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Ventil mit Membran und Hilfsventil Die Erfindung bezieht sich auf
ein Ventil, insbesondere ein Durchgangsventil für flüssige Druckmittel, bei dem
z. B. durch einen Magneten ein Hilfsventil betätigt wird, das den Zufluß bzw. Abfluß
des Druckmittels zu einer Druckkammer steuert, die einerseits von einer beweglichen,
mit dem Ventilstößel verbundenen Membran begrenzt ist, die eine öffnung zum Eintritt
des Druckmediums aufweist, der auf der Zuflußseite ein Sieb zum Fernhalten von Fremdkörpern
vorgeschaltet ist.
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Die bisher bekannten Ventile, bei denen der Ventilstößel durch das
abzusperrende bz,#. zu steuernde Druckmittel in Abhängigkeit von dem öffnen oder
Schließen eines Hilfsventils selbst betätigt wird, haben den Nachteil, daß die Zuflußkanäle,
durch die das Druckmittel in die Druckkammer gelangen kann, wegen der erforderlichenDrosselwirkung
sehr eng ausgebildet sein müssen und deshalb leicht verstopfen, wenn das Druckmittel
Fremdkörper mit sich führt. Ein Verstopfen dieser Kanäle hat einen Ausfall des Ventils
zur Folge. Um die Häufigkeit des Ausfallens solcher Ventile herabzusetzen, wurden
diesen Kanälen oder Öffnungen Siebe vorgeschaltet. Diese Siebe müssen entsprechend
dem Durchmesser der zu schützenden Kanäle ziemlich engmaschig ausgebildet sein.
Sie setzen sich infolgedessen je nach dem Verschmutzungsgrad des Mediums
mehr oder weniger schnell mit der Zeit ebenfalls zu. Eine Selbstreinigung der Siebe
findet nicht statt, weil das Druckmittel diese immer in der gleichen Richtung durchströmt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten
Ventile zu vermeiden. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin,
daß das Sieb aus biegsamem Material besteht und sich im Abstand von der Membran
ebenso wie diese von der Wandung der Druckkammer bis zum Ventilstößel erstreckt,
so daß ihr mittlerer Teil an der Bewegung des Ventilstößels teilnimmt und zwischen
der Membran und dem Sieb ein Raum mit einem sich bei der Bewegung des Stößels ändernden
Volumen entsteht.
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Dadurch wird in sehr einfacher Weise erreicht, daß das sich in dem
Raum zwischen der Membran und dem Sieb befindliche Druckmittel bei der Bewegung
des Ventilstößels entgegen seiner normalen Strömungsrichtung durch das Sieb zurückströmt
und darin festgesetzte Fremdkörper wegschwemmt. Durch die Erfindung wird also ohne
nennenswerten Aufwand eine Selbstreinigung des Siebes erzielt, so daß eine praktisch
unbegrenzte Betriebsbereitschaft des Ventils gewährleistet ist in dem Umfange, in
dem diese Betriebsbereitschaft von der Reinhaltung der Flüssigkeitskanäle bzw. des
Siebes abhängt.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bestehen
die Membran und das Sieb aus elastischem Material und sind in jeder Stellung des
Ventilstößels straff gespannt. Dabei wird der Abstand des Siebes von der Membran
an den Außenrändem größer gehalten, als in der Mitte oder umgekehrt.
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Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn die Membran und
das Sieb an ihren Außenrändem aneinander anliegen.
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Eine besonders große Volumenünderung des Raumes zwischen Membran und
Sieb wird dadurch erreicht, daß die Membran an der dem Sieb zugewandten Seite eines
starren Membrantellers angeordnet wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Druckkammer
des Ventils mit einem aus Kunststoff, insbesondere PVC bestehenden Einsatz ausgekleidet
sein, an dem die Membran und das Sieb befestigt sind. Die Verwendung eines solchen
Einsatzes macht das Ventil auch für aggressive Medien geeignet. Trotzdem kann das
Ventil relativ klein gehalten werden, weil die Kunststoffauskleidung nicht den Druck
des Mediums aufzunehmen braucht, sondern diese auf das metallische Gehäuse übertragen
wird, in das der Kunststoffeinsatz eingeschoben ist.
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Besonders dann, wenn die Membran und das Sieb an ihren Außenrändern
aneinander anliegen, kann der Einsatz vorteilhaft aus zwei axial hintereinander
angeordneten Teilen bestehen, zwischen denen die Außenränder der Membran und des
Siebes eingespannt werden.
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Die beiden Einsätze werden dann in das metallische Gehäuse eingeschoben
und darin verspannt. Dabei kann z. B. der eine Teil des Einsatzes mit seiner Stirnfläche
an der Stimfläche eines zur MagnetschlußhÜlse gehörenden Teiles anliegen. Zwischen
diesen beiden Stimflächen wird dann zweckmäßig der
Außenrand einer
die Druckkammer begrenzenden Membran eingespannt. Diese Membran hält dann das aggressive
Medium von den zum Magnet gehörenden Teilen fern.
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Der zweite Teil des Einsatzes kann dann an der dem Magnet abgewandten
Seite einen Gewindestutzen aufweisen, mit dem er in das eigentliche Ventilgehäuse
eingeschraubt ist. Die den Einsatz aufnehmende Hülse wird an ihrem Ende zweckmäßig
mit einem an einer Schulter des Einsatzes anliegenden Schraubring od. dgl. gegen
den Einsatz verspannt.
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Durch die zur Betätigung des Ventils dienende Membran wird im Verein
mit dem Sieb eine gewisse Dämpfung der Bewegungen des Ventilstößels erzielt, was
zur Vermeidung von Wasserschlägen od. dgl. sehr günstig ist.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch
ein nach der Erfindung ausgebildetes Schrägsitzventil.
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Das Schrägsitzventil nach der Zeichnung weist eill Gehäuse
1 mit den Rohranschlüssen 2 -und 3 und dem Ventilsitz 4 auf, mit dem
ein am unteren Ende des Ventilstößels 5 angebrachtes Verschlußstück
6 zusammenwirkt. Der Ventilstößel 5 ist in der Bohrung eines Gewindestutzens
7 geführt, der sich an den Boden eines topfförmigen Körpers 8 anschließt,
der zusammen mit dem Ring 9 eine aus Kunststoff bestehende Auskleidung
einer Druckkammer bildet. Die Stirnfläche des aus den Teilen 8 und
9 gebildeten Einsatzes liegt an der Stirnfläche eines Topfes 10 an,
der zur Magnetschlußhülse gehört. Dieser Topf 10
ist im Bereich seines Bodens
an der Außenfläche mit einer Schulter versehen, auf der ein Ansatz 11 einer metallischen
Hülse 12 aufsitzt, in welche die beiden Einsatzteile 8 und 9 eingeschoben
sind. Die Hülse 12 erstreckt sich bis über den Boden des Einsatzteiles
8
und ist an der Innenseite mit einem Gewinde versehen, in das ein Gewindering
13 eingeschraubt ist. Dieser Gewindering liegt am Boden des Einsatzteiles
8
an und verspannt die Einsatzteile 8 und 9 sowie den zur Magnetschlußhülse
gehörenden Topf 10 gegen den Ansatz 11 der Hülse. Zwischen dem Gewindering
13 und dem Boden des Einsatzteiles 8 wird ein nahe bis zum Gehäuse
1 reichender Metallring 14 eingelegt. Zur Sicherung der Hülse 12 gegen ein
Verdrehen weist sie im Bereich ihres unteren Randes einen Längsschlitz
15 auf, in den ein in den Boden des Einsatzteiles 8 eingesetzter Stift
16 hineinragt.
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Zwischen die Sth-nflächen des Topfes 10 und des zum Kunststoffeinsatz
gehörenden Ringes 9 ist der Außenrand einer Membran 17 eingespannt,
die - im Bereich ihrer Mitte zwischen dem Magnetanker 18
und einem
darin eingesehraubten Lager 19 für den Stößel 20 des Hilfsventils eingeklemmt
ist. Durch die Membran 17 wird der den Magnet enthaltende Teil des Ventils
gegen das Druckmittel dicht abgeschlossen. Der so gebildete Raum ist durch eine
Membran 21 in zwei Kammem unterteilt. Diese Membran ist zusammen mit einem Sieb
22 längs ihres Außenrandes zwischen den Einsatzteilen 8 und 9 eingeklemmt.
Im
Bereich ihrer Mitte sind die Membran 21 und das Sieb 22 im Abstand voneinander
an dem Ventilstößel 5 mit Hilfe eines Ringes 23 und des Membrantellers
24, der mit Hilfe eines Gewindeansatzes 25
in den Ventilstößel 5 eingeschraubt
ist, befestigt. Die Membran 21 ist dabei zwischen dem Membranteller 24 und dem Ring
23 und das Sieb 22 zwischen dem genannten Ring und einer Stirnfläche des
Ventilstößels 5 eingeklemmt. Der Ventilstößel 5 ist im übrigen mit
einer Längsbohrung 26 versehen, in der sich der Ventilsitz 27 für
das am Stößel 20 des Hilfsventils vorhandene Verschlußstück befindet. Das Ventil
wird wie üblich von einer sich am Stopfen 28
abstützenden Schraubendruckfeder
29 in die Schließstellung gebracht, die über den Magnetanker das Hilfsventil
bei 27 schließt und den Ventilstößel 5
in Richtung auf den Ventilsitz
4 bewegt. Dabei baut sich in der Kammer 30 zwischen den Membranen
17
und 21 der volle Druck des über den Stutzen 2 angeschlossenen Druckmittels
auf, da diese über ein Loch 31 in der Membran 21 und den Kanal zwischen dem
Ventilstößel 5 und dem Schraubstutzen 7 mit dem Druckmittel in Verbindung
steht. Zum öffnen des Ventils wird der Stößel des Hilfsventils durch Einschalten
des Elektromagneten von seinem Sitz angehoben und dadurch über die Bohrung
26 eine Verbindung zwischen dem drucklosen Abfluß 3 und der
Kammer 30 hergestellt. Das Druckmittel kann nun aus der Kammer
30 schneller abfließen, als es durch die Öffnung 31 nachströmen kann.
Der Druck in der Kammer 30 fällt infolgedessen sehr schnell ab, und
der Ventilstößel 5 wird durch den auf die Unterseite der Membran 21 wirkenden
Druck abgehoben. Beim öffnen und Schließen des Ventils findet also ein gewisser
Durchfluß des Mediums durch die öffnung 31 der Membran 21 in Richtung zur
Kammer 30 hin statt. Befinden sich darin Fremdkörper, so könnte die sehr
enge öffnung 31 leicht verstopft und damit das Ventil unbrauchbar werden.
Zu diesem Zweck ist auf der Druckseite der Membran das Sieb 22 vorgesehen. Auch
dieses Sieb könnte sich allerdings mit der Zeit zusetzen. Um ein Zusetzen des Siebes
22 zu vermeiden, bestehen sowohl die Meinbran 21 als auch das Sieb 22 aus elastischem
Material, das bei jeder Stellung des Ventilstößels.5 gespannt ist. Sie begrenzen
deshalb einen ringförmigen Raum, dessen Querschnitt sich bei der Bewegung des Ventilstößels
5 derart verändert, daß sich das Volumen dieses Raumes beim Schließen des
Ventils vermindert. Dies wird besonders dadurch erreicht, daß die Membran 21 und
das Sieb 22 zwar am Außenrand aneinander anliegen, im Bereich ihrer Mitte aber mit
Abstand am Stößel 5 befestigt sind. Außerdem ist in dieser Hinsicht von Vorteil,
daß die Membran 21 auf der dem Sieb 22 zugekehrten Seite des Membrantellers 24 angebracht
ist, weil dadurch die Membran 21 beim Schließen des Ventils dem Sieb 22 stärker
genähert wird. Diese Anordnung der Membran 21 und des Siebes 22 hat zur Folge, daß
beim Schließen des Ventils das Druckmittel aus dem Raum zwischen diesen beiden Teilen
verdrängt wird. Da sich in der Membran 21 nur diese kleine öffnung 31 befindet,
wird der größte Teil des Druckmittels durch das Sieb 22 zurückfließen. Bei dieser
Umkehrung der Bewegungsrichtung des Druckmittels in bezug auf das Sieb 22 werden
Fremdkörper, die sich an dem Sieb festgesetzt haben, wieder fortgespült, so daß
also eine Selbstreinigung des Siebes erfolgt, die eine lange Betriebsbereitschaft
des Ventils gewährleistet.