-
Selbstschließendes Membranventil Die Erfindung bezieht sich auf ein
selbstschließendes Membranventil, dessen als Hauptverschlußstücke dienende Membran
auf ihrer dem Sitz abgekehrten Rückfläche über eine auf der Einlaßseite außerhalb
des Sitzes angeordnete Bohrung vom abzusperrenden Medium im Schließsinne und durch
eine an der Auslaßseite des Ventils angeordnete Mechanik über ein Stößel im Öffnungssinne
beaufschlagbar ist. Derartige Ventile sind vor allen Dingen in verhältnismäßig kleinen
Ausführungen, beispielsweise für Wohnungswasserleitungen verwendbar, bei denen eine
automatische Drosselung zum Vermeiden unnützer Vergeudung von Wasser angebracht
ist, wenn die Bedienung des Ventils nachlässigen Menschen überlassen wird. Ein weiteres
Anwendungsgebiet wäre die Regelung eines Flüssigkeitsstromes zur Betätigung anderer
Vorrichtungen, z. B. eines größeren Ventils, mit Hilfe eines Kolbens, einer Membran
oder eines ähnlichen Antriebsmittels.
-
Es ist bereits ein selbstschließendes Membranventil bekannt, dessen
dem Sitz abgekehrte Membranrückfläche über eine auf der Einlaßseite außerhalb des
Sitzes angeordnete Bohrung vom abzusperrendem Medium im Schließsinne beaufschlagt
wird und an der Auslaßseite des Ventils über einen Druckstößel die Membran geöffnet
wird. Dabei wird der Stößel in einer Bohrung des Ventilgehäuses und abgedichtet
nach außen gleitend geführt und trägt einen Anschlag zur Hubbegrenzung. Weiterhin
ist es bei in Strömungsrichtung selbsttätig schließenden Ventilen, deren Ventilverschlußstück
gegen den Druck einer Feder und des Mediums vom Ventilsitz durch eine Spindel oder
einem Stößel abgehoben wird, bekannt, ein Entleerungsventil anzuordnen, das beim
Schließen des Hauptventils zwangläufig und gegenläufig zu diesem geöffnet wird und
die Abflußseite des Ventils entleert.
-
Alle diese bekannten Ventile sind jedoch kompliziert aufgebaut, benötigen
Federn und sonstige Teil, die durch Schwächung häufiger Bruchgefahr ausgesetzt sind,
erfordern für ihre Herstellung einen großen Aufwand und enge Toleranzen.
-
Erfindungsgemäß sollen diese Nachteile dadurch beseitigt werden, daß
bei Anordnung eines Entwässerungsventils an der Auslaßseite, dessen Verschlußstück
mechanisch betätigt wird und mit der Antriebsvorrichtung des Hauptverschlußstückes
zwangläufig und gegenläufig zu diesem gesteuert wird, der Ventilsitz des Entwässerungsventils
durch eine zum Verschlußstück desselben hin gewölbte, mit einer Durchflußbohrung
versehene Membran und das Verschlußstück durch einen zylindrischen Ansatz am Stößel
für das Hauptverschlußstück gebildet ist. Die selbstschließende Membran des Entwässerungsventils
an der Auslaßseite besteht dabei vorzugsweise aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise
einer relativ starken Gummischeibe, die zum zylindrischen Ansatz des als Verschlußstück
für das Entwässerungsventil dienenden Stößels hin derart gewölbt ist, daß sie an
diesem anliegt, bevor das Hauptverschlußstück über den Stößel geöffnet wird, und
das Verschlußstück sich von der Membran erst dann abhebt, wenn die Membran des Hauptverschlußstückes
am Sitz anliegt.
-
Der Stößel ragt in an sich bekannter Weise durch eine entsprechende
Bohrung im Ventilgehäuse nach außen und ist in der Gehäusebohrung durch eine gleichfalls
bereits bekannte, in einer Ringnut des Stößels befindliche Dichtung abgedichtet.
Bei Anordnung eines Anschlages zur Begrenzung der öffnungsbewegung ist der Anschlag
vorzugsweise durch die der Betätigungsvorrichtung zugekehrte Fläche des zylindrischen
Ansatzes des Stößels selbst gebildet.
-
Der Vorschub des Stößels innerhalb des Ventils kann auf verschiedene
Weise erfolgen. Zweckmäßig ist, daß zum Festhalten des Verschlußstückes für das
Entwässerungsventil
in der Schließstellung die Betätigungsvorrichtung für den Stößel einen Kniehebel
aufweist, der über die Totpunktstellung hinaus bewegt werden kann, wenn der Stößel
das Verschlußstück des Entwässerungsventils in seine Schießstellung bewegt hat.
-
Um ein Offenbleiben des Membranventils während längerer Zeitspannen
zu ermöglichen, was oftmals nötig ist, kann der Mechanismus in geöffneter Stellung
blockierbar vorgesehen werden. Zu diesem Zweck kann er einen Kniehebel enthalten,
der unmittelbar über der Totpunktstellung bewegt und dort von einem Anschlag angehalten
wird, damit das Ventil geöffnet bleibt.
-
Neben anderen Anwendungsgebieten ist besonders vorteilhaft die Verwendung
des erfindungsgemäßen Ventils als Entwässerungsventil an der Auslaßseite des Membranventils
derart, daß das bewegliche Verschlußstück des Entwässerungsventils über die Antriebsvorrichtung
des Membranventils zwangläufig mit und gegenläufig zu diesem gesteuert wird. Hierdurch
wird beispielsweise ohne zusätzlichen Aufwand an Bedienungsarbeit und Bedienungselementen
eine zwangläufige Entwässerung der Abflußseite bei Betätigung des erfindungsgemäßen
Ventils erreicht, so daß einmal alle Teile des Betätigungsmechanismus und auch der
angeschlossenen Rohrleitungen trockengelegt und gegen Frostschäden geschützt sind,
andererseits aber auch der volle zuflußseitige Flüssigkeitsdruck mit Sicherheit
zum wirksamen Abdichten des Hauptverschlußstückes ausgenutzt wird, was ohne die
zwangläufige Entwässerung in Frage gestellt sein könnte, wenn etwa der Druck in
Steigleitungen an der Austrittsseite den Druck an der Eintrittsseite übersteigen
würde. Dies würde insbesondere bei Druckschwankungen an der Zuflußseite begünstigt
werden.
-
Die Erfindung sei in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt eines selbstschließenden
Membranventils in geschlossener Stellung, Fig. 2 den gleichen Schnitt nach Fig.
1, jedoch in geöffneter Stellung und Fig. 3 eine Frontansicht des Membranventils.
-
Das in Fig. 1 bis 3 gezeigte Beispiel stellt ein Ventil dar, das als
Steuerventil benutzt werden kann, d. h. es weist eine z. B. zur Entwässerung verwendbare
Austrittsöffnung auf, welche bei geschlossenem Ventil mit der Abflußöffnung in Verbindung
steht.
-
Das Ventil hat ein Gehäuse 11, das in einer Achse liegende
Zufluß- und Abflußöffnungen 12 bzw.13 aufweist. Die Zuflußöffnung 12 ist
von der Abflußöffnung 13 durch einen ringförmigen Sitz 14 getrennt
und das Ventilgehäuse ist dem Sitze gegenüber offen. Eine als Hauptverschlußstück
15 dienende biegsame Membran, die mit dem Sitz 14 zusammenwirkt, besteht
aus Gummi beträchtlicher Dicke oder aus einem ähnlichen, durch die zu regulierende
Flüssigkeit unbeeinflußbaren Werkstoff. Gegebenenfalls ist das Hauptverschlußstück
mit einem Gewebe verstärkt. Das Hauptverschlußstück ist gegen eine mehr oder weniger
viereckige Fläche des Ventilgehäuses mit Hilfe einer Deckplatte 16 geklemmt, die
durch Schrauben 17 gehalten wird. Die Platte ist so ausgenommen oder gewölbt, daß
selbst bei geöffneter Ventilstellung, wie Fig. 2 zeigt, ein kleiner Raum hinter
dem Hauptverschlußstück frei bleibt. Ein Loch 18 befindet sich in dem außerhalb
des Sitzes 14 liegenden Teil des Hauptverschlußstückes, so daß die Flüssigkeit
von der Zuflußöffnung 12 immer Zugang zur Rückseite des Hauptverschlußstückes hat.
Der Flüssigkeitsdruck preßt, ausgenommen bei zwangsweiser Verschiebung des Hauptverschlußstückes,
dieses gegen den Sitz 14 und hält somit das Ventil geschlossen. Um diese automatische
Schließwirkung noch zu verstärken, ist dem Hauptverschlußstück möglichst die der
geschlossenen Stellung entsprechende Form gegeben worden, wie aus Fig. 1 besonders
ersichtlich ist.
-
Die Membran kann mit Hilfe eines Ansatzes 19
von dem Sitz abgedrückt
werden. Der äußere Durchmesser des Ansatzes 19 vollführt eine leichte Gleitbewegung
innerhalb des mit dem Sitz 14 endenden Durchganges, so daß seine Bewegung geführt
wird. Um bei geöffneter Ventilstellung der Flüssigkeit das Vorbeifließen an dem
Ansatz zu gestatten, stellt man denselben kreuzförmig oder mit ähnlichem Querschnitt
her.
-
Das Ventilgehäuse ist mit einer Kappe 31 versehen. In ihr gleitet
ein Stößel 32, der einen als Verschlußstück 33 dienenden verbreiterten Teil
und einen mit dem Ansatz 19 zusammenwirkenden Stiel 34 aufweist. Der Stößel
32 läßt sich mit Hilfe eines schwenkbar an Ansätzen an der Kappe 31 angebrachten
und mit dem Stößel durch einen Kniehebel 36 verbundenen Handhebel
35 verstellen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Kniehebelverbindung, sobald
der Handhebel 35 zum Öffnen des Ventils geschwenkt worden ist, etwas über den Totpunkt
hinausbewegt, so daß das Ventil geöffnet ist. Ein Anschlag ist vorgesehen, um zu
vermeiden, daß sich Handhebel und Kniehebel noch weiter schwingen und somit dem
Ventil die Möglichkeit geben, sich wieder zu schließen. Dieser Anschlag besteht
aus einem auf dem Kniehebe136 gebildeten Nocken 37, welcher an einer entsprechenden
Fläche eines im unteren Ende des Handhebels 35 angebrachten Schlitzes 38 anstößt.
-
Die Kappe wird von Schrauben und Muttern 39 an dem Ventilgehäuse
11 gehalten, wobei zwischen Kappe und Gehäuse eine dicke nachgiebige Dichtung
41 eingespannt ist, die in Werkstoff und Größe dem Hauptverschlußstück 15
entspricht, jedoch in der Mitte eine im Durchmesser der zugehörigen Bohrung im Gehäuse
etwa vergleichbare Öffnung 42 aufweist, die aber wesentlich größer ist, als
die des Stieles 34. Seitlich in der Kappe befindet sich eine Entwässerungsöffnung
43. Bei geöffnetem Entwässerungsventil, wie Fig. 1 es zeigt, befindet sich
das untere Ende des Verschlußstückes 33 in beträchtlicher Entfernung von der Dichtung
41 und folglich ist die Abflußöffnung 13 mit der Entwässerungsöffnung
43 verbunden. Bei geöffnetem Hauptverschlußstück 15 nach Fig. 2 schließt
das Verschlußstück 33 zwangläufig die Entwässerungsöffnung 43 ab. Die Dichtung
41 ist so ausgebildet, daß von der geschlossenen Stellung zu einer Stellung,
die den Durchstrom gestattet, wenig Bewegung benötigt wird. Um eine zeitweilige
Verbindung zwischen der Zuströmöffnung 12 und der Entwässerungsöffnung 43 zu verhindern,
muß die Unterseite des Verschlußstückes 33 gegen die Dichtung 41 drükken,
bevor das Hauptverschlußstück 15 vom Sitz abgedrückt wird, auch muß der Druck
auf die Dichtung 41 bestehen bleiben, bis das Hauptverschlußstück 15 wieder auf
den Sitz zurückkehrt. Um dieses zu ermöglichen, wurde der Dichtung 41 die in Fig.
1 dargestellte Form gegeben und genügend Bewegungsfreiheit zwischen dem Stiel 34
und dem Ansatz 19
gelassen, so daß die Unterseite des Verschlußstückes
33 bis zu der Dichtung 41 gelangen kann, ehe der Stiel 34 über den Ansatz 19 das
Hauptverschlußstück 15 von seinem Sitz 14 abhebt. Obwohl die Dichtung 41 in dem
Augenblick, da die Unterfläche des Verschlußstückes 33 sie berührt, keinen festen
Rückhalt hat, unterstützt der an der Abflußseite des Ventils vorhandene Flüssigkeitsdruck
den elastischen Druck der Dichtung 41, und sobald das Hauptverschlußstück 15 vom
Sitz abgedrückt wird, erhöht sich der auf die Unterseite der Dichtung
41 ausgeübte Flüssigkeitsdruck entsprechend und bürgt somit dafür, daß eine
gute Abdichtung zwischen Dichtung und Unterfläche des Verschlußstückes 33 bestehen
bleibt. Wie Fig. 2 zeigt, wird die Dichtung 41 bei gänzlich geöffnetem Ventil
flach nach unten gegen die obere Fläche des Ventilgehäuses gedrückt. Wenn der Handhebel
35 gedreht wird, um das Ventil zu schließen, folgt die Dichtung 41 dem Verschlußstück
33 und trennt sich von ihm erst, wenn das Hauptverschlußstück 15 den
Sitz 14 berührt.
-
Bei geöffnetem Ventil wird ein Undichtsein der Kappe durch die zwischen
dem Verschlußstück 33 und der Dichtung 41 gebildete Verbindung ausgeschaltet.
Bei geschlossenem Ventil stößt das obere Ende des Verschlußstückes 33 gegen die
Kappeninnenseite. Dies allein genügt jedoch nicht, um einen Flüssigkeitsaustritt
zu verhindern, darum trägt der Stößel 32 eine Ringnut 44 zur Aufnahme einer ringförmigen
Dichtung 45.
-
Es soll abschließend noch darauf hingewiesen werden, daß die in den
Zeichnungen dargestellten Anordnungen nur als Beispiele dienen und daß gewisse,
im Bereich der nun folgenden Ansprüche liegende Veränderungen vorgenommen werden
können.