DE1023283B - Membranventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Membranventil mit einem geradlinig verlaufenden Durchflußkanal, der durch eine rechtwinklig zur Durchflußrichtung bewegliche ellipsoidförmige elastische Membran verschlossen wird, die mit Hilfe eines entsprechend geformten Druckkörpers in den Durchflußkanal hineinbewegbar ist und beim Schließen des Ventils im Bereich ihrer quer zur Durchflußrichtung des Ventils liegenden größeren Achse gegen eine Dichtungsfläche in dem an dieser Stelle entsprechend verbreiterten Durchflußkanal angepreßt wird.

Membranventil^ haben den Vorteil, daß sie leicht dicht ausgeführt werden können, wodurch Stopfbuchsen u. dgl. an den Ventilspindeln überflüssig werden. Erfahrungsgemäß sind Membranventile der obigen Art besonders geeignet, weil dabei die Auslenkung und Beanspruchung der Membran gering sind. Außerdem ist für die aus dem Durchflußkanal des Ventils herausbewegte Membran nur wenig Raum erforderlich, weil sie in dieser Stellung an der Oberseite des Durchflußkanals lediglich eine flache Wellenform einnimmt.

Andererseits ist bei den bisher bekanntgewordenen Membranventilen mit ellipsoidförmiger elastischer Membran nachteilig, daß die der Ellipsoidform angepaßte Dichtungsfläche des Ventilgehäuses nur schwer gleichmäßig abgedichtet werden kann. Es leuchtet ein, daß der Abstand zwischen Membran und Dichtungsfläche an den Stellen, wo die Membran senkrecht gegen die Dichtungsfläche bewegt wird, viel schneller verkleinert wird als an den Stellen, wo der Abstand zwischen Membran und Dichtungsfläche schräg zur Betätigungsrichtung liegt. Verläuft nun die Dichtungsfläche entlang der ovalen Umrißform eines Ellipsoids, so läßt sich eine gleichmäßige Anpressung überhaupt nicht vorherbestimmen und auch empirisch nur schwer erreichen. Ungünstig ist auch, daß die in Längsrichtung des Durchflußkanals ebenfalls ellipsoidförmige Krümmung des Druckkörper gegenüber der in dieser Richtung geradlinigen Ausdehnung der Dichtungsfläche des Ventilgehäuses je nach der Anpressung und nach dem vorhandenen Strömungsdruck ganz unterschiedliche Anlageflächen der Membran an der Dichtungsfläche ergibt.

Es ist schon vorgeschlagen worden, die üblichen Schieber mit einer elastischen Verkleidung zu versehen, die am oberen Ende in eine mehr oder weniger plattenförmige Membran übergeht und entlang ihren dortigen Rändern zur Abdichtung ausgenutzt ist. Wenn auch bei einem solchen Schieber die Dichtungsfläche des Gehäuses geradlinige Abschnitte aufweist, so bedingt der in sich nicht deformierbare Schieber doch eine unerwünschte Einschnürung der Durchflußöfjfnung, wenn er nicht zur vollen Freigabe des Membranventil

Anmelder:

Edward Watkin Wynn,

Wrexham, Denbighshire, Wales

(Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 21. Juli 1953

Edward Watkin Wynn,

Wrexham, Denbighshire, Wales (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Durchflußquerschnittes in seiner ganzen Höhe aus dem Durchflußkanal herausgezogen werden soll. Dazu müßte jedoch der an seinem oberen Ende befindliche Membranteil der elastischen Verkleidung besonders groß bemessen werden, wodurch wiederum zwischen dem Membranteil und dem Durchflußkanal ein erheblicher zusätzlicher ·— Anlaß zu Wirbelbildungen, Luftsäcken u. dgl. Störungen gebender — Hohlraum entstehen würde.

Bei einer anderen bekannten Membranventilausführung ist die Membran nicht ellipsoidförmig, sondern kugelschalenförmig gestaltet und gestattet nur eine verhältnismäßig geringe Hineinbewegung in den Durchflußkanal. Infolgedessen ist dieser an der Stelle der Membran mit einer weit über seine Mitte hinaufragende Querrippe versehen. Der Druckkörper weist nach der Membran hin eine entsprechend kugelförmig gewölbte Begrenzung auf, die durch eine Anzahl nebeneinanderliegender Querrippen gebildet wird, die zwischen feststehenden Querrippen von Gehäuseteilen des Ventils geführt sind. Wenn bei dem Ventil auch die mittlere Querrippe dieses Druckkörpers zugleich zum Andrücken der Membran gegen die im Durchflußkanal befindliche Querrippe dient, so können doch die entsprechend der Form des Druckkörpers kreisbogenförmig verlaufenden, die Membran

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Claims (3)

1. 3 4

   bei geschlossenem Ventil zwischen sich einspannenden körpers 26 von Ellipsoidform befestigt werden kann.

   Rippen die eingangs genannten Mangel des unter- Dieser nach oben herausragende Zapfen 24 k trägt

   schiedlichen Anpreßdruckes der Membran nicht be- einen zentralen Schraubenbolzen 24 m, der in den

   heben. Zapfen eingepreßt und gesichert ist. Nach dem Ein-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 5 drücken des Zapfens 24 k in die Bohrung 26 a werden

   Membranventil der eingangs genannten Art derart zu eine Unterlagsscheibe 27 und eine Mutter 28 von oben

   verbessern, daß eine gleichmäßige Abdichtung erzielt her über den Bolzen gezogen. Beim Anziehen der

   und zugleich die Lebensdauer der Membran erhöht Mutter 28 drückt die Unterlagsscheibe 27 auf das

   wird. elastische Material des Zapfens 24 k und preßt es Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch ge- ίο fest an die Wandungen der Bohrung 26a an, so daß

   löst, daß die in an sich bekannter Weise aus einem der Zapfen 24 k in dem Druckkörper 26 vollkommen

   flachen Mittelabschnitt und an diesen beiderseits an- gesichert ist.

   schließenden geradlinig gestreckten, schräg nach auf- Weiterhin ist es zweckmäßig und vorteilhaft, die

   wärts geneigten Seitenabschnitten bestehende Dich- Ränder 24a der Membran 24 mit nach außen aus-

   tungsfläche des Ventilgehäuses mit ihrem flachen 15 gebogenen Seitenkanten 24 e auszuführen, da die so

   Mittelabschnitt am geradlinig durch das Ventil ver- geformte Membran eine wirksame Verstärkung der

   laufenden Grund des Durchflußkanals liegt, während symmetrisch zur kleinen Achse liegenden Teile auf-

   der die Membran bewegende Druckkörper an seiner weist, die beim Schließen des Ventils eine größere

   Unterseite eine deutlich hervortretende Rippe auf- Beanspruchung erfahren.

   weist. 20 Von der Seite gesehen hat die Membran die Form In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise eines ovalen Napfes mit schrägen Seitenwänden 24gveranschaulicht; es zeigt und einem flachen Bodenteil 24h. Die innere Ober-Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch das fläche des Durchflußkanals 20 c bildet die Dichtungsgeöffnete Membranventil, fläche für die Membran 24. Diese Dichtungsfläche ist Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt durch das ge- 25 in der Richtung des Durchflusses vollkommen gerade schlossene Membranventil, und glatt und weist geneigte Seitenflächen auf, die an Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Druck- ihrem unteren Ende in eine horizontale Fläche überkörpers, der die Membran des Ventils hinunterdrückt gehen (vgl. Fig. 2).

   und anhebt, Die Ebene der Befestigungsfläche 20 g liegt nahe au Fig. 4 eine Draufsicht auf den Druckkörper nach 30 oder unmittelbar in der parallelen Ebene, die durch Fig. 3, die Verbindungslinie der Mittelpunkte der Ein- und Fig. 5 eine Ansicht des Druckkörpers nach Fig. 3 Austrittsöffnungen 20 b und 20 c hindurchgeht. Der von unten her, Abstand a, wie er in Fig. 1 angegeben ist, soll nicht Fig. 6 eine Seitenansicht des Druckkörpers, kleiner sein als zwei Fünftel der Durchmesser b der Fig. 7 eine Draufsicht auf die im Ventil verwendete 35 Ein- und Austrittsöffnungen 20 b und 20 c. Die so geMembran, gebene obere Grenze ist durch das Membranmaterial Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besitzt das bedingt, während die untere Grenze für die Ebene der Membranventil ein Gußgehäuse 20 mit einem glatten Befestigungsfläche 20 g selbstverständlich von dem Durchflußkanal 20 a, der an seinen Enden mit Flan- Durchlaßvermögen des Ventils oder der Geschwindigschen versehene, kreisrunde Ein- und Auslaßöffnungen 4° keit der durch das Ventil strömenden Flüssigkeit ab-20& und 20c aufweist. hängig ist.

   Der mittlere Teil des Gehäuses 20 hat auf seiner Der Druckkörper 26 hat an seinen Enden Nasen Oberseite eine ungefähr elliptische Öffnung, deren 26 b, die in den entsprechend ausgearbeiteten seitgroße Achse im rechten Winkel zu der Durchfluß- liehen Vertiefungen des domartigen Aufsatzes 23 linie liegt. Von den Rändern der elliptischen Öffnung 45 gleiten können, so daß der Druckkörper 26 zwar auf erstrecken sich Flansche nach außen, auf die der und ab bewegt, aber nicht in dem Aufsatz 23 gedreht domartige Aufsatz 23 mit elliptischem Querschnitt werden kann. W⁷ie man deutlich in den Fig. 5 und 6 aufgesetzt ist. Dieser hat einen Flansch 23 α, der einer sieht, hat der Druckkörper 26 an seiner Unterseite Befestigungsfläche 20 g angepaßt ist. eine Rippe 26 c. Diese Rippe 26 c hat — von der Seite Zwischen dem Flansch 23 a des domartigen Auf- 50 gesehen — eine Form, die der Form des Teils 24 b satzes 23 und der Befestigungsfläche 20 g- ist der der Membran 24 entspricht, nämlich schräg ver-Randteil24a einer Membran 24 eingeklemmt. Die laufende Endteile 26 ti, die in einen geraden Bodenteil Membran, die aus einem biegsamen und elastischen 26 e übergehen. Der Druckkörper 26 ist auf seiner Material besteht, hat einen nach unten durchhängen- hohlen Innenseite mit Vorsprüngen 26 / versehen, in den, der Abdichtung dienenden Teil 24 b, der wie ein 55 deren Bohrungen 26 g ein Querbolzen 29 sitzt, der der hohles Ellipsoid geformt ist. In der Nähe ihrer Ecken Befestigung des Druckkörpers 26 an dem unteren weist die Membran 24 Löcher 24c auf, durch die die Ende einer Spindel 30 dient.

   Schrauben 21, 22 hindurchgesteckt werden. Der Die Spindel 30 sitzt in dem mit Innengewinde ver-

   Randteil 24 a der Membran 24 hat gerade vordere und sehenen Teil 31a einer Hülse 31, die in dem oberen

   rückwärtige Kanten 24 d, biegt sich aber auf den 60 Teil des Aufsatzes 23 drehbar gelagert, aber nicht

   Seiten 24 e nach außen aus und trägt an einer dieser axial verschiebbar ist. Der obere Teil der Hülse 31

   Seiten einen Lappen 24/, auf dem die für die Kenn- ragt aus dem Aufsatz 23 heraus und ist mit einem

   zeichnung der verwendeten Membran notwendigen Handrad 32 od. dgl. verbunden. Bezeichnungen und sonstige Angaben angebracht
   werden können. 65

   Der ellipsoidförmige Teil 24& der Membran 24 Patentansprüche, trägt in seiner Mitte einen nach oben herausragenden Zapfen 24^, der so bemessen ist, daß er in eine 1. Membranventil mit einem geradlinig verumgekehrt konisch ausgeführte Bohrung 26 α (Fig. 4) laufenden Durchflußkanal, der durch eine rechtin der Achse eines aus Metall bestehenden Druck- 7° winklig zur Durchflußrichtung bewegliche ellipsoid-

   förmige elastische Membran verschlossen wird, die mit Hilfe eines entsprechend geformten Druckkörpers in den Durchflußkanal hineinbewegbar ist und beim Schließen des Ventils im Bereich ihrer quer zur Durchfluß richtung des Ventils liegenden größeren Achse gegen eine Dichtungsfläche in dem an dieser Stelle entsprechend verbreiterten Durchflußkanal angepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise aus einem flachen Mittelabschnitt und an diesen beiderseits anschließenden geradlinig gestreckten, schräg nach aufwärts geneigten Seitenabschnitten bestehende Dichtungsfläche des Ventilgehäuses (20) mit ihrem flachen Mittelabschnitt am geradlinig durch das Ventil verlaufenden Grund des Durchflußkanals (20 a) liegt, während der die Membran (24) bewegende Druckkörper (26) an seiner Unterseite eine deutlich hervortretende Rippe (26 d, 26 e) aufweist.
2. 2. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (24) innerhalb der ihre größere Achse aufnehmenden Querebene des Ventils einen Querschnitt mit einer der Dichtungsfläche (20a) angepaßten Außenkontur aufweist.
3. 3. Membranventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Befestigungsfläche der Membran durch einen flachen Randteil mit im wesentlichen rechteckigem Umfang gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Seitenkanten des Randteiles (24 a) nach außen hin konvex verlaufen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 503 770, 504 449, 793;

   schweizerische Patentschrift Nr. 281 836;
   belgische Patentschrift Nr. 498 012;
   britische Patentschrift Nr. 624 576.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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