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Absperrventil mit Antrieb durch das abzusperrende Druckmittel und
Steuerung durch ein Hilfsventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Absperrventil
mit einer am Ventilsitz abdichtenden Membran, die den Durchflußraum des Ventilgehäuses
von einer in einem Ventiloberteil befindlichen Antriebsknmmer trennt und eine diese
mit der Zuströmseite des Ventilgehäuses verbindende, mit einer Reinigungsvorrichtung
versehene Druckausgleichöffnung hat, sowie einem in dem Ventiloberteil geführten,
vorzugsweise von einem Elektromagneten beeinflußten Hilfsventil, das einen die Antriebskammer
mit der Abflußseite des Ventilgehäuses verbindenden Entlastungskanal steuert.
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Bei solchen Ventilen muß die Druckausgleichsöffnung in der Membran
einen vielfach größeren Querschnitt haben als der Entlastungskanal des Hilfsventils,
damit beim Öffnen des Hilfsventils die Antriebskammer entlastet wird und die Membran
sich vom Ventilsitz abhebt. Andererseits ist aber anzustreben, daß der Entlastungskanal
des Hilfsventils einen möglichst kleinen Querschnitt hat, da dieser Querschnitt
die Kraft zum öffnen des Hilfsventils bestimmt. Dann muß aber auch die Druckausgleichöffnung
der Membran einen sehr kleinen Querschnitt erhalten, und es besteht die Gefahr,
daß sie durch Verunreinigungen des abzusperrenden Druckmittels verstopft wird und
das Ventil nicht mehr funktionsfähig ist.
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Es ist bekannt, durch die Druckausgleichöffnung der Membran einen
gehäusefesten Stift hindurchgreifen zu lassen, wobei der freie Querschnitt dadurch
gegeben ist, daß die öffnung der Membran einen größeren Querschnitt als der Stift
hat oder in dem Stift eine Längsrille vorgesehen ist. Hierbei findet durch eine
gegenseitige Relativbewegung zwischen der Membran und dem Stift eine gewisse Selbstreinigung
statt. Es ist auch bekannt, die um den Stift herum gebildete Spaltöffnung durch
zusätzliche Maßnahmen, wie z. B. vorgeordnete Siebe, vor Verstopfung zu schützen.
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Gemäß der Erfindung hat die Druckausgleichöffnung der Membran einen
unrunden, vorzugsweise quadratischen Querschnitt und ist von einem eingeschnürten
vorzugsweise runden Mittelteil eines in sie elastisch eindrückbaren Knopfes durchsetzt,
der kleine Durchgangsöffnungen freiläßt und auf der Zuströmseite einen eine kegelige
Einström-Leitfläche bildenden Kopf aufweist.
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Hierdurch ist der öffnung ein schmaler Eintrittsspalt ausreichender
Länge vorgeordnet, der grobe Verunreinigungen zurückhalten kann. Die Aufteilung
der Druckausgleichöffnung in mehrere kleine öffnungen bildet eine weitere Sicherheit
gegen Totalverstopfung. Außerdem finden beim Durchbiegen der Membran zwischen dem
die Öffnung durchsetzenden Zapfen und dem Öffnungsrand kleine Relativbewegungen
statt die in ähnlicher Weise wie der bekannte gehäusefeste Stift eine Selbstreinigung
ermöglichen.
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Dadurch, daß der Knopfeinsatz schon vor dem Zusammenbau des Ventils
in die Membran eingesetzt werden kann, und zwar einerlei, an welcher Stelle der
Membran - ob mittig oder außermittig - die Druckausgleichöffnung vorgesehen
ist, wird die Aufgabe gelöst, zu vermeiden, daß ein am Gehäuse fester Teil in seiner
Lage zu der Druckausgleichöffnung der Membran genau übereinstimmen muß, was sonst
bei der Fertigung Schwierigkeiten bereitet.
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Schließlich sei noch auf einen nicht zum Stand der Technik gehörigen
Vorschlag hingewiesen, nach dem ein mit dem Ventilsitz zusammenwirkendes
Verschlußstück,
das den vom Hilfsventil gesteuerten Entlasturigskanal enthält, mit einem mittleren
Schaftteil kleineren Durchmessers eine zentrale Öffnung der Membran, die um den
Schaftteil herum die Druckausgleichöffnung bildet, axial beweglich durchsetzt, wobei
die Druckausgleichöffnung einen viereckigen Querschnitt hat. Hier ist ebenfalls
eine weitgehende Sicherung gegen Verstopfen der Druckausgleichöffnung und außerdem
durch gegenseitige Bewegungen zwischen dem Schaftteil und der öffnungswand eine
Selbstreinigung gegeben. Der die Druckausgleichöffnung durchsetzende Teil ist aber
nicht ein elastisch eindrückbarer Knopf, der als einfacher Drehteil hergestellt
und ohne umständliche Montagearbeit in die Membran eingesetzt werden kann.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf ein in der Zeichnung
dargestelltes Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt
F i
g. 1 einen durch die Achsen des Hilfsventils und des Ventilsitzes gelegten
Schnitt, F i g. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der F i g. 1,
F i
g. 3 einen Teilschnitt der Membran im Bereich der erfindungsgemäß gestalteten
Druckausgleichöffnung, F i g. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der F i
g. 3.
Das mit 1 bezeichnete, Ventilgehäuse hat zwei achsgleiche Anschlußbohrungen
2 und 3, von denen die eine in die Bohrung des Ventilsitzes 4 und die andere
in einen den Ventilsitz umgebenden Ringraum 5 mündet. Das Medium strömt bei
2 zu und bei 3 aus. über dem Ventilsitz 4 und dem Ringraum 5 ist eine
Membran 6 vorgesehen ' die zwischen das Ventilgehäuse 1 und
einen durch Schrauben 8
(F i g. 2) festgelegten Ventiloberteil
7 eingespannt ist. Der Ventiloberteil 7 hat einen parallel zur Ventilsitzachse
angeordneten rohrförmigen Fortsatz 9, in dem ein das Hilfsventil
10 tragender Anker 11 verschiebbar geführt ist. -Auf den Fortsatz9
des Ventiloberteils 7 ist von oben her die in ein zweitefliges Gehäuse 12
eingesetzte Magnetspule 13 aufgeschoben. Das die Magnetspule 13 aufnehmende
Gehäuse 12 ist mit einer seinen oberen Boden durchsetzende Schraube 14 an einem
den Fortsatz 9 des Ventiloberteils 7 oben verschließenden Schraubstopfens
15, der den Hub des Ankers 11 begrenzt, lösbar festgelegt. Der Hohlraum des
Ventiloberteils 7 bildet oberhalb der Membran 6 eine Antriebskammer
16.
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Das Hilfsventil 10 schließt in seiner Ruhestellung einen im
Ventilgehäuse 1 vorgesehenen Entlastungskanal 17 ab, der die Antriebskammer
16 mit der an dem Gehäuseringraum 5 liegenden Abflußseite
3 verbindet. Die Membran 6 hat eine z. B. zentrale Druckausgleichöffnung
18, die die Antriebskammer 16 mit der Zuströmseite 2 verbindet und
einen solchen Querschnitt hat, daß ihr Durchflußwiderstand größer ist als der des
Entlastungskanals 17. Der Sitz für das Hilfsventil 10 liegt beim Ausführungsbeispiel
innerhalb der Einspannringfläche der Membran 6 und wird durch eine in der
Membran vorgesehene Bohrung 19 gebildet, die sich mit dem Entlastungskanal
17 im Ventilgehäuse deckt.
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In der gezeigten Ruhestellung setzt sich das Hilfsventil
10 auf seinen Sitz und schließt die Antriebskammer 16 von der Abflußseite
3 des Ventilgehäuses ab. Hierdurch besteht zwischen der Zuströmseite 2 und
der Antriebskammer 16 durch die öffnung 18
der Membran Druckausgleich.
Die Membran ist also von der Antriebskammer 16 her höher belastet und setzt
sich auf den Ventilsitz 4 auf. Wird nach Einschalten der Magnetspule 13 das
Hilfsventil 10 von seinem Sitz abgehoben, so wird über den Weg
19,
17 die Antriebskammer 16 durch Verbindung mit der drucklosen
Abflußseite 3 entlastet. Jetzt kann der im Mittelteil der Membran wirkende
Zuströmdruck die Membran vom Ventilsitz 4 abheben, so daß das Medium von 2 nach
3 durch das Ventilgehäuse strömt.
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Die.Schließkraft des Hilfsventils 10 kann durch eine zwischen
dem Verschlußstopfen15 des Fortsatzes9 und dem Ankerll angeordnete Feder20 vergrößert
werden. Bei entsprechender Bemessung der Schließfeder20 ist das Ventil lageunabhängig.
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Ist das Ventil in bekannter Weise so gestaltet, daß die Membran von
der Zuströmseite her schließt, so ist die Druckausgleichöffnung 18 in der
Membran außermittig außerhalb des den Ventilsitz abdeckenden Mittelteils der Membran
vorgesehen. Die außermittige Anordnung der Druckausgleichöffnung ist auch dann notwendig,
wenn das Hüfsventil in bekannter Weise koaxial zu dem Hauptventilsitz angeordnet
ist.
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Gemäß der Erfindung hat die Druckausgleichöffnung 18 der Membran
6 einen unrunden, z. B. quadratischen Querschnitt und ist von einem eingeschnürten
vorzu2#sweise runden Mittelteil 22 eines im Ganzen mit 21 bezeichnete n- Knopfes
durchsetzt (F i g. 3 und 4). Der Knopf 21.. ist in die öffnung
18
der Membran wie ein Druckknopf elastisch eindrückbar. Auf der Zuströmseite
hat der Knopf einen eine kegelige Leitfläche 23 aufweisenden Kopf..
Der Mittelteil 22 des Knopfes läßt vier kleine Durchgangsöffnungen frei (F i
g. 4), denen auf der Zuströmseite durch die kegelige Leitfläche
23 ein schmaler Einströmspalt vorgelagert ist.