DE112013002449T5

DE112013002449T5 - Membranventil

Info

Publication number: DE112013002449T5
Application number: DE112013002449.7T
Authority: DE
Inventors: c/o Kabushiki Kaisha Fujikin Akamoto Hisatoshi; c/o Kabushiki Kaisha Fujikin Tanno Ryutaro; c/o Kabushiki Kaisha Fujikin Shikata Izuru
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-02-26
Anticipated expiration: 2033-09-07
Also published as: KR20150010949A; CN104334943A; JP2014070655A; CN104334943B; US9822888B2; DE112013002449B4; JP5710569B2; US20150144822A1; WO2014050514A1

Abstract

Die Erfindung stellt ein Membranventil bereit, das einen Ventilkörper, eine Membran, ein Gehäuseoberteil, eine Betätigungsvorrichtung und eine Fixiervorrichtung umfasst, wobei die Fixiervorrichtung ein Klemmelement zum einstückigen sandwichartigen Platzieren und Fixieren von umlaufenden Rändern des Gehäuseoberteils und des Ventilkörpers sowohl von der rechten als auch von der linken Seite umfasst, wobei ein kreisförmiges Anpresselement zum Anpressen eines umlaufenden Rands des Membranventils von oben zwischen der Membran und dem Gehäuseoberteil eingefügt ist, wobei das Anpresselement konvexe Abschnitte und konkave Abschnitte aufweist, wobei die konvexen Abschnitte in Einkerbungen passen, die an dem umlaufenden Rand der Membran oder des Ventilkörpers vorgesehen sind, und wobei die konkaven Abschnitte durch konvexe Abschnitte, die an dem umlaufenden Rand der Membran oder des Ventilkörpers vorgesehen sind, eingepasst sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Membranventil, insbesondere auf ein Membranventil, dessen Größe und Gewicht reduziert werden kann, das einfach zusammen- und auseinandergebaut werden kann und das eine präzise und einfache Positionierung der Membran ermöglicht.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Zur Fluidsteuerung ist ein Membranventil bekannt, das einen Ventilkörper, der einen Strömungskanal aufweist, durch den ein Fluid fließt, eine Membran, die den Strömungskanal durch Anliegen an dem Strömungskanal und Lösen von dem Strömungskanal öffnet/schließt, ein Gehäuseoberteil, das einen umlaufenden Rand der Membran zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Ventilkörper sandwichartig platziert, und eine Betätigungsvorrichtung, um die Membran auf und ab zu bewegen, umfasst.
Als Beispiel eines solchen herkömmlichen Membranventils ist ein Membranventil bekannt, das beispielsweise den Aufbau, der in der nachfolgenden Patentschrift 1 gezeigt ist, aufweist.
Bei diesem Membranventil wird ein umlaufender Rand (A) einer quadratischen Membran zwischen einem Flanschteil (B), das an einem oberen Teil des Ventilkörpers angebracht ist, und einem Flanschteil (C), das an einem unteren Teil des Gehäuseoberteils angebracht ist, sandwichartig platziert und dann mit einer Schraube (D) und einer Mutter (E) befestigt, so dass die Membran, das Gehäuseoberteil und der Ventilkörper, wie in 11 gezeigt, fixiert sind.
Das Membranventil mit einem derartigen Aufbau muss jedoch mit vier Schrauben und Muttern befestigt und fixiert werden und benötigt für das Zusammen- und Auseinanderbauen einen gewissen Zeitaufwand. Es besitzt daher nur eine geringe Arbeitseffizienz in Bezug auf Herstellung und Wartung.
Ferner besteht das Problem, dass das Membranventil ein Mehr an Größe und Gewicht erfordert, da ein Flanschteil angebracht werden muss, damit die Membran sandwichartig zwischen dem Ventilkörper und dem Gehäuseoberteil platziert werden kann.
Andererseits offenbart die im Folgenden angegebene Patentschrift 2 ein Membranventil, welches eine klemmenartige Befestigungsstruktur zum Fixieren eines Ventilkörpers und eines Gehäuseoberteils mit Hilfe eines Klemmelements aufweist.
Jedoch besteht bei dem offenbarten Stand der Technik das im Folgenden beschriebene Problem.
Der offenbarte Stand der Technik benötigt eine in planarer Ansicht kreisförmige Membran, weil die Verwendung einer klemmenartigen Befestigungsstruktur erforderlich ist. Daher besteht bei dem offenbarten Stand der Technik das Problem, dass sich die Membran beim Zusammenbau usw. nachteilig dreht und sie somit an einer vorgegebenen Stelle (Drehwinkel) schwerlich auf einfache und präzise Weise angeordnet werden kann. Insbesondere ist es bei einem Austausch der Membranen von Ventilen, die an einer Stelle mit schlechter Zugänglichkeit angebracht sind (beengte Platzverhältnisse für Fertigungslinien usw.), schwierig, eine Membran präzise zu positionieren und anzubringen, da es schwierig ist, dies durch Sichtprüfung zu erkennen.
DRUCKSCHRIFTEN AUS DEM STAND DER TECHNIK
Patentschriften

Patentschrift 1: Patentblatt Tokukai2012-041979
Patentschrift 2: Patentblatt Tokukoushsou43-13908

VON DER ERFINDUNG ZU LOSENDE PROBLEME
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das oben beschriebene Problem des herkömmlichen Standes der Technik zu lösen und ein Membranventil bereitzustellen, dessen Größe und Gewicht reduziert werden kann, das einfach zusammen- und auseinandergebaut werden kann, das eine gute Arbeitseffizienz in Bezug auf Herstellung und Wartung besitzt und das eine genaue und präzise Positionierung der Membran ermöglicht.
MITTEL ZUM LOSEN DER PROBLEME
Gemäß Anspruch 1 umfasst die vorliegende Erfindung einen Ventilkörper, der einen Strömungskanal aufweist, durch den ein Fluid fließt, eine Membran, die den Strömungskanal durch Anliegen an dem Strömungskanal und Lösen von dem Strömungskanal öffnet/schließt, ein Gehäuseoberteil, das einen umlaufenden Rand der Membran zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Ventilkörper sandwichartig platziert, eine am Gehäuseoberteil befestigte Betätigungsvorrichtung, um die Membran auf und ab zu bewegen, und eine Fixiervorrichtung zum Fixieren des Gehäuseoberteils und des Ventilkörpers, wobei die Fixiervorrichtung ein Klemmelement zum einstückigen sandwichartigen Platzieren und Fixieren von umlaufenden Rändern des Gehäuseoberteils und des Ventilkörpers, sowohl von der rechten als auch von der linken Seite, umfasst, wobei ein kreisförmiges Anpresselement zum Anpressen eines umlaufenden Rands der Membran von oben zwischen der Membran und dem Gehäuseoberteil eingefügt ist, wobei das Anpresselement konvexe Abschnitte und konkave Abschnitte aufweist, wobei die konvexen Abschnitte in Einkerbungen passen, die an dem umlaufenden Rand der Membran oder des Ventilkörpers ausgebildet sind, und wobei die konkaven Abschnitte durch konvexe Abschnitte, die an dem umlaufenden Rand der Membran oder des Ventilkörpers angeordnet sind, eingepasst sind.
Gemäß Anspruch 2 bezieht sich die Erfindung auf das Membranventil nach Anspruch 1, wobei die Unterseite der Membran ein vorstehendes Dichtungsteil umfasst, das quer über die Membran durch den Mittelpunkt der Membran verläuft, und wobei die Einkerbungen oder die Vorsprünge der Membran derart ausgebildet sind, dass sie über das vorstehende Dichtungsteil einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Gemäß Anspruch 3 bezieht sich die Erfindung auf das Membranventil nach Anspruch 2, wobei die konvexen Abschnitte und die konkaven Abschnitte, die an dem Anpresselement ausgebildet sind, so angeordnet sind, dass sie über den Mittelpunkt des Anpresselements jeweils einander gegenüberliegend angeordnet sind, und die konvexen Abschnitte und die konkaven Abschnitte jeweils an unterschiedlichen Positionen in Umfangsrichtung angeordnet sind.
Gemäß Anspruch 4 bezieht sich die Erfindung auf das Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der umlaufende Rand der Membran Einkerbungen umfasst, in die die konvexen Abschnitte passen, und der umlaufende Rand des Ventilkörpers Vorsprünge umfasst, die in die konkaven Abschnitte passen.
Gemäß Anspruch 5 bezieht sich die Erfindung auf das Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der umlaufende Rand der Membran Vorsprünge umfasst, die in die konkaven Abschnitte passen, und der umlaufende Rand des Ventilkörpers Einkerbungen umfasst, in die die konvexen Abschnitte passen.
Gemäß Anspruch 6 bezieht sich die Erfindung auf das Membranventil nach Anspruch 4, wobei der obere Teil des Gehäuseoberteils ein aufnehmendes Teil umfasst, das die Membran oder das Anpresselement aufnimmt, wobei das aufnehmende Teil von einer kreisförmigen umfangsseitigen Wandung umgeben ist und wobei die Vorsprünge des Ventilkörpers so ausgebildet sind, dass sie von der umfangsseitigen Wandung nach innen vorspringen.
AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 wird kein Flanschteil benötigt, um eine Membran sandwichartig zwischen einem Ventilkörper und einem Gehäuseoberteil zu platzieren; somit können der Ventilkörper und das Gehäuseoberteil so ausgebildet werden, dass sie eine kreisförmige äußere Form aufweisen, und die Größe und das Gewicht eines Membranventils reduziert werden können.
Eine Fixiervorrichtung zum Fixieren des Gehäuseoberteils und des Ventilkörpers umfasst ein Klemmelement zum einstückigen sandwichartigen Platzieren und Fixieren von umlaufenden Rändern des Gehäuseoberteils und des Ventilkörpers, sowohl von der rechten als auch von der linken Seite. Das Membranventil kann daher einfach zusammen- und auseinandergebaut werden und hat darüber hinaus eine gute Arbeitseffizienz in Bezug auf Herstellung und Wartung.
Ferner ist ein kreisförmiges Anpresselement zum Anpressen eines umlaufenden Rands der Membran von oben zwischen der Membran und dem Gehäuseoberteil eingefügt. Das Anpresselement weist konvexe Abschnitte und konkave Abschnitte auf. Die konvexen Abschnitte passen in Einkerbungen, die an dem umlaufenden Rand der Membran oder des Ventilkörpers ausgebildet sind, und die konkaven Abschnitte sind durch konvexe Abschnitte, die an dem umlaufenden Rand der Membran oder des Ventilkörpers angeordnet sind, eingepasst. Es ist daher möglich, die Membran in Bezug auf das Gehäuseoberteil zu positionieren, indem die Membran an dem Anpresselement angebracht wird, das beim Zusammenbauen an dem Gehäuseoberteil angebracht wird. Es ist außerdem möglich, das Anpresselement in Bezug auf den Ventilkörper zu positionieren, wenn das Gehäuseoberteil mit der daran angebrachten Membran an dem Ventilkörper angebracht wird. Es ist daher möglich, die Membran präzise zu positionieren und anzubringen, auch wenn es schwierig ist, eine Position der Membran durch Sichtprüfung zu erkennen, zum Beispiel wenn Membranen von Ventilen ausgetauscht werden, die an einer Stelle mit schlechter Zugänglichkeit angebracht sind.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 umfasst die Unterseite der Membran ein vorstehendes Dichtungsteil, das quer über die Membran durch den Mittelpunkt der Membran verläuft, und die Einkerbungen oder die Vorsprünge der Membran sind derart ausgebildet, dass sie über das vorstehende Dichtungsteil einander gegenüberliegend angeordnet sind. Es ist daher möglich, das vorstehende Dichtungsteil in einer präzisen Richtung anzuordnen und eine Verschlechterung der abdichtenden Funktion zu verhindern, indem die Einkerbungen und die Vorsprünge ausgebildet werden.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 sind die konvexen Abschnitte und die konkaven Abschnitte, die an dem Anpresselement ausgebildet sind, derart angeordnet, dass sie über den Mittelpunkt des Anpresselements jeweils einander gegenüberliegend angeordnet sind, und die konvexen Abschnitte und die konkaven Abschnitte jeweils an unterschiedlichen Positionen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Es ist daher möglich, die Membran präzise und einfach zu positionieren.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 umfasst der umlaufende Rand der Membran Einkerbungen, in die die konvexen Abschnitte passen, und der umlaufende Rand des Ventilkörpers enthält Vorsprünge, die in die konkaven Abschnitte passen. Es ist daher möglich, das Anpresselement und die Membran auf präzise und einfache Weise zu positionieren, indem die konvexen Abschnitte des Anpresselements in die Einkerbungen der Membran eingepasst werden, und das Anpresselement und den Ventilkörper auf präzise und einfache Weise zu positionieren, indem die Vorsprünge des Ventilkörpers in die konkaven Abschnitte des Anpresselements eingepasst werden.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 umfasst der umlaufende Rand der Membran Vorsprünge, die in die konkaven Abschnitte passen, und der umlaufende Rand des Ventilkörpers umfasst Einkerbungen, in die die konkaven Abschnitte passen. Es ist daher möglich, das Anpresselement und die Membran auf präzise und einfache Weise zu positionieren, indem die Vorsprünge der Membran in die konkaven Abschnitte des Anpresselements eingepasst werden, und das Anpresselement und den Ventilkörper auf präzise und einfache Weise zu positionieren, indem die konvexen Abschnitte des Anpresselements in die Einkerbungen des Ventilkörpers eingepasst werden.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 6 umfasst der obere Teil des Gehäuseoberteils ein aufnehmendes Teil, das die Membran oder das Anpresselement aufnimmt, wobei das aufnehmende Teil von einer kreisförmigen umfangsseitigen Wandung umgeben ist und die Vorsprünge des Ventilkörpers so ausgebildet sind, dass sie von der umfangsseitigen Wandung nach innen vorspringen. Es ist daher möglich, den Ventilkörper mit der daran angebrachten Membran und dem daran angebrachten Anpresselement auf präzise und einfache Weise an dem Gehäuseoberteil anzubringen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1: Diese Figur zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Membranventils nach der vorliegenden Erfindung.
2: Diese Figur zeigt eine Membran, wobei unter (a) eine perspektivische Draufsicht der Membran und unter (b) eine perspektivische Unteransicht der Membran gezeigt sind.
3: Diese Figur zeigt ein Anpresselement, wobei unter (a) eine perspektivische Draufsicht des Anpresselements und unter (b) eine perspektivische Unteransicht des Anpresselements gezeigt sind.
4: Diese Figur zeigt eine perspektivische Draufsicht eines Ventilkörpers.
5: Diese Figur verdeutlicht ein Verfahren zum Zusammenbau eines Membranventils nach der vorliegenden Erfindung.
6: Diese Figur verdeutlicht ein Verfahren zum Zusammenbau eines Membranventils nach der vorliegenden Erfindung.
7: Diese Figur verdeutlicht ein Verfahren zum Zusammenbau eines Membranventils nach der vorliegenden Erfindung.
8: Diese Figur verdeutlicht ein Verfahren zum Zusammenbau eines Membranventils nach der vorliegenden Erfindung.
9: Diese Figur verdeutlicht ein Verfahren zum Zusammenbau eines Membranventils nach der vorliegenden Erfindung.
10: Diese Figur verdeutlicht ein Verfahren zum Zusammenbau eines Membranventils nach der vorliegenden Erfindung.
11: Diese Figur zeigt eine perspektivische Explosionsansicht, welche beispielhaft ein herkömmliches Membranventil zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Membranventils nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen dargelegt.
1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Membranventils nach der vorliegenden Erfindung. In dieser Beschreibung bezieht sich eine Richtung nach oben auf die nach oben weisende Richtung in 1, und eine Richtung nach unten bezieht sich auf die nach unten weisende Richtung in 1.
Das Membranventil nach der vorliegenden Erfindung umfasst einen Ventilkörper (1), der einen Strömungskanal aufweist, durch den ein Fluid fließt, eine Membran (2), die den Strömungskanal durch Anliegen an dem Strömungskanal und Lösen von dem Strömungskanal öffnet/schließt, ein Gehäuseoberteil (3), das einen umlaufenden Rand der Membran (2) zwischen dem Gehäuseoberteil (3) und dem Ventilkörper (1) sandwichartig platziert, eine an dem Gehäuseoberteil (3) angebrachte Betätigungsvorrichtung (4), um die Membran (2) auf und ab zu bewegen, eine Fixiervorrichtung (5) zum Fixieren des Gehäuseoberteils (3) und des Ventilkörpers (1) und ein Anpresselement (6) zum Anpressen eines umlaufenden Rands der Membran (2) von oben, das zwischen der Membran (2) und dem Gehäuseoberteil (3) eingefügt ist.
2 zeigt die Membran (2), wobei unter (a) eine perspektivische Draufsicht der Membran (2) und unter (b) eine perspektivische Unteransicht der Membran (2) gezeigt sind. 2 zeigt die Membran (2) vor der Umformung.
Als Material für die Membran (2) wird in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Gummimaterial eingesetzt, wie zum Beispiel unter anderem Rohkautschuk, Nitrilkautschuk, Styrolkautschuk, Fluorkautschuk (FPM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) usw. Bei der Membran (2) kann es sich um eine einlagige Membran handeln, welche die oben erwähnten Gummimaterialien umfasst, aber auch um eine zweilagige Membran, auf die eine Gummimembran, welche die oben beschriebenen Gummimaterialien umfasst, und eine Kunstharzschicht, wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen-Harz (PTFE) usw., laminiert sind.
Die Membran (2) ist in planarer Draufsicht kreisförmig und ist ab ihrem umlaufenden Rand bis zu ihrem Mittelpunkt nach unten vertieft.
Die Unterseite der Membran (2) umfasst ein vorstehendes Dichtungsteil (7), welches quer über die Membran (2) durch den Mittelpunkt der Membran (2) verläuft. Dieses vorstehende Dichtungsteil (7) ist im rechten Winkel zu einer Strömungsrichtung eines Strömungskanals angeordnet und ist daran beteiligt, den Kreislauf eines Fluids, das in dem Strömungskanal fließt, zu blockieren, indem es an der Unterseite des Strömungskanals anliegt.
Der umlaufende Rand der Membran (2) umfasst ein Paar (zwei) Einkerbungen (8), die derart ausgebildet sind, dass sie über das vorstehende Dichtungsteil (7) einander gegenüberliegend angeordnet sind. Insbesondere sind das vorstehende Dichtungsteil (7) und eine Gerade, die ein Paar von Einkerbungen (8) verbindet, derart angeordnet, dass sie im Mittelpunkt der Membran in einem rechten Winkel aufeinander treffen (in einer um 90 Grad gedrehten Position). Auf einer Verlängerung des vorstehenden Dichtungsteils (7) ist keine Einkerbung (8) ausgebildet, und somit kann eine nachteilige Wirkung, wie zum Beispiel eine Verschlechterung der abdichtenden Funktion, vermieden werden, indem das vorstehende Dichtungsteil (7) bereitgestellt wird.
Konvexe Abschnitte (12), die an dem Anpresselement (6) vorgesehen sind und weiter unten erörtert werden, passen in die Einkerbungen (8), so dass die Membran (2) in Bezug auf das Anpresselement (6) positioniert ist.
Bei einer Betätigungsvorrichtung (4) handelt es sich um eine bekannte Vorrichtung, welche einen Schaft, der sich vertikal erstreckt und an seinem unteren Ende an den Mittelpunkt der Membran (2) angekoppelt ist, einen Griff (9), der an einem oberen Ende des Schafts angebracht ist, und einen Druckkörper (einen Kompressor) (10) umfasst, der an einem unteren Ende des Schafts angebracht ist (siehe Beschreibung zu 5 weiter unten). Der Druckkörper (10) und die Membran (2) sind über ein bekanntes Kupplungsmittel (ein hängendes Anschlussstück) miteinander verbunden.
Der Griff (9) wird im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht, damit sich der Schaft auf und ab bewegt. Dementsprechend liegt die Membran (2) an dem Strömungskanal an oder löst sich von dem Strömungskanal, wonach der Strömungskanal geöffnet oder geschlossen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Aufbau der Betätigungsvorrichtung (4) nicht hierauf beschränkt; es kann sich zum Beispiel um eine pneumatische Vorrichtung handeln, um den Schaft mit herkömmlicher bekannter Druckluft auf und ab zu bewegen.
Eine Fixiervorrichtung (5) umfasst ein Klemmelement zum einstückigen sandwichartigen Platzieren und Fixieren von umlaufenden Rändern des Gehäuseoberteils (3) und des Ventilkörpers (1) sowohl von der rechten als auch von der linken Seite. Im Folgenden wird die Fixiervorrichtung auch als Klemmelement (5) bezeichnet.
Das Klemmelement (5) besteht aus zwei Elementen (5a) (5b), die in planarer Ansicht halbkreisförmig sind (siehe 1), und weist Durchgangsbohrungen an beiden Enden der beiden Elemente auf, in die Schrauben eingesetzt werden. Die Schrauben (11a) werden in die Durchgangsbohrungen eingesetzt und mit Hilfe von Muttern (11b) befestigt, so dass die beiden Elemente ringförmig ineinander integriert sind.
Das Klemmelement (5) weist im Querschnitt eine U-förmige Gestaltung auf. Die umlaufenden Ränder des Gehäuseoberteils (3) und des Ventilkörpers (1) werden in die Innenseite des U-förmigen Teils eingepasst, und danach werden die Schrauben (11a) mit Muttern (11b) verschraubt. In der Folge sind das Gehäuseoberteil (3) und der Ventilkörper (1) durch das Klemmelement (5) einstückig fixiert.
3 zeigt ein Anpresselement (6). Dabei sind unter (a) eine perspektivische Draufsicht des Anpresselements (6) und unter (b) eine perspektivische Unteransicht des Anpresselements (6) gezeigt.
Das Anpresselement (6) ist in planarer Ansicht kreisförmig und umfasst von oben gesehen einen oberen kreisförmigen Teil (6a), welcher den größten Außendurchmesser aufweist, einen mittleren kreisförmigen Teil (6b), welcher einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der des oberen kreisförmigen Teils (6a) ist, und einen unteren kreisförmigen Teil (6c), welcher einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der des mittleren kreisförmigen Teils (6b) ist, wobei die Teile einstückig ausgebildet sind.
Das Anpresselement (6) weist die konvexen Abschnitte (12) und die konkaven Abschnitte (13) auf.
Die konvexen Abschnitte (12) stehen ab einem unteren Ende des unteren kreisförmigen Teils (6c) nach unten vor.
Die konkaven Abschnitte (13) sind ab einem umlaufenden Rand des mittleren kreisförmigen Teils (6b) nach innen vertieft.
Ein Paar von (zwei) konvexen Abschnitten (12) und ein Paar von (zwei) konkaven Abschnitten (13) sind derart angeordnet, dass sie über den Mittelpunkt des Anpresselements (6) jeweils einander gegenüberliegend angeordnet sind. Diese konvexen Abschnitte (12) und konkaven Abschnitte (13) sind jeweils an unterschiedlichen Positionen in Umfangsrichtung angeordnet. Insbesondere sind die konvexen Abschnitte (12) und die konkaven Abschnitte (13) derart angeordnet, dass eine Gerade, welche ein Paar konvexer Abschnitte (12) verbindet, und eine Gerade, welche ein Paar konkaver Abschnitte (13) verbindet, in einem rechten Winkel im Mittelpunkt des Anpresselements (6) aufeinander treffen, d. h. in einer um 90 Grad gedrehten Position.
Der Druckkörper (10), der an dem unteren Ende des Schafts der Betätigungsvorrichtung (4) montiert ist, welche an dem Gehäuseoberteil (3) angebracht ist, greift in die Innenseite des Anpresselements (6) ein (siehe Beschreibung zu 5 weiter unten). Dadurch kann das Anpresselement (6) an dem Gehäuseoberteil (3) angebracht werden.
4 zeigt eine perspektivische Draufsicht des Ventilkörpers (1). Der Ventilkörper (1) umfasst einen Strömungskanal (14), durch den ein Fluid fließt, und einen Hauptkörper (15), der einstückig daran angeordnet ist.
Der Hauptkörper (15) steht mit dem Strömungskanal (14) an seinem Unterteil in Verbindung und weist ein aufnehmendes Teil (16) auf, um die Membran (2) und das Anpresselement (6) an seinem Oberteil aufzunehmen. Das aufnehmende Teil (16) ist von einer umfangsseitigen Wandung (17) umgeben, welche in planarer Ansicht kreisförmig ist. Die Membran (2) und das mittlere kreisförmige Teil (6b) sowie das untere kreisförmige Teil (6c) des Anpresselements (6) sind in der umfangsseitigen Wandung (17) aufgenommen. Das obere kreisförmige Teil (6a) des Anpresselements (6) ist beim Zusammenbauen auf dem aufnehmenden Teil (16) zu platzieren.
Die umfangsseitige Wandung (17) des Hauptkörpers (15) weist Vorsprünge (18) auf, die nach innen vorspringen (in Richtung des Mittelpunkts des Ventilkörpers).
Ein Paar (zwei) der Vorsprünge (18) ist derart ausgebildet, dass sie über den Mittelpunkt des Ventilkörpers einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Die Vorsprünge (18) passen in die konkaven Abschnitte (13), die an dem Anpresselement (6) angeordnet sind. Dadurch kann das Anpresselement (6) in Bezug auf den Ventilkörper (1) positioniert werden. Wie zuvor beschrieben, ist die Membran (2) in Bezug auf das Anpresselement (6) positioniert. Das hat zur Folge, dass die Membran (2) in Bezug auf den Ventilkörper (1) positioniert ist.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform (erste Ausführungsform) sind Einkerbungen, in die die konvexen Abschnitte (12) des Anpresselements (6) passen, an dem umlaufenden Randteil der Membran (2) ausgebildet, und Vorsprünge, die in den konkaven Abschnitt (13) des Anpresselements (6) passen, sind an dem umlaufenden Randteil des Ventilkörpers (1) ausgebildet. Bei der vorliegenden Erfindung können die Einkerbungen und die Vorsprünge miteinander vertauscht werden.
Insbesondere können Einkerbungen, in die die konvexen Abschnitte (12) des Anpresselements (6) passen, an dem umlaufenden Randteil des Ventilkörpers (1) ausgebildet sein, und Vorsprünge, die in den konkaven Abschnitt (13) des Anpresselements (6) passen, können an dem umlaufenden Randteil der Membran (2) ausgebildet sein (zweite Ausführungsform). In diesem Fall kann ein Paar (zwei) der Vorsprünge der Membran vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass sie über den Mittelpunkt des vorstehenden Dichtungsteils (7) einander gegenüberliegend angeordnet sind, und ein Paar (zwei) der Einkerbungen kann vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass sie über den Mittelpunkt des Ventilkörpers (1) einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Zusammenbau des Membranventils nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 bis 10 dargelegt. Die 5 bis 10 zeigen die erste Ausführungsform, wobei die zweite Ausführungsform aber nach dem gleichen Verfahren zusammengebaut werden kann.
Zunächst wird, wie in 5 gezeigt, das Gehäuseoberteil (3) mit der daran angebrachten Betätigungsvorrichtung (4) vorbereitet. Das Gehäuseoberteil (3) wird auf den Kopf gestellt, wobei sich die Betätigungsvorrichtung (4) im geschlossenen Zustand befindet (einem Zustand, in dem der Strömungskanal geschlossen ist). Anschließend wird das Anpresselement (6) an dem Gehäuseoberteil (3) angebracht, so dass es den Umfang des Druckkörpers (Kompressors) (10) umgibt, fixiert am unteren Ende des Schafts der Betätigungsvorrichtung (4).
Danach wird, wie in 6 gezeigt, die Membran (2) auf dem Druckkörper (10) unter leichtem Druck aufgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt werden ein Kupplungsmittel (hängendes Anschlussstück), welches zuvor an der Membran (2) angebracht worden ist, und eine Befestigungsöffnung (19), welche an dem Druckkörper (10) ausgebildet ist, zueinander ausgerichtet (siehe 5), und danach wird das Kupplungsmittel in die Befestigungsöffnung (19) eingeführt.
Anschließend wird, wie in 7 gezeigt, die Membran (2) um 90 Grad gedreht, so dass die Position der Einkerbungen (8) der Membran (2) und die Position der konvexen Abschnitte (12) des Anpresselements (6) zueinander ausgerichtet sind.
Anschließend wird, wie in 8 gezeigt, der Griff (9) der Betätigungsvorrichtung (4) in eine Zwischenöffnungsstellung gedreht (d. h. in einen Zustand, in dem der Strömungskanal halb geöffnet ist). Dementsprechend bewegt sich der Druckkörper (10) mit dem Schaft nach oben (d. h. in 7 wegen der auf den Kopf gestellten Anordnung nach unten). Daher bewegt sich die Membran (2), die auf dem Druckkörper (10) aufgesetzt ist, nach oben (nach unten in 7), und die konvexen Abschnitte (12) des Anpresselements (6) passen in die Einkerbungen (8) der Membran (2).
Anschließend werden, wie in 9 gezeigt, das Gehäuseoberteil (3) mit der daran angebrachten Membran (2) und dem daran angebrachten Anpresselement (6) und der Ventilkörper (1) zueinander ausgerichtet. Insbesondere werden die Positionen der Vorsprünge (18) des Ventilkörpers (1) und die Positionen der konkaven Abschnitte (13) des Anpresselements (6) zueinander ausgerichtet.
Anschließend wird, wie in 10 gezeigt, das Gehäuseoberteil (3) in den Ventilkörper (1) eingesetzt.
Schließlich werden das Gehäuseoberteil (3) und der der Ventilkörper (1) durch das Klemmelement (5) sandwichartig platziert und fixiert, was den Zusammenbau abschließt.
Wie oben beschrieben, kann die Membran (2) in Bezug auf das Gehäuseoberteil (3) präzise positioniert werden, indem die Positionen der konvexen Abschnitte (12) des Anpresselements (6), welches an dem Gehäuseoberteil (3) angebracht ist, und die Positionen der Einkerbungen (8) der Membran (2) zueinander ausgerichtet werden, wenn das Membranventil nach der ersten Ausführungsform zusammengebaut wird. Wenn das Gehäuseoberteil (3) mit der angebrachten Membran (2) an dem Ventilkörper (1) angebracht wird, können sie mit Hilfe der konkaven Abschnitte (13) des Anpresselements (6) und der Vorsprünge (18) des Ventilkörpers (1) zueinander ausgerichtet werden.
Wird das Membranventil nach der zweiten Ausführungsform zusammengebaut, kann die Membran (2) in Bezug auf das Gehäuseoberteil (3) präzise positioniert werden, indem die Positionen der konkaven Abschnitte (13) des Anpresselements (6), welches an dem Gehäuseoberteil (3) angebracht ist, und die Positionen (ohne Abbildung) der Vorsprünge der Membran (2) zueinander ausgerichtet werden. Wenn das Gehäuseoberteil (3) mit der angebrachten Membran (2) an dem Ventilkörper (1) angebracht wird, können sie mit Hilfe der konvexen Abschnitte (12) des Anpresselements (6) und der Einkerbungen (ohne Abbildung) des Ventilkörpers (1) zueinander ausgerichtet werden.
Es ist daher möglich, die Membran präzise zu positionieren und anzubringen, auch wenn es schwierig ist, eine Position der Membran durch Sichtprüfung zu erkennen, zum Beispiel wenn Membranen von Ventilen ausgetauscht werden, die an einer Stelle mit schlechter Zugänglichkeit angebracht sind.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann als Membranventil zur Steuerung des Kreislaufs eines Fluids in Rohren, beispielsweise in einer Reihe von verschiedenen Anlagen, weitverbreitete Anwendung finden.
Bezugszeichenliste

1: Ventilkörper
2: Membran
3: Gehäuseoberteil
4: Betätigungsvorrichtung
5: Fixiervorrichtung (Klemmelement)
6: Anpresselement
7: Vorstehendes Dichtungsteil
8: Einkerbung
12: Konvexer Abschnitt
13: Konkaver Abschnitt
16: Aufnehmendes Teil
17: Umfangsseitige Wandung
18: Vorsprung

Claims

Membranventil, umfassend: einen Ventilkörper, der einen Strömungskanal aufweist, durch den ein Fluid fließt, eine Membran, die den Strömungskanal durch Anliegen an den Strömungskanal und Lösen von dem Strömungskanal öffnet/schließt, ein Gehäuseoberteil, welches einen umlaufenden Rand der Membran zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Ventilkörper sandwichartig platziert, eine Betätigungsvorrichtung, die an dem Gehäuseoberteil angebracht ist, um die Membran auf und ab zu bewegen, und eine Fixiervorrichtung, um das Gehäuseoberteil und den Ventilkörper zu fixieren, wobei die Fixiervorrichtung ein Klemmelement zum einstückigen sandwichartigen Platzieren und Fixieren von umlaufenden Rändern des Gehäuseoberteils und des Ventilkörpers sowohl von der rechten als auch von der linken Seite umfasst, wobei ein kreisförmiges Anpresselement zum Anpressen eines umlaufenden Rands der Membran von oben zwischen der Membran und dem Gehäuseoberteil eingefügt ist, wobei das Anpresselement konvexe Abschnitte und konkave Abschnitte aufweist, wobei die konvexen Abschnitte in Einkerbungen passen, die an dem umlaufenden Rand der Membran oder des Ventilkörpers ausgebildet sind, und wobei die konkaven Abschnitte durch konvexe Abschnitte eingepasst sind, die an dem umlaufenden Rand der Membran oder des Ventilkörpers ausgebildet sind.
Membranventil nach Anspruch 1, wobei die Unterseite der Membran ein vorstehendes Dichtungsteil, welches quer über die Membran durch den Mittelpunkt der Membran verläuft, umfasst und wobei die Einkerbungen oder die Vorsprünge der Membran derart ausgebildet sind, dass sie über das vorstehende Dichtungsteil einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Membranventil nach Anspruch 2, wobei die konvexen Abschnitte und die konkaven Abschnitte, die an dem Anpresselement ausgebildet sind, derart angeordnet sind, dass sie über den Mittelpunkt des Anpresselements jeweils einander gegenüberliegend angeordnet sind, und die konvexen Abschnitte und die konkaven Abschnitte jeweils an unterschiedlichen Positionen in Umfangsrichtung angeordnet sind.
Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der umlaufende Rand der Membran Einkerbungen umfasst, in die die konvexen Abschnitte passen, und der umlaufende Rand des Ventilkörpers Vorsprünge umfasst, die in die konkaven Abschnitte passen.
Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der umlaufende Rand der Membran Vorsprünge umfasst, die in die konkaven Abschnitte passen, und der umlaufende Rand des Ventilkörpers Einkerbungen umfasst, in die die konvexen Abschnitte passen.
Membranventil nach Anspruch 4, wobei der obere Teil des Gehäuseoberteils ein aufnehmendes Teil umfasst, das die Membran oder das Anpresselement aufnimmt, wobei das aufnehmende Teil von einer kreisförmigen umfangsseitigen Wandung umgeben ist, und wobei die Vorsprünge des Ventilkörpers so ausgebildet sind, dass sie von der umfangsseitigen Wandung nach innen vorspringen.