DE1209377B

DE1209377B - Valve with closure piece operated via a membrane

Info

Publication number: DE1209377B
Application number: DED35669A
Authority: DE
Inventors: Knud Alfred Rasmussen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-03-16
Filing date: 1961-03-16
Publication date: 1966-01-20
Also published as: CH401615A; GB1001553A

Description

Ventil mit über eine Membran betätigtem Verschlußstück Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einem vom Durchflußmedium über eine Membran betätigten Verschlußstück, wobei die Membran auf ihrer dem Sitz des Verschlußstückes entgegengesetzten Seite durch eine federnde Scheibe abgestützt ist. Für die Membranhalterung sind zwei Bauarten bekannt.Valve with a diaphragm operated closure piece. The invention refers to a valve with a diaphragm actuated by the flow medium Closure piece, the membrane on its opposite to the seat of the closure piece Side is supported by a resilient washer. For the membrane holder are two types known.

Erstens kann die Membran am Rand frei schwebend gehalten sein. Sie spricht dann auf relativ kleine Steuerkräfte an und ist am Rand nur geringfügigen Belastungen unterworfen. Es bereitet aber Schwierigkeiten, den Raum oberhalb der Membran von dem Raum unterhalb der Membran am Rand einwandfrei abzudichten. Außerdem wird die Membran bei einer zu starken Belastung einfach aus der Führung, in der sie frei schwebend gehalten ist, herausgezogen.First, the membrane can be kept floating freely at the edge. she then responds to relatively small steering forces and is only marginal at the edge Subject to loads. However, it is difficult to find the space above the To seal the membrane properly from the space below the membrane at the edge. aside from that the membrane is simply removed from the guide in the it is kept floating, pulled out.

Zweitens können Membranen am Rand fest eingespannt sein. Diese Konstruktionen dichten zwar am Rand gut ab, haben aber den Nachteil, daß sie etwas größere Steuerkräfte für die Betätigung benötigen. Außerdem sind sie im Bereich der Einspannstelle Beanspruchungen ausgesetzt, die leicht zu einer Materialschädigung führen können. Bei starken Belastungen ist ein Durchbeulen und Reißen der Membran zu befürchten.Second, membranes can be firmly clamped at the edge. These constructions seal well at the edge, but have the disadvantage that they have somewhat greater control forces need for actuation. They are also subject to stress in the area of the clamping point exposed, which can easily lead to material damage. With heavy loads there is a risk of bulging and tearing of the membrane.

Es ist zwar bekannt, eine übermäßige Durchbiegung der Membran durch Anschlag-Formflächen zu verhindern. Die starke Beanspruchung im Bereich der Randeinspannung wird hierdurch aber nicht wesentlich beeinflußt.Although it is known to cause excessive deflection of the membrane To prevent stop-shaped surfaces. The heavy use in the area of the edge restraint is not significantly affected by this.

Es ist ferner ein Ventil mit einem vom Durchflußmedium über eine Membran betätigten Verschlußstück bekannt, wobei die Membran auf ihrer dem Sitz des Verschlußstückes entgegengesetzten Seite durch eine federnde Scheibe abgestützt ist. Diese federnde Scheibe ist mit der Membran zusammen am Rand eingespannt und außerdem mit ihr in der Mitte verbunden. Hierdurch kann einer übermäßigen Durchbiegung der Membran bei starker Belastung entgegengewirkt werden. Die Anordnung ist aber relativ steif und bedarf größerer Steuerkräfte für die Betätigung. Außerdem ist die Membran im Bereich der Randeinspannung nach wie vor stark belastet.It is also a valve with one of the flow medium through a membrane actuated closure piece known, with the membrane on its seat of the closure piece opposite side is supported by a resilient washer. This springy Disk is clamped together with the membrane at the edge and also with it in connected to the center. This can result in excessive deflection of the membrane strong stress can be counteracted. The arrangement is relatively stiff and requires greater control forces for operation. Also, the membrane is in the area the edge restraint is still heavily loaded.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Halterung und Abstützung einer Membran für ein Ventil der eingangs genannten Art so auszuführen, daß einerseits die Membran aus weichem Werkstoff herstellbar ist, um schon auf geringe Steuerkräfte anzusprechen, andererseits zur Erzielung einer langen Lebensdauer am Rand keinen übermäßigen Beanspruchungen unterliegt, auch bei starker Belastung nicht aus ihrer Halterung herausgezogen oder zu stark verformt wird, und daß schließlich das Ventil schnell geschlossen wird.The invention is therefore based on the object, the bracket and To carry out the support of a membrane for a valve of the type mentioned at the beginning, that, on the one hand, the membrane can be made of soft material in order to reduce it to a low level To address control forces, on the other hand to achieve a long service life on Edge is not subject to excessive stress, not even with heavy loads is pulled out of its holder or deformed too much, and that eventually the valve closes quickly.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Membran und die federnde Scheibe lediglich in der Mitte fest zusammengespannt sind, an ihrem Rande jedoch ohne Befestigung in eine Ringnut zwischen Ventilgehäuse und Deckel ragen.According to the invention this object is achieved in that the membrane and the resilient washer are only firmly clamped together in the middle, at their Edge, however, without fastening in an annular groove between the valve housing and cover protrude.

Membran und Federscheibe sind unabhängig voneinander beweglich. Man kann so auslegen, daß sich die Membran erst nach einem gewissen Hub an der Federscheibe abstützt. Zuvor spricht die Membran - wie man es von einer frei schwebend gehaltenen Membran gewöhnt ist - auf kleinste Steuerkräfte an; danach erreicht man eine von der Kraft der Federscheibe abhängige Aussteifung der Membran. Die Federscheibe bildet am Rand eine Sperre, die das Herausrutschen der Membran aus der Haltenut verhindert. Die Federkraft der Scheibe kann bis zum Rand der Membran wirksam sein, und hierdurch eine verstärkte Abdichtung bewirken. Umgekehrt kann die frei schwebend gehaltene Membran, da sie am Rand nicht fest eingespannt ist, einer örtlichen Belastung durch den Federscheibenrand leicht ausweichen.The membrane and spring washer can move independently of one another. Man can be designed in such a way that the diaphragm only attaches itself to the spring washer after a certain stroke supports. Before that, the membrane speaks - as one would from a suspended one Diaphragm is used - to the smallest control forces; then one reaches one of the stiffening of the membrane depending on the force of the spring washer. The spring washer forms a lock on the edge that prevents the membrane from slipping out of the retaining groove. The spring force of the disc can be effective up to the edge of the membrane, and thereby cause a reinforced seal. Conversely, the freely floating one can be used Membrane, because it is not firmly clamped at the edge, a local load slightly dodge the spring washer edge.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die federnde Scheibe am Rand von der Membran weggebogen sein. Auf diese Weise können die Federfinger dauernd am Anschlag anliegen; trotzdem ist sichergestellt, daß die Membran in der Ruhestellung unbelastet ist. Die Kante des Scheibenrandes kann die Membran unter gar keinen Umständen beschädigen. Ein großer Teil der Höhe der Ringnut wird für die Membranbewegung frei gehalten.In a preferred embodiment, the resilient washer on The edge must be bent away from the membrane. In this way, the spring fingers can be permanent rest against the stop; nevertheless it is ensured that the membrane is in the rest position is unencumbered. Under no circumstances can the diaphragm be able to touch the edge of the disc rim to damage. A large part of the height of the annular groove is free for the diaphragm to move held.

Des weiteren ist es zweckmäßig, wenn die Membran in der Mitte zwischen der Platte der federnden Scheiben und einem auch das Verschlußstück bildenden elastischen Scheibe eingespannt ist.It is also useful if the membrane is in the middle between the plate of the resilient Discs and one also the locking piece forming elastic disc is clamped.

Die elastische Scheibe kann das Verschlußstück des Ventils bilden und unterstützt die Wirkung der federnden Scheibe insofern, als sie in der Mitte der Membran eine Gegenabstützung auf die Membran ausübt. Darüber hinaus kann man die Membran unabhängig von den Dichteigenschaften des elastischen Elements auswählen.The elastic disc can form the closure piece of the valve and supports the effect of the resilient disc insofar as it is in the middle the membrane exerts a counter-support on the membrane. In addition, one can select the membrane independently of the sealing properties of the elastic element.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g.1 einen Längsschnitt durch ein Ventil gemäß der Erfindung, links im geschlossenen, rechts im geöffneten Zustand, F i g. 2 eine Ansicht des beweglichen Teils des Ventils von unten, F i g. 3 eine Draufsicht auf die federnde Scheibe und F i g. 4 einen Schnitt durch die federnde Scheibe. Das Gehäuse 1 hat einen Einlaßstutzen 2 und einen Auslaßstutzen 3 und trägt den Ventilsitz 4. Ein Dekkel 5 hält die Führung 6 für den Ventilschaft 7, der von Hand, mittels eines Elektromagneten oder eines hydraulischen Servomotor betätigt werden kann.An embodiment of the invention is described below with reference to the Drawings explained in more detail. FIG. 1 shows a longitudinal section through a valve according to the invention, on the left in the closed state, on the right in the open state, FIG. 2 shows a view of the movable part of the valve from below, FIG. 3 is a plan view on the resilient washer and F i g. 4 shows a section through the resilient disc. The housing 1 has an inlet port 2 and an outlet port 3 and carries the Valve seat 4. A cover 5 holds the guide 6 for the valve stem 7, which is manually operated by means of an electromagnet or a hydraulic servomotor can.

Der bewegliche Teil des Ventils besteht aus einer Stützplatte 8, der federnden Scheibe 9, der Membran 10, der als Verschlußstück dienenden elastischen Scheibe 11 und der Verstärkungsplatte 12, die alle durch den Körper 13 der Steuerdüse 14 zusammengehalten werden.The moving part of the valve consists of a support plate 8, the resilient disc 9, the membrane 10, the elastic serving as a closure piece Washer 11 and the reinforcing plate 12, all through the body 13 of the steering nozzle 14 are held together.

Die Membran 10 ist hier frei schwebend, d. h. ohne Befestigung, in einer Ringnut 15 gehalten, die von Gehäuse 1 und Deckel 5 gebildet wird. In Anpassung an die Form der Membran im ausgebogenen Zustand ist die obere Begrenzung des Ringkanals durch eine kegelige Schulter 16 gebildet. In der Ringnut ist ferner noch eine Fangvorrichtung 17 gehalten, die ein übermäßiges Durchbiegen der Membran in ihrer Ruhestellung verhindert.The membrane 10 is freely floating here, i. H. without attachment, in an annular groove 15, which is formed by the housing 1 and cover 5. In adaptation the shape of the membrane in the bent state is the upper limit of the ring channel formed by a conical shoulder 16. There is also a safety catch in the annular groove 17 held, which prevents excessive flexing of the membrane in its rest position.

Wie sich aus F i g. 3 ergibt, besteht die federnde Scheibe 9 aus einer Platte 18, an die sich radial nach außen stehende federnde Arme 19 anschließen. Die Arme sind an ihren Enden 20 etwas aus der Ebene der Platte abgebogen. Die Abmessungen sind derart getroffen, daß die abgebogenen Enden über den Umfang der Stützplatte 8 hinausreichen und bis in die Ringnut 15 ragen, wo sie auch im Ruhezustand der Membran anliegen.As can be seen from FIG. 3 results, the resilient washer 9 consists of a Plate 18, to which resilient arms 19 projecting radially outward are connected. At their ends 20, the arms are bent slightly out of the plane of the plate. The dimensions are made such that the bent ends over the circumference of the support plate 8 reach out and protrude into the annular groove 15, where they are also in the idle state Membrane.

Auf der linken Seite der F i g. 1 ist der Ruhezustand der Membran veranschaulicht. Die federnde Scheibe 9 übt keinerlei Kräfte auf die Membran aus. Sobald die Membran ausgebogen wird, finden die Arme 19 an der Schulter 16 Halt. Weil die Enden 20 aufgebogen sind, muß die Membran erst ein gewisses Stück ihres Weges zurücklegen, ehe die Entlastungswirkung der federnden Scheibe 9 in Erscheinung tritt. Je weiter die Membran jedoch ausgebogen wird, um so stärker werden die federnden Arme 19 verformt, so daß sich gerade im Zustand der stärksten Ausbiegung, also gerade im Augenblick der größten Gefahr einer dauernden Verformung, auch die stärkste Entlastung durch die federnde Scheibe 9 ergibt.On the left of the FIG. 1 is the idle state of the membrane illustrated. The resilient washer 9 does not exert any forces on the membrane. As soon as the membrane is bent out, the arms 19 find support on the shoulder 16. Because the ends 20 are bent up, the membrane must first have a certain piece of hers Cover the way before the relief effect of the resilient washer 9 appears occurs. However, the further the membrane is bent, the stronger the resilient ones Arms 19 deformed so that in the state of greatest deflection, that is, straight at the moment of greatest danger of permanent deformation, also the greatest relief by the resilient disc 9 results.

Für den Fall, daß die federnden Arme 19 hinderlich sein könnten, den an sich bekannten Nebenschluß durch die Membran hindurch zu bewerkstelligen, kann in der Stützplatte 8 eine Rinne 21 vorgesehen sein, so daß es nichts ausmacht, wenn die Löcher 22 genau einem Federarm gegenüber angeordnet sind.In the event that the resilient arms 19 could be a hindrance, the to accomplish known shunt through the membrane, can in the support plate 8 a channel 21 may be provided so that it does not matter if the holes 22 are arranged exactly opposite a spring arm.

Selbstverständlich ist das Vorhandensein einer Steuerdüse keine zwingende Voraussetzung.It goes without saying that the presence of a steering nozzle is not mandatory Pre-condition.

Claims

Claims: 1. Valve with one of the flow medium via a Diaphragm actuated closure piece, with the membrane on its seat of the closure piece opposite side is supported by a resilient washer, d a d u r c h g e - indicates that the membrane (10) and the resilient disc (9) only are firmly clamped together in the middle, but without attachment at their edge protrude into an annular groove (15) between the valve housing (1) and cover (5).

2nd valve according to claim 1, characterized in that the resilient disc (9) on the edge of the membrane (10) is bent away.

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that that the boundary surface (16) of the annular groove (15) formed by the cover (5) is conical is trained.

4. Valve according to claims 2 and 3, characterized in that that the bent edge of the resilient disc (9) at the beginning of the opening movement the membrane touches the conical surface (16).

5. Valve according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the resilient disc (9) consists of a plate (18) with outwardly extending resilient arms (19).

6. Valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the membrane (10) is clamped in the middle between the plate (18) of the resilient disc (9) and an elastic disc (11) which also forms the closure piece. Considered publications: German Patent Nos. 1002 579, 1043 738, 1086 097; Swiss patents Nos. 239 080, 351 465; French Patent No. 1026 735; U.S. Patent Nos. 1783,646 , 2,389,720, 2917070.