DE1119073B

DE1119073B - Ventil mit pneumatischem oder hydraulischem Antrieb

Info

Publication number: DE1119073B
Application number: DEB48793A
Authority: DE
Inventors: Christian Buerkert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-05-03
Filing date: 1958-05-03
Publication date: 1961-12-07

Description

Ventil mit pneumatischem oder hydraulischem Antrieb Die Erfindung betrifft ein Ventil, vorzugsweise ein Regelventil, das pneumatisch oder hydraulisch betätigt wird. Der Antrieb ist so ausgebildet, daß das Ventil an Ort und Stelle, d. h. im eingebauten Zustand, in der Wirkungsweise umgekehrt werden kann, so daß es bei steigendem Antriebsdruck in einem Falle schließt und im anderen Falle öffnet.
Bei den bekannten Konstruktionen war es üblich, zur Umkehrung den Ventilsitz und das Verschlußstück umzudrehen. Abgesehen von den Konstruktionsschwierigkeiten und der Unannehmlichkeit, die Umstellung im eingebauten Zustand vorzunehmen, bedeutet eine solche Konstruktion, daß bei einer der Betriebsarten die Stange, die das Verschlußstück trägt, durch den Ventilsitz hindurchgeht. Dies kann insbesondere bei kleinen Sitzdurchmessern und verschmutztem Medium zu Schwierigkeiten im Betrieb führen.
Es sind in ihrer Funktion umkehrbare Kolbenschieber mit nur auf einer Seite vom Druckmittel beaufschlagter Membrane bekanntgeworden, bei denen die Umkehrung dadurch bewirkt wird, daß der mit dem Antrieb verbundene Kolbenschieber in zwei verschiedene Ausgangsstellungen gebracht werden kann. Kolbenschieber haben im allgemeinen den Nachteil, daß sie schwer abzudichten sind und auch keine parabolische Ausbildung des Verschlußstücks zulassen. Auch kann die Membrane dieses Ventils nur einseitig beaufschlagt werden.
Auch sind Konstruktionen bekanntgeworden, bei denen das Membrangehäuse für die Umkehrung der Antriebsrichtung zwei Anschlüsse zur wechselseitigen Beaufschlagung hat. Bei einem solchen Ventil wird die Umkehrbarkeit dadurch erreicht, daß die Rückstellfeder in der einen Antriebsrichtung ihr festes Widerlager am Boden einer in einer topfförmigen Vertiefung des Membrantellers angeordneten Hülse und das bewegliche Widerlager in einem mit der Verlängerung der Ventilstange verbundenen Anschlag hat; nach Umkehrung derAntriebsrichtung und Entfernung der Hülse und des Anschlages bildet der Boden der topfförmigen Vertiefung das bewegliche und der Deckel des Gehäuses das feste Widerlager.
Bei einer weiteren Ausführung wurde vorgeschlagen, die Rückstellfeder auf einer mit einer Stellmutter drehbaren, die Gewindespindel umgebenden Hülse anzuordnen, in welcher Haltevorrichtungen in Form von Stiften für eine, die Rückstellfeder abstützende -wahlweise oberhalb oder unterhalb derselben anbringbare, zweigeteilte Widerlagerplatte angeordnet sind.
Ein besonderer Vorteil des Erfindungsgegenstandes gegenüber den bisher bekannten Ausführungen liegt darin, daß die Umstellung der Wirkungsweise auf einfachstem Wege mit einem einzigen Handgriff erreicht werden kann. Es bedarf hierzu weder einer Umstellung noch eines Entfernens von meist schwer zugänglichen Teilen, so daß die Umkehrung während des Betriebes von jedem Nichtfachmann. ausführbar ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ventil mit Antrieb durch ein Druckmittel, das wahlweise auf die Ober- oder Unterseite einer mit dem Verschlußstück verbundenen Membran od. dgl. geleitet wird und einer in ihrer Kraftwirkung dadurch umstellbaren Feder, daß diese durch Vertauschen des feststehenden und des beweglichen Widerlagers entweder in Schließ- oder in öffnungsrichtung gespannt wird.
Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, daß die beiden Federwiderlager Innengewinde besitzen, die mit einer außerhalb des Antriebs hervorstehenden, einstellbaren, axial festgelegten Gewindespindel zusammenwirken, derart, daß jeweils ein Federwider-Lager mit dem Gewindeteil der Gewindespindel in Eingriff steht, aber keine formschlüssige Verbindung mit einem mit der Membran od. dgl. verbundenen Teil hat, während das andere Federwiderlager außer Eingriff mit dem Gewindeteil der Gewindespindel steht und an einem mit der Membran od. dgl. verbundenen Teil Anlage hat und sich dabei frei über dem gewindefreien Teil der Gewindespindel bewegen kann.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Feder im Raum des Antriebsdruckmittels untergebracht. Damit ist die Feder vor Korrosionsangriffen, wie sie beim Betrieb von Regelventilen beispielsweise in der chemischen Industrie auftreten können, geschützt. Bei den bekannten Ausführungen ist normalerweise die Feder der äußeren Atmosphäre ausgesetzt.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert sowie in den Ansprüchen enthalten.
Die Zeichnung zeigt das erfindungsgemäße Regelventil in einem Längsschnitt in halbgeöffneter Stellung. Im Ventilgehäuse 1 befindet sich der Ventilsitz 2, dem das Verschlußstück 3 gegenübersteht, das an der Ventilstange 4 befestigt ist. Diese ist durch den Flansch 5, der mittels Schrauben 6 am Gehäuse 1 befestigt ist, hindurchgeführt. Die Abdichtung der Ventilstange 4 besorgt eine Stopfbüchsenpackung 7, die durch eine Büchse 8 und überwurfmutter 9 nachzustellen ist. Ein als Zeiger ausgebildeter Ring 11 hält die beiden Kupplungshälften 10 zusammen. Diese vermitteln über die geteilten Ringe 12 die Axialbewegung von der Stange 13 auf die Stange 4. Anstatt der geteilten Ringe können die Kupplungshälften auch mit Rechts- und Linksgewinde versehen sein. Ein Rohr 14 verbindet den Flansch 5 mit dem Membrangehäuse, das aus den Schalen 15 und 16 besteht. Zur Abdichtung gegen ein Austreten des Antriebsdruckmittels ist eine Lippendichtung 17 in dem Zwischenflansch 18 in geeigneter Weise befestigt. Der untere Membranteller 19 ist mit einem Hals 20 versehen, in dessen Boden 21 die Ventilstange 13 mittels der Mutter 22 dicht befestigt ist. Die Membran 24 wird mittels der Schrauben 25 zwischen dem unteren Membranteller 19 und dem oberen Membranteller 26 gehalten. Für den Anschluß des Antriebsdruckmittels sind die beiden Gewindenippel 27 und 28 vorgesehen. Die Membranschalen werden durch einen umlaufenden profilierten Ring 29 mittels einer oder mehrerer tangential angeordneten Schrauben 30 zusammengepreßt.
Die Ventilfeder 31, welche die Gegenkraft für den Membranantrieb liefert, stützt sich einerseits auf das untere Federwiderlager 32 und andererseits auf das obere Federwiderlager 33. Beide sind innen mit demselben Gewinde versehen und weisen eine Nut auf, die sich in einer Rippe 34 gegen Verdrehung führt.
Im gezeichneten Zustand liegt das obere Federwiderlager 33 an der eingesprengten Anschlagscheibe 35 an, weil das Ventil als Schließventil (bei steigendem Antriebsdruck schließend) eingestellt ist. Das untere Federwiderlager 32 wird von der Gewindespindel 36 gehalten, die an ihrem unteren Ende mit einem entsprechenden Gewinde versehen ist. Gegen axiales Verschieben besitzt die Spindel 36 an ihrem oberen Ende einen Bund 37, der zwischen dem Führungsnippel 38 und der überwurfmutter 39 gehalten ist. Der Führungsnippel 38 sichert den Membranteller gleichzeitig gegen seitliches Verschieben. Ein O-Ring 40 besorgt die druckdichte Durchführung der Spindel 36, die an ihrem oberen Ende mit einem Mehrkant 41 zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels oder zur Befestigung eines Handrades versehen ist.
Das erfindungsgemäße Ventil arbeitet in. folgender Weise: Im gezeichneten halbgestellten Zustand wirkt das Antriebsdruckmittel, das durch den Stutzen 27 eintritt, auf die Membran 24 und den oberen Membranteller 26 nach unten druckerzeugend auf das Gestänge. Die Feder 31 erzeugt eine solche Gegenkraft, daß das gesamte längsbewegliche System dem angelegten Druck entsprechend verschieden hoch stabil steht. Bei weiter steigendem Antriebsdruck verschließt das Verschlußstück 3 den Durchgang im Sitz 2.
Zur Umkehrung der Wirkungsweise ist das Antriebsdruckmittel am Stutzen 28 anzuschließen. Gleichzeitig ist die Spindel 36 am Mehrkant 41 linksdrehend zu betätigen, so daß das Bolzengewinde an ihrem unteren Ende sich aus dem Federwiderlager 32 herausschraubt. Da beide Federwiderlager inwendig mit demselben Gewinde versehen sind und sich mittels einer Nut an ihrem äußeren Durchmesser längs einer Rippe 34 führen, die sich an dem Membranteller 19 befindet, faßt die Gewindespindel 36, bevor sie das untere Federwiderlager 32 verläßt, das obere Federwiderlager 33. Bei weiterem Linksdrehen setzt sich das Federwiderlager 32 auf den Boden 21 und vermittelt den Druck der Feder 31 über den Hals 20 auf den Membranteller 19, weil sich das obere Federwiderlager 33 unter der Schraubbewegung der Spindel 36 von der Anschlagscheibe 35 entfernt hat. Der Federdruck kann den jeweiligen Betriebsverhältnissen durch Drehung der Spindel 36 angepaßt werden, indem das jeweils mit der Spindel verschraubte Federwiderlager eine entsprechende Höhenlage einnimmt.
Grundsätzlich kann statt des Membranantriebes auch ein solcher mit Kolben oder Faltenbalg verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Ventil mit Antrieb durch ein Druckmittel, das wahlweise auf die Ober- oder Unterseite einer mit dem Verschlußstück verbundenen Membran od. dgl. geleitet wird und einer in ihrer Kraftwirkung dadurch umstellbaren Feder, daß diese durch Vertauschen des feststehenden und des beweglichen Widerlagers entweder in Schließ- oder in Öffnungsrichtung gespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federwiderlager (32, 33) Innengewinde besitzen, die mit einer außerhalb des Antriebs hervorstehenden, einstellbaren, axial festgelegten Gewindespindel (36) zusammenwirken, derart, daß jeweils ein Federwiderlager (32 bzw. 33) mit dem Gewindeteil der Gewindespindel (36) im Eingriff steht, aber keine formschlüssige Verbindung mit einem mit der Membran (24) od. dgl. verbundenen Teil hat, während das andere Federwiderlager (33 bzw. 32) außer Eingriff mit dem Gewindeteil der Gewindespindel (36) steht und an einem mit der Membran (24) od. dgl. verbundenen Teil (35 bzw. 21) Anlage hat und sich dabei frei über dem gewindefreien Teil der Gewindespindel (36) bewegen kann.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (31) sich innerhalb des Druckraumes für das Antriebsdruckmittel befindet.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ventilfeder (31) innerhalb eines Halses (20) befindet, der seinerseits mit dem Membranteller (19, 26) verbunden ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Ventilfeder (31) eine - Berylliumlegierung verwendet wird.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (36) aus dem Membrangehäuse (15,16) auf der dem Versehlußstück (3) abgewandten Seite in der Hauptsache herausgeführt ist.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung für die Gewindespindel (36) gleichzeitig als Führung für den Membranteller (19, 26) dient.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstange aus zwei Teilen (4,13) zusammengesetzt und mit einer lösbaren Kupplung (10,11,12) versehen ist. B.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung aus zwei Hälften (10) besteht, in die zweizweiteilige Ringe (12), die einmal in die Hälften (10) und zum anderen in die Stangenteile (4, 13) eingreifen, eingelegt sind.
9. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Stangenteile (4,13) mit Links- und der andere mit Rechtsgewinde versehen ist.
10. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeiger (11) zur Stellungsanzeige so ausgebildet ist, daß er gleichzeitig zum Zusammenhalten der beiden Kupplungshälften (10) dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1008 985,1021671; österreichische Patentschrift Nr. 194 668; britische Patentschrift Nr. 663 416; Prospektblatt »Membran-Ventile« der Fa. G. Mankenberg, Lübeck. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1086 098.