DE1282383B - Membranventil - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F 16 k

Deutsche Kl.: 47 gl - 7/12

Nummer: 1282 383

Aktenzeichen: P 12 82 383.5-12 (G 41769)

Anmeldetag: 13. Oktober 1964

Auslegetag: 7. November 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Membranventil, dessen Membran eine seitliche Öffnung des Durchflußkanals des Gehäuses abdeckt und mit ihrem Rand über den Rand der Öffnung reicht und an diesem durch einen Gehäuseaufsatz festgeklemmt ist und an eine der Öffnung gegenüberliegende und mit stetiger Krümmung in den Rand übergehende Sitzfläche des Gehäuses durch einen Stößel andrückbar ist, der in dem Aufsatz in Richtung auf die Sitzfläche und von ihr fort beweglich geführt ist.

Insbesondere ist die Erfindung bei derjenigen Gattung von Membranventilen von besonderem Nutzen, bei welcher der Sitz von einem sich quer über die Membranöffnung erstreckenden konkaven Wehr gebildet wird, dessen Enden aufwärts gekrümmt sind und in den Rand der Öffnung übergehen.

Erfindungsgemäß drückt der Aufsatz nicht nur die Randzone der Membran an den Rand der Gehäuseöffnung, sondern auch die Membran mit einer Zone ihres Mittelteils an einen Teil der Sitzfläche des Gehäuses, wobei dieser Teil der Sitzfläche von den gekrümmten, dem Rande der Gehäuseöffnung benachbarten Enden des Wehrs gebildet wird, die allmählich in den Rand übergehen. Auch wenn das Membranventil mehr oder weniger weit geöffnet ist, bleibt daher die mittlere Zone der Membran in Anlage an diesen Enden des Wehres und ist an ihnen festgeklemmt.

Durch die Erfindung wird der nachstehend erläuterte Fortschritt erzielt:

Wenn man Rohrleitungen für Fabrikanlagen entwickelt, dann ist sehr häufig anfänglich die erforderliche Kapazität noch gering; aber man muß damit rechnen, daß sie später wächst. In diesem Falle würde es naheliegen, die Rohrleitungen und deren Ventile so groß zu bemessen, daß die Rohranlage der später benötigten größeren Kapazität genügt. Solange die Kapazität noch niedrig ist, werden die Ventile dann nur ganz wenig geöffnet. Diese naheliegende Lösung der Aufgabe führt aber zu Schwierigkeiten: Wird ein Membranventil nur ganz wenig geöffnet, dann entsteht in der über das Wehr fließenden Strömung eine sehr hohe Geschwindigkeit, und diese führt zu einem starken Verschleiß des Wehrs, besonders an dessen Enden, wo seine den Ventilsitz bildende Oberfläche stark gekrümmt ist und zur Richtung der Membranbewegung mit erheblichen Neigungswinkeln verläuft. Aber nicht nur dort, sondern längs des ganzen Wehrs ergibt sich ein hoher unerwünschter Verschleiß. Hat die Sitzfläche aber infolge dieses Verschleißes Riefen erhalten, was besonders an den Enden der Sitzfläche des Wehrs zu befürchten ist, dann läßt sich beim Membranventil

Anmelder:

Grinnell Corporation, Providence, R. I.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Licht, Dr. R. Schmidt,

Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. Hansmann

und Dipl.-Phys. S. Herrmann, Patentanwälte,

8000 München 2, Theresienstr. 33

Als Erfinder benannt:

Henry Watson Boteler, East Greenwich, R. I.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 14. Oktober 1963
(315 912)

Anpressen der Membran an die geriefte Sitzfläche kein völliger Abschluß mehr erreichen. Dieser Abschluß ist also an den Enden des Wehres weniger wirksam als in dessen Mitte. Es kommt hinzu, daß in dem engen Spalt zwischen dem Wehr und der Membran des nur wenig geöffneten Ventils etwaige von dem Medium mitgeführte feste Teilchen ausgefiltert werden. Das Medium selbst mag zwar durch den Spalt in ausreichendem Maße hindurchfließen, aber die festen Teilchen bleiben oft hängen. Das führt dazu, daß sich die Rohrleitungen schließlich an den Membranventilen verstopfen oder daß beim weiteren Öffnen der Membranventile eine plötzliche Änderung des Gehalts des Mediums an festen Stoffen entsteht.

Schließlich führt ein Betrieb der Rohranlage, bei welchem die Membranventile nur ganz wenig geöffnet werden, zu dem Nachteil, daß sich die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums nur schwierig einstellen läßt. Denn bereits sehr kleine Membranbewegungen führen zu verhältnismäßig großen prozentualen Änderungen der Strömungsmenge. Der Grund hierfür liegt darin, daß sich beim Öffnen nicht die Länge des Spalts, sondern nur dessen Breite ändert, die durch den Abstand der Membran vom Ventilsitz gegeben ist. Ist dieses fast ganz geschlossen, dann führt daher eine sehr kleine Verstellung der

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Membran zu einer erheblichen Änderung der Fläche Rand der Öffnung übergeht. An den gekrümmten der am Sitz befindlichen Durchflußöffnung. Er- Enden des Wehrs wird eine Zone des Membranwünscht ist es indessen, daß bei den Membran- mittelteils festgeklemmt. Es geschieht dies durch ventilen eine Strömungskennlinie gegeben ist, bei dei einen Klemmkörper, der von dem die Randzone der sich jedesmal die Strömungsmenge um denselben 5 Membran festklemmenden Aufsatzteil getrennt, aber Prozentsatz erhöht, wenn man den die Membran an an ihm befestigt ist. Indessen kann der Klemmkörper das Wehr andrückenden Stößel um eine bestimmte auch aus einem Stück mit diesem Aufsatzteil be-Strecke vom Wehr fort verstellt. Die Kennlinie soll stehen. Vorzugsweise ist der Klemmkörper derart also eine Kurve von gleichbleibendem Prozentsatz verstellbar, daß sich die Fläche der Membranzone sein. ίο verstellen läßt, die auf den Enden des Wehrs fest-

Eine andere Lösung der eingangs geschilderten geklemmt ist. Der Stößel ist so gestaltet, daß er nur Aufgabe, bei der es sich um die Berücksichtigung auf die nicht eingeklemmten Zonen der Membran der später zu erwartenden Zunahme der Kapazität wirkt, also auch auf die Zonen, die sich neben dem der Rohranlage handelt, würde darin bestehen, an Wehr befinden. Der Klemmkörper kann die Gestalt jeder Ventileinbaustelle der Rohranlage mehrere 15 einer Ringscheibe mit einer ovalen Öffnung haben, Ventile parallel zu schalten. Braucht man dann eine in die der entsprechend oval gestaltete Stößel hineinhöhere Strömungsmenge, dann öffnet man nicht nur paßt. Indessen kann die die Membran an die Enden ein Ventil, das nur dem niedrigen Strömungsbedarf der Sitzfläche des Wehrs anklemmende Ringscheibe entsprechen würde, sondern mehrere der parallelge- auch eine kreisförmige Öffnung haben, in die der schalteten Ventile. Diese Lösung aber gestaltet die 20 entsprechend kreisförmig profilierte Stößel hinein-Rohranlage verwickelt und teuer. Denn die Stößel- paßt. Diejenigen Teile der Ringscheibe, die nicht antriebe der parallelgeschalteten Ventile müssen rieh- über den Enden der Sitzfläche des Wehrs liegen, tig gekuppelt werden, besonders dann, wenn die Ven- erhalten zweckmäßig im wesentlichen die Gestalt, tile durch Fernsteuerung oder selbsttätig zu öffnen welche die Membran aufweist, wenn das Membran- und zu schließen und einzustellen sind. Auch stellt sich 25 ventil geöffnet ist.

die Wartung einer solchen Rohranlage entsprechend Die Erfindung sei nunmehr an Hand mehrerer

teurer. Ausführungsbeispiele erläutert, die in den Zeichnun-

Die Erfindung löst indessen die oben geschilderte gen dargestellt sind. In diesen zeigt
Aufgabe unter Vermeidung aller dieser Mangel. Denn F i g. 1 einen quer zum Durchflußkanal verlaufen-

das Membranventil nach der Erfindung läßt sich 30 den Schnitt durch ein geöffnetes Membranventil nach ohne Auswechseln des Gehäuses oder der Membran ■ der Erfindung,

von einer niedrigen Kapazität auf eine hohe um- F i g. 2 einen der F i g. 1 entsprechenden Teilstellen. Auch ein Auswechseln der Haube läßt sich schnitt desselben Ventils in geschlossenem Zustande, dabei unter Umständen vermeiden, so daß die Um- F i g. 3 den Schnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 1,

stellung nur verhältnismäßig geringe Kosten ver- 35 F i g. 4 den waagerechten Schnitt nach der Linie ursacht. 4-4 der F i g. 1,

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der F i g. 5 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt

Erfindung besteht der die Membran festklemmende durch das Membranventil der F i g. 1 bis 4, nach Gehäuseaufsatz aus einer den Stößel tragenden Umbau zwecks Vergrößerung des Durchflußquer-Haube und aus einem zwischen dieser und dem Rand 40 Schnitts,

der Gehäuseöffnung angeordneten starren Scheibe, F i g. 6 einen Querschnitt durch ein anderes Mem-

welche die Randzone der Membran und eine Zone branventil nach der Erfindung im geöffneten Zuihres Mittelteils festklemmt. Das hat zur Folge, daß stände,

nur der restliche Mittelteil der Membran durch den Fig.7 einen Querschnitt durch ein drittes Mem-

Stößel in Richtung auf das Wehr und von ihm fort 45 branventil nach der Erfindung in geöffnetem Zuverstellbar bleibt. Dabei ist der Stößel so gestaltet, stände, »

daß er sich den einwärts erstreckenden Teilen der F i g. 8 den waagerechten Schnitt nach der Linie

Scheibe anpaßt. Bei einer anderen Ausführungsform 8-8 der F i g. 7,

der Erfindung gelangt eine Haube zur Verwendung, F i g. 9 eine teilweise im Schnitt wiedergegebene

die aus einem Stück mit der starren Scheibe besteht. 50 schaubildliche Darstellung einer vierten Ausführungs-Auch kann die Scheibe derart verstellbar sein, daß form des Membranventils nach der Erfindung im die zwischen ihr und dem Wehr eingeklemmte Zone geschlossenen Zustande,

des Mittelteils der Membran mehr oder weniger groß F i g. 10 den Grundriß des in F i g. 9 gezeigten

bemessen werden kann. Membranventils nach Abnahme der Haube,

Die Erfindung bezieht sich also auf eine Verbesse- 55 Fig. 11 das in Fig. 9 gezeigte Membranventil rung eines Membranventils derjenigen Art, bei der nach einer Verstellung zwecks Vergrößerung des die Membran mit ihrer Umfangszone dazu bestimmt Durchflußquerschnitts,

ist, an dem Gehäuse dauernd abdichtend durch einen Fig. 12 den Grundriß des in Fig. 11 gezeigten

Aufsatz festgeklemmt zu werden, der einen mittleren Ventils nach Abnahme der Haube und
Stößel enthält, der dem Zweck dient, den Mittelteil 60 Fig. 13 den Klemmkörper des Ventils nach den der Membran an die Gehäusesitzfläche zum Schlie- F i g. 9 bis 12.

ßen des Ventils anzudrücken und zum Öffnen des Das Gehäuse 10 des in F i g. 1 gezeigten Membran-

Ventils abzuheben. Dabei wird erfindungsgemäß eine ventils hat einen Durchflußkanal 12, der durch ein Zone des Membranmittelteils für die Dauer abdich- quer verlaufendes Wehr 14 unterbrochen ist. Die tend an der Sitzfläche festgeklemmt. Die Sitzfläche 65 Oberseite des Durchflußkanals hat eine Öffnung 18, wird von dem Wehr gebildet, das sich quer über die der die obere Sitzfläche 16 des Wehrs 14 zugewandt Membranöffnung erstreckt, und an ihren Enden ist ist. Diese öffnung ist durch eine Membran 20 abdiese Sitzfläche derart gekrümmt, daß sie in den gedeckt, die mit ihrer Umfangszone 22 im wesent-

lichen in einer Ebene liegt und an dem Rand 24 der öffnung festgeklemmt ist. Die Mittelzone 26 der Membran ist so gestaltet, daß sie sich von dem Wehr fort aufwärts wölben kann und alsdann mit dem Wehr eine Durchflußöffnung bildet. Indessen kann die Membran auch auf die Sitzfläche des Wehrs gepreßt werden, ohne daß sie dabei Falten bildet oder übermäßig gedehnt wird. Dadurch wird das Ventil geschlossen.

Die von der Oberseite des Wehrs gebildete Sitzfläche unterhalb der Randfläche 24 des Gehäuses bildet ein schmales konkaves Band, dessen Enden 28 derart aufwärts gekrümmt sind, daß sie mit stetiger Krümmung in die Randfläche 24 übergehen und nach der Mitte zu abwärts verlaufend in eine flache Zone j ■> 30 übergehen, die sich in der Mitte des Ventils befindet. Die Membran wird gewöhnlich aus Gummi oder einem gummiartigen Werkstoff geformt und ist durch eine oder mehrere Gewebeschichten 32 verstärkt. Im entspannten Zustand kann die Membran die in Fig. 1 gezeigte Gestalt haben. Aus den später erläuterten Gründen aber empfiehlt es sich, der Membran im entspannten Zustande die in der F i g. 2 oder 5 gezeigte Gestalt zu geben. Denn in dieser Weise sind die bekannten Membranen gestaltet, und im Sinne der Erfindung ist es ja gerade erwünscht, daß man bei dem Ventil nach der Erfindung möglichst viele Teile verwenden kann, die denen der bekannten Membranventile entsprechen.

So haben bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bis 4 das Gehäuse 10, die Membran 20 und das Gehäuse 34 die übliche bekannte Gestalt. Die Haube hat einen unteren Flansch 36, welcher der ebenen Randzone 22 der Membran zugewandt ist und deren Abmessungen aufweist. Von dem Flansch 36 aus ragt die Haube 34 mit einer zylindrischen Wandung 38 aufwärts bis zu einer oberen Stirnwand 40, deren Mittelöffnung 42 ein Lager für eine drehbare Überwurfmutter 44 bildet. Diese Überwurfmutter hat an ihrem unteren Ende einen Flansch 46, der sich mittels eines Schublagers 48 an der Stirnwand 40 der Haube abstützt. Mit ihrem oberen Ende ragt die Überwurfmutter aus der öffnung 42 heraus und trägt ein Handrad 50, das an ihr durch eine Stellschraube 52 befestigt ist.

Die Ventilspindel 56, die zur Achse 54 der Haube, der Öffnung 42 und der Überwurfmutter 44 gleichachsig verschiebbar, aber gegen Drehung gesichert ist, ist in die Überwurfmutter eingeschraubt. Dreht man das Zahnrad 50, dann wird daher die Ventilspindel in Richtung auf das Gehäuse 10 oder in Richtung von diesem fort verschoben. Die Spindel ist bei 57 an einem Stößel 58 verstiftet, der mit radialen Armen 60 versehen ist. Diese greifen in Führungsnuten 62 ein, die an der Innenwand der Haube achs- parallel zu dieser vorgesehen sind und dem Zweck dienen, den Stößel für seine Hin- und Herbewegung zu führen und ihn und die an ihm verstiftete Spindel gegen Drehung zu sichern. In der Mitte seiner unteren Fläche hat der Stößel eine Vertiefung 64 und eine Gewindebohrung 66. In dieser Vertiefung sitzt eine auf der Rückseite der Membran 20 vorgesehene Verdickung 68, in die mit ihrem Kopf ein Bolzen 70 eingebettet ist. Dieser ragt oben aus der Verdickung der Membran heraus und ist in die Gewindebohrung «5 66 eingeschraubt. Auf diese Weise ist der Stößel 58 an der Membran 20 in deren Mitte verankert. Auf seiner Unterseite 72 ist der Stößel so profiliert, daß er die mittlere Zone der Membran an die von der Oberseite des Wehrs gebildete Sitzfläche anzudrücken vermag, wodurch das Ventil geschlossen wird. Zu diesem Zweck reicht die Fläche 72 über den flachen Abschnitt 30 des Wehrs und zum Teil auch über die sich anschließenden gekrümmten Abschnitte 28 der Wehrsitzfläche.

Erfindungsgemäß ist nun die Membran an die gekrümmten Endabschnitte der Wehrsitzfläche, die sich aufwärts bis zum Rand 24 der Gehäuseöffnung erstrecken, durch einen Klemmkörper festgeklemmt. Dieser besteht bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bis 4 aus einer Ringscheibe 74, die mit ihrer äußeren Umfangszone zwischen der Membran-Umfangszone 22 und dem Flansch 36 der Haube eingeklemmt ist. Mit ihrer inneren Zone liegt diese Ringscheibe über den Enden des Wehres und ist dessen Gestalt entsprechend gekrümmt. Diese Ringscheibe ist so starr, daß sie die Membran auf dem Wehr abdichtend festklemmt, und zwar bis zu ihrer Innenkante 76. Die ringförmige Scheibe 74 hat also eine Zone, die über den geneigten Endabschnitten 28 des Ventilsitzes liegt und diesen entsprechend geneigt ist. Dabei ist die Ringscheibe in der über der Sitzfläche befindlichen Zone ungefähr ebenso dick wie in der über dem Rand 24 der Gehäuseöffnung liegenden Zone.

Nimmt der Stößel 58 seine Schließstellung ein, dann befinden sich seine Arme 60 mit ihren Unterseiten 78 in einem geringen Abstand von der Platte 74 (vgl. Fig. 2). Die Haube34 bildet einen Anschlag, an den sich der Stößel anlegt, wenn der Mittelteil der Membran von der Sitzfläche um eine bestimmte Strecke abgehoben ist. Dieser Anschlag wird von einem rohrförmigen Ansatz 79 auf der Oberseite des Stößels gebildet. Dieser Ansatz legt sich an die Überwurfmutter 44 an, wenn die Membran so weit in die Offenstellung gezogen ist, als es praktisch zugelassen werden kann. Zum Befestigen der Haube 34 am Gehäuse 10 dienen Schrauben und Muttern 80. Die Schrauben gehen durch Löcher des Flansches 36 und entsprechende Löcher der Umfangszone der Membran und des Gehäuseflansches hindurch, der die Gehäuserandfläche 24 bildet.

Die Klemmscheibe 74 bewirkt also ein ständiges Festklemmen der Membran an den äußeren Endabschnitten 28 der gekrümmten Sitzfläche des Wehrs. Das hat zur Folge, daß der verbleibende, nicht festgeklemmte Teil der mittleren Zone der Membran, der sich zum öffnen und Schließen des Ventils frei verstellen läßt, viel kleiner ist, als es ursprünglich bei Bemessung des Gehäuses, der Haube und der Membran beabsichtigt war. Durch Anbringen der Klemmscheibe 74 und durch Einbau eines besonderen Stößels 58 ist daher aus dem ursprünglichen großen Membranventil ein kleines geschaffen worden, dessen Vorzüge bereits erläutert wurden. Diese Vorzüge kommen zur Geltung, wenn die für große Strömungsmengen bemessene Rohranlage anfänglich mit sehr viel kleineren Strömungsmengen betrieben wird. Dann werden die Mängel vermieden, die eintreten, wenn man große Ventile verwendet, diese aber nur sehr wenig öffnet.

Will man den größtmöglichen Strömungsquerschnitt des in den F i g. 1 bis 4 gezeigten Membranventils vergrößern, dann braucht man dieses Membranventil nur so umzubauen, daß es der F i g. 5 entspricht. Zu diesem Zweck muß man die Klemm-

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scheibe 74 herausnehmen und nach Herausziehen dadurch, daß der ringförmige Klemmkörper nur des Stiftes 57 den kleinen Stößel 58 gegen einen außen die Gestalt einer verhältnismäßig dünnen Stößel 82 normaler Größe auswechseln, der bis zu Scheibe 136 hat, innen bei 144 aber dick ist. Auch zu der eingeklemmten Randzone der Membran reicht, hierbei ist dieser Klemmkörper zwischen der Umalso über der ganzen gewölbten Sitzfläche des Wehrs 5 fangszone 138 der Membran, die auf der Randfläche einschließlich der Endabschnitte 28 und des ebenen 140 des Gehäuses aufliegt, und dem Flansch 142 der mittleren Abschnitts 30 liegt. Tatsächlich reicht der Haube eingeklemmt. Der dicke Innenteil 144 des große Stößel 82 sogar noch über einen Teil der Klemmkörpers ragt innerhalb der Haube aufwärts, ebenen Randzone 22 der Membran, nämlich mit und über das Wehr 146 und weist senkrechte Fühseinen in die Führungsnuten 62 der Haubeninnen- ία rungsnuten 148 auf, in die die Arme 15Q des Stößels fläche eingreifenden Armen 60. Mit seiner Unterseite 152 eingreifen, ähnlich wie gemäß Fig. 6. Zum legt sich daher der große Stößel der Fig. 5 im Umstellen dieses Membranventils auf einen größeren Gegensatz zum kleinen Stößel der F i g. 1 bis 4 im maximalen Strörnungsquersphnitt muß man den Schließzustand an die Membran bis zu den Enden Klemmkörper 136,144 ausbauen und auf der Ventilseiner langen Arme 60. an. 15 spindel einen größeren Stößel befestigen, dessen Bei dem in F i g. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel Arme in die inneren Führungsnuten der Haube einder Erfindung ist eine besondere Haube erförderlich, greifen können, die zuvor von dem Klemmkörper die beim Umbau zur Vergrößerung der maximalen 144 in Anspruch genommen wurden. Durchflußöffnung ausgetauscht wird. Diese beson- Bei dem in den F i g. 9 bis 13 gezeigten vierten dere Haube 84 bildet selbst den Klemmkörper. Zu ao Ausführungsbeispiel des Mernbranventils pach der diesem Zweck hat sie einen Flansch 86, der über der Erfindung hat der Klemmkörper wiederum die Geebenen Randzone 88 der Membran liegt, aber im stalt einer ringförmigen Scheibe. Je nach der RiGh-Gegensatz zur bisher üblichen Ausgestaltung von tang dieser Scheibe und der Winkelstellung des Membranventilen einen Flächenteil 90 hat, der sich Stößels hat das Ventil entweder den vollen maxigewölbt über den äußeren Enden der gekrümmten as malen Strömungsquerschnitt, für den das. Gehäuse, Abschnitte 92 des Wehrs. 94 erstreckt und Teile der die Membran und der die Haube enthaltende Äufmittleren Membranzone an diese Enden der Sitz- satz geschaffen ist, oder nur einen Teil dieses Ströfläche anklemmt. Das hat ebenfalls zur Folge, daß mungsquerschnitts. Zum Umstellen braucht man dadie zum Schließen und Öffnen verstellbare Fläche her lediglich die ringförmige Scheibe 154 um 90^Q zu der Membran entsprechend verringert ist. 30 drehen. Dies ist aus F i g. 9 ersichtlich. Sie zejgt, daß Wie bei bekannten Membranventilen hat die die Querschnittsgestalt des Stößels 156 und die GeHaube 84 auf ihrer Innenfläche 98 senkrechte Füh- stalt der Öffnung 158 oval sind. Infolgedessen hat rungsnuten 96, in welche Arme 100 des Stößels 102 die Ringscheibe 154 einander gegenüber gelegene angreifen. Diese Arme sind zum Wehr ausgerichtet, Zonen 160, die über den äußeren Abschnitten 162 und die Nuten enden über dem Wehr. Gewünschten- 35 der gekrümmten Enden der Wehrsitzfläche liegen, falls könnten die Führungsnuten 96 aber auch um Diese Zonen 160 sind so gestaltet, daß sip die Mem.-die Haube herum versetzt gelegen sein. bran 164 an diese Abschnitte 162 angeklemmt halten Der Schaft 106 des Stößels 102 wird statt durch und sich von einer Umfangszone 166 hinwärts erein Handrad durch einen Antrieb 104 verstellt. Aus strecken. Die Zone 166. hat eine äußere ringförmige diesem Grunde hat der Schaft 106 keine Gewinde- 40 Kante 168 und ist an die Umfangszone 170 der gänge, sondern gleitet in senkrechter Richtung in Membran durch den Flansch 172 der Haube angeeiner Buchse 108, die in eine Öffnung 110 der Haube klemmt. Die Einwärtserstreckung verringert sich bei-84 eingeschraubt ist. Der Antrieb 104 sitzt auf dem derseits der Zone 160 und verschwindet schließlich oberen Ende der Buchse 108. Er weist Gehäuse- ganz an den Stellen, die um 90° versetzt sind. Denn hälften 112 und 114 auf, zwischen denen der Rand 45 die ovale Öffnung 158 der Ringscheibe 154 berührt 116 einer Membran 118 eingespannt ist, die das dort die gbene Randzone 166 der Ringscheibe. Das Innere des Gehäuses in Kammern 120 und 122 unter- Maß, um welches die sich nach innen erstreckende teilt. Mit ihrer Mitte ist die Membran 118, zwischen Zone 160 gewölbt ist, ist bei dieser Ausführungsform zwei Platten 124 und 126 eingeklemmt, durch deren der Erfindung gleichbleibend. Die Dicke der Scheibe Mittelöffnungen das obere Ende des Schaftes 106 50 154 ist so bemessen, daß der Stößel in seiner höchhindurchgeht. Dieses obere Ende geht auch durch sten Öffnungsstellung immer noch in die Ringscheibe eine Mittelöffnung der Membran hindurch. Dem- hineinreicht und sich daher seine Seitenflächen mit entsprechend sind Schnurringe 128 zur Dichtung vor- den Innenflächen der Öffnung 158 überdecken, gesehen. Sie verhindern, daß das. Druckmittel von der Die kreisförmige Kante 168 der Scheibe 154 ist mit einen Kammer etwa in die andere sickert. Oben auf 55 Gleitsitz drehbar in die kreisförmige Öffnung 174 den Schaft ist eine Mutter 130 aufgeschraubt, welche einer zweiten Platte 176 eingepaßt, die ebenso dick die Klemmplatten 124 und 126 an der Mitte der bemessen ist wie die Platte 154 und den Gehäuse-Membran 118 festklemmt. Die Kammern 120 und flansch 178 bedeckt, soweit dieser über den Rand haben Anschlußleitungen 132 und 134 für Ein- 168 der Ringscheibe 154 hinausragt. Der Grund, und Auslaß des Druckmittels. Zum Umstellen des 6q weshalb die beiden Scheiben 154 und 158 getrennt Steuerschiebers auf einen Durchflußquerschnitt von und nicht aus einem Stück hergestellt sind, besteht normaler Größe muß die Haube 98 samt dem Stößel darin, daß die Sehraubenlöcher 180 nicht immer abgenommen und durch eine normale Haube einen gleichmäßigen Abstand haben und daß man ersetzt werden, die nur die ebene Randzone der daher die Scheibe nicht um 90° versetzt anbringen Membran 88 einklemmt und deren Stößel über alle 63 könnte, wenn sie aus einem einzigen Stück bestünde. Abschnitte 92 und 94 der Wehrsitzfläche reicht. Die innere Scheibe 154 aber reicht nicht bis an die Das in den F i g. 7 und 8 gezeigte Membranventil Sehraubenlöcher heran und läßt sich für sich allein unterscheidet sich von demjenigen der F i g. 1 bis. 4 drehen. Die ebene Umfangszone 166 der inneren

Ringscheibe 154 reicht mit ihrer Kante 168 vorzugsweise bis an die Bolzenlöcher 180 heran, damit sie eine möglichst große Fläche erhält, mit der sie unter der Kraft des Haubenflansches 172 die Umfangszone 170 der Membran an den Gehäuseflansch 178 anpreßt. Würde man die äußere Scheibe 176 fortlassen, dann würde die Membran zu stark verformt werden. Es besteht natürlich die Möglichkeit, eine besonders gestaltete Membran zu verwenden, deren Umfangszone sich gerade mit der inneren Platte 154 deckt. Aber im Sinne der Erfindung liegt ja die Verwendung von Membranen der bisher üblichen Gestalt, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist. Für eine solche Membran aber braucht man die äußere Scheibe 176, damit die Kante der Membran nicht wellenförmig verformt wird.

Bei diesen in den Fig. 9 bis 13 gezeigten Ausführungsbeispielen der Erfindung gestaltet sich nun die Umstellung auf den vollen Strömungsquerschnitt besonders einfach. Hierzu braucht man nämlich nur erstens die Haube vom Gehäuse zu lösen, zweitens die Scheibe 154 mit ihrer Oberseite nach unten herumzudrehen, drittens diese Scheibe und den Stößel 156 um dessen Achse um 90° zu drehen und viertens die Haube wieder am Gehäuse festzuschrauben. Alsdann verlaufen die längeren Achsen der Ovale des Stößels 156 und der Öffnung 158 der Ringscheibe in der Längsrichtung des Wehrs. Infolgedessen kann sich der ganze Mittelteil der Membran gegenüber dem Wehr auf- und abwärts verstellen lassen. Keine Zone dieses Mittelteils der Membran ist dann mehr an den äußeren , Abschnitten der gewölbten Sitzfläche des Wehrs angeklemmt. Dadurch, daß man die Ringscheibe 154 mit ihrer Oberseite nach unten herumdreht, wird verhindert, daß die Zonen 160 die freie Bewegung der Membran stören. Diese Zonen sind nach dem Umstellen nämlich aufwärts gekrümmt, wie es Fig. 11 erkennen läßt. Sie haben daher im wesentlichen die richtige Lage, um die Membran im geöffneten Zustande abzustützen.

Auch bei dieser Ausführungsform hat die Membran in der Mitte ihrer Rückseite einen Ansatz 182, der in eine Aussparung 184 des Stößels 156 eingepaßt ist und durch einen Schraubenbolzen 186 befestigt ist, dessen Kopf in dem Ansatz der Membran eingebettet ist. Eingeschraubt ist dieser Bolzen in eine Gewindebohrung 188 des Stößels. Damit man den Stößel um 90° um seine Achse drehen kann, wie es zum Umstellen auf den vergrößerten Strömungsquerschnitt erforderlich ist, muß man den Schrauben- bolzen 186 um eine Vierteldrehung lockern und ihn dann wieder festziehen. Die Verankerung der Membran am Stößel wird dadurch nicht beeinträchtigt.

Auf seiner Oberseite hat der Stößel einen rohrförmigen Ansatz 190, der auf der einen Seite 192 wesentlich höher ausgestaltet ist als auf der anderen Seite 194. Durch diesen rohrförmigen Ansatz geht die Ventilspindel 196 hindurch, die an dem Stößel durch einen Querstift 198 befestigt ist. Die Höhe des Ansatzes 190 ist deshalb auf den beiden Seiten verschieden hoch bemessen, damit der Hub des Stößels verschieden groß gewählt werden kann. Denn der Hub wird dadurch bestimmt, daß der Ansatz des Stößels an die an der Haube befestigte Überwurfmutter 202 anstößt, deren unteres Ende 200 entsprechend abgestuft ist. Nehmen die Teile die in F i g. 9 gezeigte Lage ein, dann stößt die höhere Seite 102 des Stößelansatzes an die untere Seite 204 der Überwurfmutter. Infolgedessen ist der Hub des Stößels so begrenzt, daß keine Beschädigung der Verankerung des Stößels an der Membran zu befürchten ist. Ist indessen der Stößel durch Drehen um 90°, ausgehend von der Lage der F i g. 9, umgestellt, dann kann die höhere Seite des Ansatzes 190 einen längeren Hub ausführen, bis sie an die höhere Seite 206 der Überwurfmutter anstößt. Dieser längere Hub ist erforderlich, wenn das Membranventil durch Drehen der Ringscheibe 194 und des Stößels 156 um 90°, ausgehend von der Stellung der F i g. 9, auf einen größeren Strömungsquerschnitt umgestellt ist.

Die Fig. 10 und 12 zeigen den Umsteuerschieber vor und nach der Umstellung im Grundriß, wobei die Haube abgenommen ist.

Claims (23)

Patentansprüche:

1. Membranventil, dessen Membran eine seitliche Öffnung des Durchflußkanals des Gehäuses abdeckt und mit ihrem Rand über den Rand der öffnung reicht und an diesem durch einen Gehäuseaufsatz festgeklemmt ist und an eine der Öffnung gegenüberliegende und mit stetiger Krümmung in den Rand übergehende Sitzfläche des Gehäuses durch einen Stößel andrückbar ist, der in dem Aufsatz in Richtung auf die Sitzfläche und von ihr fort beweglich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz (z. B. 34, 74) nicht nur die Randzone der Membran an den Rand (z. B. 24) der Gehäuseöffnung (z. B. 18), sondern auch die Membran mit einer Zone ihres Mittelteils an einen Teil (z. B. 28) der Sitzfläche des Gehäuses andrückt.

2. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teil (z.; B. 36) des Aufsatzes an der Randzone (z. B. 24) der Membran (z. B. 20) und ein anderer Teil (z. B. 74) des Aufsatzes an einer Zone des Mittelteils (z. B. 26) der Membran anliegt.

3. Membranventil nach Anspruch 2, dessen Membran mit ihrer Vorderseite am Rand der Gehäuseöffnung und mit ihrer Rückseite am Gehäuseaufsatz anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite der Membran (z. B. 20) auch an einer Fläche des anderen Teils (z. B. 74) des Gehäuseaufsatzes anliegt und von einer Fläche (z. B. 72) des Stößels (z. B. 58) ergriffen werden kann.

4. Membranventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem der Stößel an der Mitte der Membran verankert ist, dadurch gekennzeichnet, daß, während die eine Zone des Membranmittelteils (z. B. 26) durch den Aufsatz an der Sitzfläche (z. B. 28), die sich in bekannter Weise quer über die einen ebenen Rand aufweisende Gehäuseöffnung (z. B. 18) erstreckt, durch den Aufsatz angepreßt ist, der restliche Bereich des Membranmittelteiles (z. B. 26) durch den Stößel (z. B. 58) in Richtung auf die Gehäusesitzfläche auf und ab beweglich ist.

5. Membranventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dessen Sitzfläche bandförmig gestaltet ist und sich quer über die Gehäuseöffnung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz aus einer den Stößel (z. B. 58) tragenden Haube (z. B. 34) und aus einem zwischen

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dieser und dem Rand der Gehäuseöffnung angeordneten starren Klemmkörper (z. B. 74) besteht, der die Randzone der Membran und eine Zone ihres Mittelteils festklemmt.

6. Membranventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Klemmkörper von einer ringförmigen Scheibe (74,154) gebildet wird.

7. Membranventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (74, i© 154) eine Zone hat, die über den geneigten Endabschnitten (z. B. 28) des Ventilsitzes liegt und diesen entsprechend geneigt ist.

8. Membranventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (z. B. 58) in der Mittelöffnung der ringförmigen Scheibe (z. B. 74) beweglich ist.

9. Membranventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (74) in der über der Sitzfläche befindlichen Zone ao ungefähr ebenso dick ist wie in der über dem Rand der Gehäuseöffnung liegenden Zone.

10. Membranventil nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Stößel (z. B. 58) führender Teil (z. B. 62) der Haube (z. B. 34) auf der von der Membran (z.B. 20) abgewandten Seite der Ringscheibe (z. B. 74) liegt.

11. Membranventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (154) mit einer Führungsbahn (148) versehen ist,

in die ein Teil (60) des Stößels (58) eingreift und darin geführt ist.

12. Membranventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (156) und die Öffnung der Ringscheibe (154) oval sind.

13. Membranventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die längs der größeren Achse des Ovals gemessene Abmessung des Stößels (156) ungefähr der Länge der Sitzfläche (162) entspricht.

14. Membranventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die längs der kürzeren Achse des Ovals gemessene Abmessung des Stößels (156) ungefähr der Länge des Mittelteils des Membransitzes entspricht.

15. Membranventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kante der geneigten Ringscheibe deren Öffnung bestimmt.

16. Membranventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die längere Achse des Ovals der Ringscheibe (154) und des Stößels (156) einen erheblichen Winkel mit der Längsachse der bandförmigen Ventilsitzfläche (162) einschließt.

17. Membranventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Winkel auf 90° beläuft.

18. Membranventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (z.B. 136, 144) eine Dicke aufweist, die mindestens der Hublänge des Stößels (z. B. 152) entspricht und dieser daher in der Öffnung der Ringscheibe verbleibt und durch diese geführt wird, wenn sich das Ventil öffnet.

19. Membranventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube einen Anschlag bildet, an den sich der Stößel anlegt, wenn der Mittelteil der Membran vor der Sitzfläche um eine bestimmte Strecke abgehoben ist (vgl. zum Beispiel F ig. 1).

20. Membranventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der über dem Rand der Gehäuseöffnung liegende Teil (166) der Ringscheibe (154) eine kreisrunde Außenkante (168) hat.

21. Membranventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der über dem Rand der Gehäuseöffnung liegenden Ringscheibe (154) noch eine zweite Scheibe (176) von etwa der gleichen Dicke vorgesehen ist.

,-22. Membranventil nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Scheibe (176) eine kreisrunde öffnung (174) hat, welche die ersterwähnte Ringscheibe (154) aufnimmt.

23. Membranventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (z. B. 154) und der Stößel (z.B. 156) um die Achse der Gehäuseöffnung dreheinstellbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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