10d, jedoch weiterhin über den Dichtungsmechanismus 3b und den Einstellmechanismus 7. Das manuelle Ventil 1b besteht aus dem Ventilteil 10b, dem Dichtungsmechanismus 3b und dem Einstellmechanismus 7. Der Ventilteil 10b besteht aus dem Ventilkörper 2b, dem Ventilschaft 4c, dem oberen Ventilkörper 32, der Membran 30, dem Dichtungsring 31 und dem oberen Ventildeckel 6b. Der obere Ventildeckel 6b weist eine Verschiebungshöhe H auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Krafteinleitungselement 180A der obere Ventilkörper 32
Der Einstellmechanismus 7 ist an der Oberseite 63 des oberen Ventildeckels 6b angebracht. Die Schulter 711 des Verstellsitzes 71 weist mehrere Rundlöcher auf, um den Einstellmechanismus 7 leichter zu befestigen. Nach dem festen Sichern des Dichtungsmechanismus 3b wird der Ventilschaft 4c nicht mehr gedreht.
Die 5F zeigt, dass es nicht erforderlich ist, dass der Ventilschaft 4c über den Schiebeteil 45 verfügt und der Verstellsitz 71 das Gleitloch 718 aufweist. Der Ventilschaft 4c kann durch das Mittenloch 64 des Ventildeckels 6b eingeführt werden, um den ringförmigen Teil 24b zu schließen. Das Drehen wird durch den Ventilschaft 4c und durch das Mittenloch 64 nicht beeinträchtigt. Der Anschlagpfosten 719 des Verstellsitzes 71 ist mit dem Positionierloch 69 des oberen Ventildeckels 6b gekoppelt, so dass der Einstellmechanismus 7 am Ventilschaft 4c montiert ist. Beim Drehen des Stellrades 74 zum Öffnen der Membran wird der Ventilschaft 4c nach oben gedreht, bis die vertikale gerippte Platte 442 auf der Oberseite des Kolbens 44 ihren Hub H beendet hat und die Oberseite der inneren Aufnahmekammer 61 des oberen Ventildeckels 6b berührt. Die 5B zeigt, dass im vierten Ausführungsbeispiel anstelle des Ventils im dritten Ausführungsbeispiels das manuelle Ventil 1b verwendet wird. Der Verstellsitz 71 des Einstellmechanismus 7 des manuellen Ventils 1c ist im oberen Ventildeckel 6b integriert, wobei die anderen Komponenten des Dichtungsmechanismus 3b weiterhin verwendet werden. Da der Verstellsitz 71 bei diesem Ausführungsbeispiel im oberen Ventildeckel 6b integriert ist, kann der Ventilschaft 4d nach dem Zusammenbau des Ventilteils 10b mit dem Dichtungsmechanismus 3b nicht durch das Mittenloch 64 des oberen Ventildeckels 6b und danach durch das Gleitloch 718 eingeführt werden. Da dies dazu führt, dass sich der Ventilschaft 4d dreht und die ringförmige gerippte Platte 441 des Kolbens 44 (siehe 5F, 5F und 5F'') antreibt, um den befestigten oberen Ventilkörper 32 zu drehen, wird dadurch das Drehen des drehenden Schafts beeinträchtigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Krafteinleitungselement 180A der obere Ventilkörper 32
Die 5C und 5C' zeigen, dass die Lösung darin besteht, einen Fixiersitz 714 und ein Feststellgewinde 715 in einem Innenraum 713 eines Verstellsitzes 71 zu installieren, wobei ein Fixierring 72 und eine Fixierschraubenhülse 73 (siehe 5B) anstelle des Gleitlochs 718 des Verstellsitzes 71 vorgesehen sind.
Die 5D zeigt, dass der Fixierring 72 einen Flansch 721, eine externe Ringfläche 722 und ein Langloch 723 aufweist.
Die 5E zeigt, dass die Fixierschraubenhülse 73 ein externes Schraubengewinde 731, ein Mittenloch 732 und einen Verdrehteil 733 aufweist.
Die 5B, 5C, 5C', 5D und 5E zeigen, dass ein Ende des Ventilschafts 4d durch das Mittenloch 64 des oberen Ventildeckels 6b führt, der obere Ventildeckel 6b fest mit dem externen Schraubengewinde 243 des ringförmigen Teils 24b verschraubt werden kann, wonach der Fixierring 72 am Fixiersitz 714 befestigt werden kann. Der Außendurchmesser des Flansches 721 des Fixierrings 72 ist größer als das Mittenloch 64. Die externe Ringfläche 722 ist gleitend mit dem Mittenloch 64 verbunden, um eine Funktion der Achsenpositionierung zu erreichen. Das Langloch 723 wirkt zusammen mit dem Schiebeteil 45 des Ventilschafts 4d. Nachdem die Fixierschraubenhülse 73 über den Spannteil 733 fest im Fixierschraubenloch 715 gesichert ist, ist der Fixierring 72 befestigt und der Ventilschaft 4d kann nicht mehr gedreht werden. Danach wird der C-förmige Haltering 75 mit einem Werkzeug in die externe Rille 716 eingesetzt, wonach das Stellrad 74 eingesetzt wird.
Die 6 zeigt eine Vergleichsansicht des vollständig geöffneten/geschlossenen Ventils des manuellen Ventils 1c des vierten Ausführungsbeispiels.
Die 7A zeigt, dass im fünften Ausführungsbeispiel anstelle des Ventils im zweiten Ausführungsbeispiels das normalerweise offene Pneumatikventil 1e verwendet wird. Der Dichtungsmechanismus 3b wird im zweiten und vierten Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei die Struktur zur weiteren Verbesserung der Wärmeableitungsfähigkeit dargestellt wird. Das normalerweise offene Pneumatikventil 1e besteht aus einem Antriebszylinder 10d, einem Ventilteil 10c und einem Dichtungsmechanismus 3b. Der Antriebszylinder 10d weist eine Struktur zur Verbesserung der Wärmeableitung auf. Der Antriebszylinder 10d und der Ventilteil 10c sind mit vier Metallschrauben, die durch vier Sperrpfosten 13 ragen, luftdicht gesichert.
Die 7D zeigt, dass der Antriebszylinder 10d ein Zylinderraum 17 ist, der vom oberen Ventilkörper 32 zum oberen Ventildeckel 6c luftdicht abgeschlossen ist. Der Kolben 44 des Ventilschafts 4b unterteilt den Raum in einen Gasraum 171 und einen Federraum 172. Ein Feder-Set ist im oberen Federraum 172 installiert, um die Membran 30 normalerweise offen zu halten. Zum Schließen der Membran 30 wird Luft unter hohem Druck in den unteren Gasraum 171 eingeleitet.
Der Ventilteil 10c besteht aus einem Ventilkörper 2c, dem oberen Ventilkörper 32, einer Membran 30, dem Ventilschaft 4b und einem Dichtungsring 31.
Die 7B und 7D zeigen, dass der Ventilkörper 2c außerdem einen ringförmigen Teil 24c und einen quadratischen Teil 25b umfasst. Der ringförmige Teil 24c umfasst außerdem ein internes Schraubengewinde 242, einen gerippten Plattenaufbau 244c, eine Oberflächendichtung 246, vier Sperrpfosten 13 und eine Gassperre 14. Der ringförmige Teil 24c und der obere Ventildeckel 6c sind mit Metallschrauben, die durch die Sperrpfosten 13 ragen, fest verschraubt. Die Oberflächendichtung 246 und die Oberflächendichtung 67 sind dicht verschlossen. Der Sperrpfosten 13 des oberen Ventildeckels 6c weist ein Schraubenloch auf. Inwendig im Sperrpfosten 13 des ringförmigen Teils 24c ist eine Metallmutter vorgesehen. Zum festen Abdichten ragt eine Schraube durch das Schraubenloch und sichert die Mutter.
Die 7C und 7D zeigen, dass der obere Ventildeckel 6c außerdem mehrere ringförmige gerippte Platten 621, mehrere Sperrpfosten 13, eine interne Ringfläche 611 und mehrere Gassperren 14 aufweist. Die interne Ringfläche 611 dient als dichtende Gleitfläche des Kolbens 44. Die Innenseite des oberen Ventildeckels 6c ist als Gasraum 171 definiert. Die ringförmige gerippte Platte 621 verteilt die axiale Länge des oberen Ventildeckels 6c axial und umfasst diese, weist ebenfalls die axiale Länge der internen Ringfläche 611 auf und befestigt die Sperrpfosten 13 und die Gassperren 14. Bei Bedarf einer hohen Zuverlässigkeit in einer Umgebung mit hohen Temperaturen werden mehrere ringförmige gerippte Platten 621 des oberen Ventildeckels 6c durch den gerippten Plattenaufbau 244c (nicht gezeigt) ersetzt, um die strukturelle Festigkeit des Zylinderraums 17 zu gewährleisten.
Die 7D zeigt, dass die vier Ecken des oberen Ventildeckels 6c und der ringförmige Teil 24c jeweils die Sperrpfosten 13 aufweisen, oberhalb des minimalen Durchmesserbereichs des ringförmigen Teils 24c montiert und vom quadratischen Teil 25b beabstandet und über diesem, d.h. oberhalb des Wärmequellenbereichs 15 und des minimalen Durchmesserbereichs 241 angeordnet sind, um zu verhindern, dass die dicke Struktur des Sperrpfostens 13 zu einer großen Wärmeübertragungsfläche wird, die ein Versagen der thermischen Isolation verursacht. Zwischen der Oberflächendichtung 246 und der Oberflächendichtung 67 ist eine Dichtung vorgesehen, um sicherzustellen, dass der Metallbolzen nicht korrodiert. Der obere Deckel 6c weist ein Einlassrohr auf, das für ein Hochdruck-Treibgas verbunden ist. Das Treibgas strömt durch den Gasraum 171. Der obere Deckel 6c weist ein Einlassrohr auf, das für ein Kühlgas verbunden ist und über die Gassperre mit dem ringförmigen Teil 24c verbunden ist. Für die Innenkühlung weist der ringförmige Teil 24c eine Kühlgasöffnung auf. Das Kühlgasloch ist oberhalb des minimalen Durchmesserbereichs 241 und vom quadratischen Teil 25b beabstandet und über diesem gebildet, d.h. es ist oberhalb des Bereichs zum Einschränken der Wärmeübertragung und des minimalen Durchmesserbereichs 241 gebildet, um zu verhindern, dass die dicke Struktur zu einem großen Wärmeübertragungsbereich wird, der ein Versagen der thermischen Isolation verursacht. Sowohl die Gassperre 14 als auch das Kühlgasloch 162 weisen einen O-Ring auf, um die Luftdichtheit zu gewährleisten.
Die 7D zeigt, dass der Dichtungsmechanismus 3b den ringförmigen Teil 24c, aus der Membran 30, dem Dichtungsring 31 und dem oberen Ventilkörper 32 besteht und oberhalb des Bereichs angeordnet ist, der die Wärmeübertragung beschränkt. Der gerippte Plattenaufbau 244c des Dichtungsmechanismus 3b besteht aus mehr als einer ringförmigen gerippten Platte und mehreren vertikalen gerippten Platten. Die mehreren vertikalen gerippten Platten sind über den quadratischen Teil axial an allen ringförmigen gerippten Platten befestigt. Die axiale Verteilungsposition des gerippten Plattenaufbaus 244c enthält den minimalen Durchmesserbereich 241 und die externe Ringfläche 245 sowie die axiale Länge des internen Schraubengewindes 242 in der axialen Position, wobei mit dieser ebenfalls die Sperrpfosten 13 und die Gassperren 14 befestigt werden. Wenn der obere Ventildeckel 6c fest verschlossen ist, wird die Festigkeit des Aufbaus und der Wärmeableitungseffekt des Zylinderraums 17 durch die ringförmige gerippte Platte 621 als auch durch den Dichtungsmechanismus 3b erhöht. Insbesondere wenn die Umgebungstemperatur 100°C beträgt, wird die Wärmeableitungsfläche stark vergrößert. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Krafteinleitungselement 180A der obere Ventilkörper 32.
Die 8 zeigt den Kühlgas-Strömungskanal 16 in einem sechsten Ausführungsbeispiel. Die externe Ringfläche des ringförmigen Teils 24 weist ein oder mehrere Kühlgaslöcher 162 zur Einleitung eines externen Kühlgases durch eine Rohrverbindung auf. Die Rohrverbindung befindet sich oberhalb des minimalen Durchmesserbereichs 241. Das Kühlgas strömt durch eine Kühlgas-Ringnut 163, die an der Innenseite des ringförmigen Teils 24 vorgesehen ist, durch mehrere Kühlgas-Führungslöcher 164, die am Dichtungsring 31 vorgesehen sind, durch einen Membranraum 165 an der Seite der Membrankammer 326, die nicht mit Flüssigkeit in Berührung kommt, und durch mehrere Entlüftungslöcher 166, die am Befestigungsende 41 des Ventilschafts 4b gebildet sind, zum Schaftloch 167, wonach das Kühlgas aus der Rohrverbindung oder aus dem Auslass des Schafts austritt. Der ringförmige Teil 24 weist ein Kühlgasloch zum Verbinden für das externe Kühlgas auf. Das Kühlgasloch ist oberhalb des minimalen Durchmesserbereichs 241 und vom quadratischen Teil 25 beabstandet und über diesem gebildet, d.h. oberhalb des Bereichs zum Einschränken der Wärmeübertragung und des Wärmequellenbereichs 15, um zu verhindern, dass die dicke Struktur zu einem großen Wärmeübertragungsbereich wird, der ein Versagen der thermischen Isolation verursacht. Die Methode zum Auffangen des Dampfes der ausgetretenen Flüssigkeit zur Warnung einer Undichtigkeit (Problem 10) besteht darin, ein Sammelrohr-Erkennungssystem vom Kühlgasloch 162 aus anzuschließen oder ein Sammelrohr vom Endstück des Ventilschafts 4 durch das Schaftloch 167 zur Erkennung anzuschließen. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Krafteinleitungselement 180A der obere Ventilkörper 32.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

TW 202010966 A [0016, 0027, 0050]
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Claims

Membranventil aus Fluorharz, umfassend einen Dichtungsmechanismus (3) zum Befördern einer Flüssigkeit bei 200°C ohne Zwangskühlung mit einem externen Gas und zum Befördern einer Flüssigkeit bei 230°C mit Zwangskühlung mit externem Gas, wobei der Dichtungsmechanismus (3) des Fluorharz-Membranventils zugehörige Teile und Mechanismen eines Ventilteils (10a) umfasst; wobei der Ventilteil (10a) aus einem Ventilkörper (2a), einem Krafteinleitungselement, einem oberen Ventildeckel (6a), einer Membran (30) und einem Ventilschaft (4a) besteht; wobei der Ventilkörper (2a) einen Einlass (21), einen Auslass (22), eine Ventilkammer (23), einen ringförmigen Teil (24) und einen quadratischen Teil (25) aufweist; wobei der Ventilschaft (4a) ein hohler Schaft mit einem Befestigungsende (41) und einer Schaftstange (42) ist und mehrere Gasführungslöcher (413) aufweist; wobei der ringförmige Teil (24a/24b/24c) eine schalenförmige Struktur mit einer Öffnung ist; wobei eine Unterseite des ringförmigen Teils (24) als die Ventilkammer (23) definiert ist; wobei der ringförmige Teil (24) eine Dichtungsfläche (240), eine externe Ringfläche (245), einen minimalen Durchmesserbereich (241), ein oder mehrere Kühlgaslöcher (162), eine Kühlgas-Ringnut (163) und eine interne Ringfläche (247) aufweist; wobei die Öffnung mit dem oberen Ventildeckel (6a/6b/6c) abgedeckt wird; wobei der obere Ventildeckel (6a/6b/6c) eine innere Aufnahmekammer (791), eine externe Ringfläche (62), eine Oberseite (63) und ein Mittenloch (64) aufweist; wobei die Membran (30) aus einem Peripherieteil (301), einem elastischen Teil (302) und einem Mittenteil (303) besteht; wobei ein Ende des Ventilschafts (4a) ein Befestigungsende (41) aufweist, mit dem der Mittenteil (303) der Membran (30) befestigt werden kann; dadurch gekennzeichnet, dass: der Ventilteil (10a) weiter einen Dichtungsring (31) umfasst; wobei der ringförmige Teil (24) weiter einen gerippten Plattenaufbau (244) aufweist; wobei sich der Dichtungsmechanismus (3) aus dem ringförmigen Teil (24a), dem gerippten Plattenaufbau (244), der Membran (30), dem Dichtungsring (31) und dem Krafteinleitungselement zusammensetzt; wobei das Krafteinleitungselement eine Spannfläche (327) aufweist, wobei die Spannfläche (327) eine Oberfläche des Aufbaus ist; wobei der ringförmige Teil (24a) eine Dichtungsfläche (24) aufweist, wobei diese Dichtungsfläche (24) eine Oberfläche des Aufbaus ist; wobei mit der Spannfläche (327) der ringförmige Teil (24a) an die Dichtungsfläche (24) befestigt wird, um eine C-förmige Spannstruktur zu bilden; wobei ein Spannteil (181) der C-förmigen Spannstruktur aus dem Krafteinleitungselement besteht, wobei das Krafteinleitungselement fest am ringförmigen Teil (24a) gesichert ist; wobei ein Tragarm (182) der C-förmigen Spannstruktur für eine Gesamtfestigkeit des ringförmigen Teils (24a) und des gerippten Plattenaufbaus (244) sorgt; wobei ein Unterbau (183) der C-förmigen Spannstruktur die Dichtungsfläche (24) ist, die mit dem minimalen Durchmesserbereich (241), einer Seitenwand des Strömungskanals der Ventilkammer (23) und dem gerippten Plattenaufbau (244) getragen wird; wobei die Dichtungsfläche (327) durch festes Einrasten nach unten bewegt wird, so dass der Dichtungsring (31) und die Membran (30) mit der Spannfläche (327) und der Dichtungsfläche (24) festgeklemmt werden, um eine Undichtigkeit zu vermeiden; wobei der Dichtungsring (31) ein ringförmiger Aufbau mit einem annähernd rechteckigen Querschnitt ist und zwei Enden aufweist, die als kraftaufnehmendes Ende (314) und als ein Straffungsende (315) definiert sind und außerdem mehrere Kühlgaslöcher (162) aufweist; wobei das Straffungsende (315) ein stumpfer Winkel β, 110° ≤ β ≤ 150°, ist; wobei beim Montieren der Membran (30) in die Ventilkammer (23) der Peripherieteil (301) an der Dichtungsfläche (24) befestigt wird; wobei der Dichtungsring (31) in der Spannrille (322) des Krafteinleitungselements befestigt ist; wobei die Spannfläche (327) eine Kraft F auf das kraftaufnehmende Ende (314) ausübt, um das Straffungsende (315) mit dem stumpfen Winkel β an den Peripherieteil (301) zu befestigen; wobei beim Ausüben der Kraft F auf die Dichtungsfläche (24) diese mit dem gerippten Plattenaufbau (244) des ringförmigen Teils (24a) getragen und zudem mit dem quadratischen Teil (25) und der Seitenwand des Strömungskanals der Ventilkammer (23) gestützt wird; wobei die Spannkraft F einen Krafteinleitungswinkel ε mit einer Normalen N einer Krafteinleitungsfläche des Peripherieteils (301) aufweist, wobei der Krafteinleitungswinkel ε im Bereich von 0° < ε ≤ 15° liegt.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 1, wobei der gerippte Plattenaufbau (244) an der externen Ringfläche (245) des ringförmigen Teils (24a) angeordnet und eine ringförmige Gitterstruktur mit mehreren horizontalen Öffnungen ist; wobei der gerippte Plattenaufbau (244) axial am quadratischen Teil (25) befestigt ist, wobei dessen axiale Position die Struktur des minimalen Durchmesserbereichs (241), den Dichtungsring (31) und die Spannfläche (327) enthält; wobei der gerippte Plattenaufbau (244) aus einer oder mehreren ringförmigen gerippten Platten (441) und mehreren vertikalen gerippten Platten (442) besteht, wobei die mehreren vertikalen gerippten Platten (442) durch den quadratischen Teil (25) axial an allen ringförmigen gerippten Platten (441) befestigt sind.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 1, wobei das Krafteinleitungselement ein oberer Ventildeckel (6a) ist; wobei der obere Ventildeckel (6a) ein Sicherungsgewinde (47), ein Schaftloch (323), eine oder mehrere ringförmige Rillen (324), mehrere gerippte Rillenplatten (325), eine Membrankammer (326) und eine Spannrille (322) aufweist; wobei die Spannrille (322) eine Spannfläche (327) aufweist; wobei die interne Ringfläche (247) des ringförmigen Teils (24a) ein internes Schraubengewinde (242) aufweist; wobei das Sicherungsgewinde (47) fest am internen Schraubengewinde (242) gesichert ist; wobei der obere Ventilkörper (32) fest am internen Schraubengewinde (242) gesichert ist; wobei der Dichtungsring (31) in der Spannrille (322) befestigt ist; wobei eine axiale Verteilungsposition des gerippten Plattenaufbaus (244) den minimalen Durchmesserbereich (241) und mehrere Schraubengewinde des externen Schraubengewindes (243) enthält.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 3, wobei die externe Ringfläche (245) des ringförmigen Teils (24a) ein externes Schraubengewinde (243) aufweist, während sich mehrere Schraubengewinde des internen Schraubengewindes (242) und des externen Schraubengewindes (243) in axialer Position überlappen; wobei das externe Schraubengewinde (243) mit dem gerippten Plattenaufbau (244) befestigt ist; wobei der obere Ventildeckel (6a) ein internes Schraubengewinde (242) aufweist, um fest mit dem externen Schraubengewinde (243) des ringförmigen Teils (24a) in Eingriff gebracht zu werden; wobei die axiale Position des internen Schraubengewindes (242) des ringförmigen Teils (24a) mit der axialen Länge des externen Schraubengewindes (243) und mit dem gerippten Plattenaufbau (244) begrenzt ist; wobei beim festen Sichern des oberen Ventildeckels (6a) an das externe Schraubengewinde (243) mehrere Schraubengewinde, die in axialer Richtung des internen Schraubengewindes (242) des oberen Ventildeckels (6a) verteilt sind, und das Sicherungsgewinde (47) des oberen Ventilkörpers (32) überlappen.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 3, wobei die externe Ringfläche (245) des ringförmigen Teils (24a) mehrere beabstandete ringförmige gerippte Platten (441) aufweist und die axiale Position des gerippten Plattenaufbaus (244) das interne Schraubengewinde (242) des ringförmigen Teils (24a) begrenzt.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 1, wobei die externe Ringfläche (245) des oberen Ventildeckels (6a) mehrere beabstandete ringförmige gerippte Platten (441) aufweist.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 1, wobei die externe Ringfläche (245) des oberen Ventildeckels (6a) den gerippten Plattenaufbau (244) aufweist.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 3, wobei eine O-ringförmige Rille (313) an einer externen Ringseite des kraftaufnehmenden Endes (314) gebildet ist.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 3, wobei der Ventilschaft (4a) durch das Schaftloch (323) des oberen Ventilkörpers (32) ragt; wobei der Dichtungsring (31) in der Spannrille (322) befestigt ist; wobei die Membran (30) am Befestigungsende (41) des Ventilschafts (4a) befestigt ist, wobei die Membran drehbar zum Ventilschaft (4a) montiert ist.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 1, wobei die externe Ringfläche (245) des ringförmigen Teil (24a) ein externes Schraubengewinde (243) aufweist; wobei der obere Ventildeckel (6a) eine innere Aufnahmekammer (791), eine externe Ringfläche (245), ein internes Schraubengewinde (242), eine Oberseite (63), ein Schaftnabenteil (68), ein Mittenloch (64) und eine gerippte Dichtungsplatte (3a) aufweist; wobei das Krafteinleitungselement die gerippte Dichtungsplatte (3a) des oberen Ventildeckels (6a) ist; wobei die gerippte Dichtungsplatte (3a) zwischen dem Schaftnabenteil (68) und dem internen Schraubengewinde (242) vorgesehen ist; wobei eine Gewinderille (663) zwischen der ringförmigen gerippten Dichtungsplatte (66) und dem internen Schraubengewinde (242) gebildet ist; wobei eine Schaftnabenrille (664) zwischen dem Schaftnabenteil (68) und der ringförmigen gerippten Dichtungsplatte (66) gebildet ist; wobei ein unteres Ende der ringförmigen gerippten Dichtungsplatte (66) eine ringförmige Spannrille (661) aufweist; wobei eine Öffnung der Rille gegenüber dem internen Schraubengewinde (242) gebildet und nach unten gerichtet ist; wobei die Spannfläche (662) an einem oberen Boden der Spannrille (322) gebildet ist; wobei der Dichtungsring (31) in der ringförmigen Spannrille (661) befestigt ist; wobei mehrere Radialrippen (683) zwischen dem Schaftnabenteil (68) und der ringförmigen gerippten Dichtungsplatte (66) befestigt sind, um eine Festigkeit der gerippten Dichtungsplatte (3a) zu verbessern und die vom Ventilschaft (4a) übertragene Wärme zu isolieren; wobei der Aufbau des ringförmigen Teils (24a) in die Gewinderille (663) eingebettet ist, wenn der obere Ventildeckel (6a) mit dem ringförmigen Teil (24a) dicht verschlossen ist; wobei die externe Ringfläche (245) der gerippten Dichtungsplatte (3a) mehrere konvexe Längsrippen (665) aufweist, wobei die konvexen Längsrippen (665) neben der internen Ringfläche (247) des ringförmigen Teils (24a) gebildet sind, um die Festigkeit des Aufbaus zu verbessern und die vom Peripherieteil (301) der Membran (30) übertragene Wärme zu isolieren.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 1, wobei der Peripherieteil (301) einen keilförmigen Querschnitt mit einer größeren Dicke auf dessen Außenseite und einer geringeren Dicke auf seiner Innenseite aufweist, die am elastischen Teil (302) befestigt sind; wobei der Peripherieteil (301) obere und untere Seitenflächen aufweist; wobei die obere Seite als kraftaufnehmende Fläche (304) definiert ist, während die untere Seite als eine Passfläche (305) definiert ist; wobei die Passfläche (305) und die kraftaufnehmende Fläche (304) nicht ebene oder konische Flächen sind; wobei die Passfläche (305) an der Dichtungsfläche (24) befestigt ist; wobei die kraftaufnehmende Fläche (304) mit dem Straffungsende (315) des Dichtungsrings (31) fest angedrückt wird.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 1, wobei die Dichtungsfläche (24) eine konische oder eine ebene Fläche ist.
Aufbau des manuellen Membranventils aus Fluorharz, umfassend einen Einstellmechanismus (7), der dazu konfiguriert ist, einen Öffnungsgrad des Ventils manuell einzustellen; wobei der Einstellmechanismus (7) an einem oberen Ventildeckel (6a) montiert ist; wobei der obere Ventildeckel (6a) ein Mittenloch (64) und ein oder mehr Positionierlöcher (69) aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass: der Einstellmechanismus (7) aus einem Ventilschaft (4a), einem Verstellsitz (71), einem C-förmigen Haltering (75), einem Stellrad (74), einem Verschiebungsanzeiger (76), einer Montageeinheit für Positioniermuttern (77) und einer Montageeinheit für Sicherungsmuttern (78) besteht; wobei der Ventilschaft (4a) ein hohler Schaft ist und ein Befestigungsende (41), eine Schaftstange (42), mehrere Gasführungslöcher (413), einen Schiebeteil (45), ein Stellschraubengewinde (46) und ein Sicherungsgewinde (47) aufweist; wobei der Schiebeteil (45) eine Achse mit einem Paar paralleler Ausschnitte ist; wobei der Verstellsitz (71) eine Schulter (711), ein Halsteil (712), einen Innenraum (713), eine externe Ringnut (716), eine Werkzeugaufnahme (717) und einen Anschlagpfosten (719) aufweist; wobei der Anschlagpfosten (719) mit dem Positionierloch (69) gekoppelt ist, um den Ventilschaft (4a) konzentrisch zu halten; der C-förmige Haltering (75) eine externe Ringfläche (245), ein Innendurchmesserloch (752), einen Öffnungsteil (753), zwei Werkzeuglöcher (754), eine Breite B und eine Dicke T aufweist; wobei jede Montageeinheit für Positioniermuttern (77) und Montageeinheit für Sicherungsmuttern (78) aus zwei Muttern besteht; wobei das Stellrad (74) eine Oberseite (63), eine externe Ringfläche (245), eine interne Ringfläche (743), eine interne Ringnut (744), eine Nabe (745), ein Einstellgewindeloch (746) und eine Werkzeugaufnahme (717) aufweist; wobei der Verschiebungsanzeiger (76) in Form eines torförmigen Streifens einen Verschiebungsraum (761), eine Verschiebungsskala (762), zwei Befestigungslöcher (763) und ein Mittenloch (64) aufweist; wobei der C-förmige Haltering (75) in der internen Ringnut (744) und in der externen Ringnut (716) vollständig geöffnet ist; wobei die interne Ringnut (744) und die externe Ringnut (716) eine gleiche Rillenbreite W aufweisen und gleitend an der Dicke T des C-förmigen Halterings (75) befestigt sind; wobei das Stellrad (74) leichtgängig am Verstellsitz (71) drehbar ist; wobei das Gleitloch (718) mit dem Schiebeteil (45) des Ventilschafts (4a) gekoppelt ist, während das Stellschraubengewinde (46) des Ventilschafts (4a) mit dem Einstellgewindeloch (746) des Stellrades (74) gekoppelt ist.
Aufbau des manuellen Membranventils aus Fluorharz nach Anspruch 13, wobei der C-förmige Haltering (75) mit einem Werkzeug befestigt wird, das durch die Werkzeugaufnahme (717) und die beiden Werkzeuglöcher (754) ragt, wonach das Stellrad (74) an den Verstellsitz (71) montiert wird; wobei der Innendurchmesser des C-förmigen Halterings (75) kleiner als der Außendurchmesser der externen Ringnut (716) ist, während der Außendurchmesser des C-förmigen Halterings (75) kleiner als der Innendurchmesser der internen Ringnut (744) ist.
Aufbau des manuellen Membranventils aus Fluorharz nach Anspruch 13, wobei die Rillenbreite W -0,0 mm>=T>= W -0,1 mm beträgt; wobei die Kraft der Druckwelle direkt an das Stellrad (74) und über den C-förmigen Haltering (75) an den Aufbau des Ventilkörpers übertragen wird, wenn der Ventilschaft (4a) einer Druckwelle ausgesetzt ist.
Aufbau des manuellen Membranventils aus Fluorharz nach Anspruch 13, wobei der Verschiebungsanzeiger (76) an der Oberseite (63) des Stellrades (74) montiert ist; wobei der Ventilschaft (4a) durch das Mittenloch (64) des Verschiebungsanzeigers (76) ragt; wobei die Montageeinheit für Sicherungsmuttern (78) montiert ist; wobei der Ventilschaft (4a) mit der Montageeinheit für Sicherungsmuttern (78) fest am Verschiebungsanzeiger (76) gesichert ist; wobei die Montageeinheit für Positioniermuttern (77) am Sicherungsgewinde (47) montiert ist; wobei die untere Mutter der Montageeinheit für Positioniermuttern (77) an der Oberseite (63) des Stellrades (74) befestigt ist, wenn das Ventil geschlossen ist, während die Montageeinheit für Positioniermuttern (77) durch festes Festziehen der oberen Mutter am Ventilschaft (4a) befestigt ist; wobei eine Mittenlinie von zwei Muttern der Montageeinheit für Positioniermuttern (77) als Referenz für die Positionsanzeige dient, die einem Nullpunkt der Verschiebungsskala (762) entspricht; wobei zum erneuten Einstellen des Öffnungsgrades des Ventils die Montageeinheit für Sicherungsmuttern (78) gelockert und danach mit dem Stellrad (74) auf eine gewünschte Position eingestellt wird, wobei die Montageeinheit für Sicherungsmuttern (78) erneut gesichert wird.
Aufbau des manuellen Membranventils aus Fluorharz nach Anspruch 13, wobei der Verstellsitz (71) im oberen Ventildeckel (6a) integriert ist.
Aufbau des manuellen Membranventils aus Fluorharz nach Anspruch 13, wobei der Ventilschaft (4a) ein hohler Schaft ist und ein Befestigungsende (41), eine Schaftstange (42), mehrere Gasführungslöcher (413), ein Stellschraubengewinde (46), ein Sicherungsgewinde (47) und einen Kolben (44) aufweist; der Verstellsitz (71) eine Schulter (711), einen Halsteil (712), einen Innenraum (713), eine externe Ringnut (716), eine Werkzeugaufnahme (717) und einen Anschlagpfosten (719) aufweist; wobei der obere Ventilkörper (32) eine Verdrehsicherung für den Ventilschaft (4a) schafft, wenn der Kolben (44) mit einem oberen Ventilkörper (32) gekoppelt ist.
Aufbau des manuellen Membranventils aus Fluorharz nach Anspruch 18, wobei der Ventilschaft (4a) ein hohler Schaft ist und ein Befestigungsende (41), eine Schaftstange (42), mehrere Gasführungslöcher (413), ein Stellschraubengewinde (46), ein Sicherungsgewinde (47), einen Kolben (44) und einen Schiebeteil (45) aufweist; wobei der Verstellsitz (71) eine Schulter (711), einen Halsteil (712), einen Innenraum (713), eine externe Ringnut (716), eine Werkzeugaufnahme (717), einen Anschlagpfosten (719), einen Fixiersitz (714) und ein Feststellgewinde (715) aufweist; wobei der Verstellsitz (71) zum Montieren eines Fixierrings (72) verwendet wird; wobei eine Fixierschraubenhülse (73) zum Sichern des Fixierrings (72) verwendet wird; wobei der Fixierring (72) einen Flansch (721), eine externe Ringfläche (722) und ein internes Langloch (723) aufweist; wobei die Fixierschraubenhülse (73) ein externes Schraubengewinde (731), ein Mittenloch (64) und einen Verdrehteil (733) aufweist; wobei das interne Langloch (723) mit dem Schiebeteil (45) des Ventilschafts (4a) gekoppelt ist; und wobei die Verdrehsicherung des Ventilschafts (4a) mit dem Fixierring (72) gewährleistet wird.
Aufbau eines manuellen Membranventils aus Fluorharz mit einer Schutzvorrichtung, mit der eine falsche Bedienung verhindert wird und ein Ventilschaft (4a) an eine Einstellvorrichtung und einem Verschiebungsanzeiger (76) befestigt ist; wobei ein Öffnungsgrad des manuellen Ventils mit dem Ventilschaft (4a) und der Einstellvorrichtung einstellbar ist; wobei der Ventilschaft (4a) ein Sicherungsgewinde (47) aufweist und aus einer Montageeinheit für Positioniermuttern (77) und einer Montageeinheit für Sicherungsmuttern (78) besteht; wobei mit der Schutzvorrichtung eine falsche Bedienung verhindert wird; dadurch gekennzeichnet, dass: die Schutzvorrichtung aus einem Verschiebungsanzeiger (76) und einer Sicherheitsabdeckung (79) besteht; wobei der Verschiebungsanzeiger (76) in Form eines torförmigen Streifens einen Verschiebungsraum (761), eine Positionsskala, zwei Befestigungslöcher (763), ein Mittenloch (64), einen Sicherheitssitz (765), eine Sicherungsrippe (793) und ein Verriegelungsloch (794) aufweist; wobei die Montageeinheit für Positioniermuttern (77) am Ventilschaft (4a) gesichert wird, nachdem der Öffnungsgrad des Ventils mit der Einstellvorrichtung eingestellt wurde; wobei die Montageeinheit der Sicherungsmuttern (78) fest am Verschiebungsanzeiger (76) gesichert wird; wobei die Sicherheitsabdeckung (79) eine innere Aufnahmekammer (791), eine Befestigungsseite (792), eine Sicherungsrippe (793) und ein Verriegelungsloch (794) aufweist; wobei die Befestigungsseite (792) der Sicherheitsabdeckung (79) am Sicherheitssitz (765) des Verschiebungsanzeigers (76) montiert ist; wobei die Sicherungsrippe (793) der Sicherheitsabdeckung (79) mit der Sicherungsrippe (766) des Verschiebungsanzeigers (76) übereinstimmt; wobei die beiden Verriegelungslöcher (794) miteinander verbunden sind und mit einem Schloss verriegelt sind; wobei die Aufnahmekammer (791) der Sicherheitsabdeckung (79) zur Aufnahme des Verschiebungsanzeigers (76) und des Ventilschafts (4a) konfiguriert ist.
Aufbau des manuellen Membranventils aus Fluorharz nach Anspruch 20, wobei ein Verschiebungsanzeiger (76) an der Oberseite (63) des oberen Ventildeckels (6a) eines normalerweise geschlossenen Pneumatikventils montiert ist; wobei eine Positioniersäule an einer Unterseite des Verschiebungsanzeigers (76) angebracht ist, um mit dem Positionierloch (69) des oberen Ventildeckels (6a) gekoppelt zu werden; wobei der Verschiebungsanzeiger (76) weiter aus einer Anschlagschraube (70), der Montageeinheit für Sicherungsmuttern (78) und einer Sicherheitsabdeckung (79) besteht; wobei die Anschlagschraube (70) zuerst mit der Montageeinheit für Sicherungsmuttern (78) installiert wird und durch das Mittenloch (64) des Verschiebungsanzeigers (76) ragt; wobei die Montageeinheit für Sicherungsmuttern (78) vom Endstück der Anschlagschraube (70) aus installiert wird, bis das Endstück der Anschlagschraube (70) eine erforderliche Höhe erreicht; wobei die Anschlagschraube (70) zu diesem Zeitpunkt fest an der Montageeinheit für Sicherungsmuttern (78) gesichert ist; wobei beim Einleiten eines Hochdruckgases in den Antriebszylinder (10d) ein Endstück (843) des Ventilschafts (4a) mit der Anschlagschraube (70) blockiert wird; wobei die Sicherheitsabdeckung (79) zum Schutz des Verschiebungsanzeigers (76) konfiguriert ist.
Aufbau des pneumatischen Membranventils aus Fluorharz, das ein Pneumatikventil mit einem Aufbau zum Erhöhen der Wärmeableitung ist, das zur Flüssigkeitsförderung bei einer Temperatur von 200°C ohne Zwangskühlung mit einem externen Gas und zur Flüssigkeitsförderung bei einer Temperatur von 230°C mit Zwangskühlung mit einem externen Gas verwendbar ist, wobei das Pneumatikventil aus einem Antriebszylinder (10d), einem Ventilteil (10a) und einem Dichtungsmechanismus (3) besteht; wobei der Antriebszylinder (10d) und der Ventilteil (10a) je vier Sperrpfosten (13) und vier Metallschrauben, die für die Luftdichtheit verwendet werden, aufweisen; wobei der Antriebszylinder (10d) aus einem oberen Ventilkörper (32), einem oberen Ventildeckel (6a) und einem Ventilschaft (4a) besteht und einen Zylinderraum (17) und eine Teilstruktur des Ventilteils (10a) aufweist; wobei der Ventilschaft (4a) ein hohler Schaft ist und ein Befestigungsende (41), eine Schaftstange (42), mehrere Gasführungslöcher (413) und einen Kolben (44) aufweist; wobei der Zylinderraum (17) ein luftdichter Raum vom oberen Ventildeckel (6a) zum oberen Ventilkörper (32) ist; wobei der Kolben (44) den Zylinderraum (17) in einen Gasraum (171) und einen Federraum (172) unterteilt; wobei der Ventilteil (10a) aus einem Ventilkörper (2a), dem oberen Ventilkörper (32), einer Membran (30) und einem Ventilschaft (4a) besteht; wobei der Ventilkörper (2a) einen Einlass (21), einen Auslass (22) und eine Ventilkammer (23) aufweist und aus einem ringförmigen Teil (24a) und einem quadratischen Teil (25) besteht; wobei die Membran (30) aus einem Peripherieteil (301), einem elastischen Teil (302) und einem Mittenteil (303) besteht; wobei der ringförmige Teil (24a) eine schalenförmige Struktur mit einer Öffnung ist, wobei ein Boden des ringförmigen Teils (24a) als die Ventilkammer (23) definiert ist; wobei der ringförmige Teil (24a) eine Dichtungsfläche (24), eine externe Ringfläche (245), einen minimalen Durchmesserbereich (241), ein internes Schraubengewinde (242), ein oder mehrere Kühlgaslöcher (162), eine Kühlgas-Ringnut (163), eine Oberflächendichtung (246), eine interne Ringfläche (247) und vier Sperrpfosten (13) aufweist; wobei die Membran (30) aus einem Peripherieteil (301), einem elastischen Teil (302) und einem Mittenteil (303) besteht; wobei die Zylinderkammer inwendig im oberen Ventildeckel (6a) gebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass: der Ventilteil (10a) außerdem einen Dichtungsring (31) umfasst, wobei der ringförmige Teil (24a) ferner einen gerippten Plattenaufbau (244) und zwei Gassperren (14) umfasst; wobei der Dichtungsmechanismus aus dem ringförmigen Teil (24a), dem gerippten Plattenaufbau (244), der Membran (30), dem Dichtungsring (31) und dem oberen Ventilkörper (32) besteht; wobei der obere Ventildeckel (6a) eine innere Aufnahmekammer (791), eine interne Ringfläche (247), eine externe Ringfläche (245), eine Oberseite (63), ein Mittenloch (64), mehrere ringförmige gerippte Platten (441), die vier Sperrpfosten (13) und die beiden Gassperren (14) aufweist; wobei die ringförmigen gerippten Platten (441) beabstandet und auf der externen Ringfläche (245) des oberen Ventildeckels (6a) verteilt sind; wobei der obere Ventilkörper (32) ein Sicherungsgewinde (47), eine Spannrille (322), ein Schaftloch (323), eine oder mehr ringförmige Rillen (324), mehrere gerippte Rillenplatten (325), eine Membrankammer (326) und eine Spannfläche (327) aufweist; wobei der Peripherieteil (301) obere und untere Seitenflächen aufweist; wobei die obere Seitenfläche als kraftaufnehmende Fläche (304) definiert ist; wobei die untere Seitenfläche als eine Passfläche (305) definiert ist; wobei die Passfläche (305) und die kraftaufnehmende Fläche (304) nicht ebene oder konische Flächen sind; wobei die Passfläche (305) an die Dichtungsfläche (24) befestigt ist; und wobei die kraftaufnehmende Fläche (304) mit dem Straffungsende (315) des Dichtungsrings (31) fest angedrückt wird; wobei der Dichtungsring (31) einen annähernd rechteckigen Querschnitt und zwei Enden aufweist, die als ein kraftaufnehmendes Ende (314) und als ein Straffungsende (315) definiert sind; wobei das kraftaufnehmende Ende (314) des Dichtungsrings (31) dem Druck der Spannfläche (327) standhält; wobei das Straffungsende (315) des Dichtungsendes (31) den ringförmigen Teil (24a) der Membran (30) an die Dichtungsfläche (24) drückt und dadurch einen Krafteinleitungswinkel ε und eine Spannkraft F bildet; wobei der Krafteinleitungswinkel ε der eingeschlossene Winkel der Normalen N des ringförmigen Teils (24a) ist; wobei der Krafteinleitungswinkel ε im Bereich von 0° < ε ≤ 15° liegt; und wobei das Straffungsende (315) ein stumpfer Winkel β, 110° ≤ β ≤ 150°, ist.
Aufbau des pneumatischen Membranventils aus Fluorharz nach Anspruch 22, wobei der gerippte Plattenaufbau (244) an der externen Ringfläche (245) des ringförmigen Teils (24a) angeordnet ist und aus einer oder mehreren ringförmigen gerippten Platten (441) und mehreren vertikalen gerippten Platten (442) besteht; wobei die mehreren vertikalen gerippten Platten (442) durch den quadratischen Teil (25) axial an allen ringförmigen gerippten Platten (441) befestigt sind; wobei eine axiale Verteilungsposition des gerippten Plattenaufbaus (244) den minimalen Durchmesserbereich (241) und die externe Ringfläche (245) und ebenfalls eine axiale Länge des internen Schraubengewindes (242) begrenzt.
Aufbau des pneumatischen Membranventils aus Fluorharz nach Anspruch 22, wobei die ringförmige gerippte Platte (441) und der Dichtungsmechanismus (3) zum Verbessern der Festigkeit des Aufbaus und des Wärmeableitungseffekts des Zylinderraums (17) konfiguriert sind; wobei vier Ecken der ringförmigen gerippten Platten (441) und der ringförmige Teil (24a) je über die Sperrpfosten (13) verfügen, über dem minimalen Durchmesserbereich (241) des ringförmigen Teils (24a) montiert und vom quadratischen Teil (25) beabstandet und über diesem angeordnet sind.
Aufbau des pneumatischen Membranventils aus Fluorharz nach Anspruch 22, wobei eine der beiden Gassperren (14) des oberen Ventildeckels (6a) und die beiden Gassperren (14) des ringförmigen Teils (24a) zum Einleiten eines Hochdruckgases in den Gasraum (171) konfiguriert sind, während die andere zum Einleiten des Kühlgases konfiguriert ist; wobei die Gassperren (14), die das Kühlgas einleiten, über eine Kühlgas-Ringnut (163) verfügen, die am ringförmigen Teil (24a) befestigt ist; wobei die Gassperren (14) Kühlgaslöcher (162) aufweisen, um für ein externes Zwangskühlgas eine Verbindung zu bilden; wobei sämtliche Gassperren (14) über dem minimalen Durchmesserbereich (241) montiert sind.
Aufbau des Membranventils aus Fluorharz mit einem Kühlgas-Strömungskanal (16) zum Befördern einer Flüssigkeit bei einer Temperatur von <230°C mit Zwangskühlung mit einem externen Gas; wobei der Kühlgas-Strömungskanal (16) des Membranventils aus Fluorharz aus einem ringförmigen Teil (24a) eines Ventilkörpers (2a) besteht und eine Membrankammer (326) eines oberen Ventilkörpers (32), eine Membran (30), einen Dichtungsring (31) und einen Ventilschaft (4a) aufweist; wobei der Ventilschaft (4a) ein hohler Schaft ist und ein Befestigungsende (41), eine hohle Schaftstange (42) und mehrere Kühlgaslöcher (413) aufweist; wobei der Kühlgas-Strömungskanal (16) des Membranventils aus Fluorharz dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kühlgas-Strömungskanal (16) ein oder mehrere Kühlgaslöcher (162) zum Einleiten eines externen Kühlgases durch eine Rohrverbindung aufweist; wobei das Kühlgas durch eine Kühlgas-Ringnut (163), die an der Innenseite des ringförmigen Teils (24) vorgesehen ist, durch mehrere Kühlgas-Führungslöcher (164), die am Dichtungsring (31) vorgesehen sind, durch einen Membranraum (165) an der Seite der Membrankammer (326), die nicht mit Flüssigkeit in Berührung kommt, und durch mehrere Entlüftungslöcher (166), die am Befestigungsende (41) des Ventilschafts (4b) gebildet sind, zum Schaftloch (167) strömt, wonach das Kühlgas aus der anderen Seite austritt.
Aufbau des Membranventils aus Fluorharz nach Anspruch 26, wobei mit einem Mittel zur Warnung bei einer Undichtigkeit durch die Rohrverbindung oder durch das Achsloch (831) Dampf einer Flüssigkeit aufgefangen und ein System zur Erkennung einer Undichtigkeit angeschlossen wird.
Membranventil aus Fluorharz, umfassend einen Aufbau eines Gehäuses zur Wärmeableitung, das ein Pneumatikventil mit einem Aufbau zum Erhöhen der Wärmeableitung ist, das zum Befördern einer Flüssigkeit bei einer Temperatur von 230°C mit Zwangskühlung mit einem externen Gas verwendet wird; wobei das Pneumatikventil aus einem Antriebszylinder (10d), einem Ventilteil (10a) und einem Dichtungsmechanismus (3) besteht; wobei der Antriebszylinder (10d) und der Ventilteil (10a) je mit vier Sperrpfosten (13) gebildet sind; wobei vier Metallschrauben zur Herstellung einer Luftdichtheit verwendet werden; wobei der Antriebszylinder (10d) aus einem oberen Ventilkörper (32), einem oberen Ventildeckel (6a), einem Ventilschaft (4a), einem Zylinderraum (17) und einer Teilstruktur des Ventilteils (10a) besteht; wobei der Ventilschaft (4a) ein hohler Schaft ist und ein Befestigungsende (41), eine Schaftstange (42), mehrere Gasführungslöcher (413) und einen Kolben (44) aufweist; wobei der Zylinderraum (17) ein luftdichter Raum vom oberen Ventildeckel (6a) zum oberen Ventilkörper (32) ist; wobei der Kolben (44) den Zylinderraum (17) in einen Gasraum (171) und in einen Federraum (172) unterteilt; wobei der Ventilteil (10a) aus einem Ventilkörper (2a), dem oberen Ventilkörper (32), einer Membran (30) und einem Ventilschaft (4a) besteht; wobei der Ventilkörper (2a) einen Einlass (21), einen Auslass (22) und eine Ventilkammer (23) aufweist und aus einem ringförmigen Teil (24a) und einem quadratischen Teil (25) besteht; wobei die Membran (30) aus einem Peripherieteil (301), einem elastischen Teil (302) und einem Mittenteil (303) besteht; wobei der ringförmige Teil (24a) eine schalenförmige Struktur mit einer Öffnung ist; wobei ein Boden des ringförmigen Teils (24a) als Ventilkammer (23) definiert ist; wobei der ringförmige Teil (24a) eine Dichtungsfläche (24), eine externe Ringfläche (245), einen minimalen Durchmesserbereich (241), ein internes Schraubengewinde (242), ein oder mehrere Kühlgaslöcher (162), eine Kühlgas-Ringnut (163), eine Oberflächendichtung (246), eine interne Ringfläche (247) und die vier Sperrpfosten (13) aufweist; wobei die Membran (30) aus einem Peripherieteil (301), einem elastischen Teil (302) und einem Mittenteil (303) besteht; wobei die Zylinderkammer inwendig im oberen Ventildeckel (6a) definiert ist; dadurch gekennzeichnet, dass: der obere Ventildeckel (6a) eine innere Aufnahmekammer (791), eine interne Ringfläche (247), eine externe Ringfläche (245), eine Oberseite (63), ein Mittenloch (64), mehrere ringförmige gerippte Platten (441), die vier Sperrpfosten (13) und zwei Gassperren (14) aufweist; wobei die ringförmigen gerippten Platten (441) beabstandet und auf der externen Ringfläche (245) des oberen Ventildeckels (6a) verteilt sind; wobei der ringförmige Teil (24a) weiter zwei Gassperren (14) und einen gerippten Plattenaufbau (244) umfasst; wobei der gerippte Plattenaufbau (244) auf der externen Ringfläche (245) des ringförmigen Teils (24a) angeordnet ist und eine oder mehrere ringförmige gerippte Platten (441) und mehrere vertikale gerippte Platten (442) umfasst; wobei die mehreren vertikalen gerippten Platten (442) durch die quadratischen Teile (25) axial an allen ringförmigen gerippten Platten (441) befestigt sind; wobei eine axiale Verteilungsposition des gerippten Plattenaufbaus (244) den minimalen Durchmesserbereich (241) und die externe Ringfläche (245) ebenfalls eine axiale Länge des internen Schraubengewindes (242) begrenzt.
Membranventil aus Fluorharz nach Anspruch 28, wobei der obere Ventildeckel (6a) eine innere Aufnahmekammer (791), eine interne Ringfläche (247), eine externe Ringfläche (245), eine Oberseite (63), ein Mittenloch (64), einen gerippten Plattenaufbau (244), die vier Sperrpfosten (13) und zwei Gassperren (14) aufweist; wobei der gerippte Plattenaufbau (244) die externe Ringfläche (245) des oberen Ventildeckels (6a) aufweist und mehrere beabstandete ringförmige gerippte Platten (441) und mehrere vertikale gerippte Platten (442) umfasst; wobei die ringförmigen gerippten Platten (441) gleichmäßig und in gleichen Abständen auf der externen Ringfläche (245) verteilt sind; wobei die mehreren vertikalen gerippten Platten (442) eine axiale Länge der externen Ringfläche (245) begrenzen und an allen ringförmigen gerippten Platten (441) befestigt sind.
Aufbau des Membranventils aus Fluorharz, umfassend zugehörige Teile und Mechanismen eines Ventilteils (10a); wobei der Ventilteil (10a) einen Ventilkörper (2a), ein Krafteinleitungselement, einen oberen Ventildeckel (6a), eine Membran (30), einen Dichtungsring (31) und einen Ventilschaft (4a) umfasst; wobei der Ventilkörper (2a) einen Einlass (21), einen Auslass (22) und eine Ventilkammer (23) aufweist; wobei der Ventilschaft (4a) ein hohler Schaft ist und ein Befestigungsende (41), eine Schaftstange (42) und mehrere Gasführungslöcher (413) aufweist; wobei der obere Ventildeckel (6a) eine innere Aufnahmekammer (791), eine externe Ringfläche (245), eine Oberseite (63) und ein Mittenloch (64) aufweist; wobei die Membran (30) ein Peripherieteil (301), ein elastisches Teil (302) und ein Mittenteil (303) umfasst; wobei ein Ende des Ventilschafts (4a) ein Befestigungsende (41) aufweist, mit dem der Mittenteil (303) der Membran (30) gesichert werden kann; dadurch gekennzeichnet, dass: der Ventilkörper (2a) aus einem ringförmigen Teil (24a) und einem quadratischen Teil (25) besteht; wobei der ringförmige Teil (24a) eine schalenförmige Struktur mit einer Öffnung ist, wobei ein Boden des ringförmigen Teils (24a) als Ventilkammer (23) definiert ist; wobei der ringförmige Teil (24a) eine Dichtungsfläche (24), eine externe Ringfläche (245), einen minimalen Durchmesserbereich (241), einen gerippten Plattenaufbau (244), ein oder mehrere Kühlgaslöcher (162), eine Kühlgas-Ringnut (163) und eine interne Ringfläche (247) aufweist; wobei die Öffnung mit dem oberen Ventildeckel (6a) geschlossen wird; wobei der gerippte Plattenaufbau (244) aus einer oder mehreren ringförmigen gerippten Platten (441) und mehreren vertikalen gerippten Platten (442) besteht; wobei die mehreren vertikalen gerippten Platten (442) mit dem quadratischen Teil (25) axial an allen ringförmigen gerippten Platten (441) befestigt sind.