DE1284232B

DE1284232B - Ventil mit einer das Verschlussstueck steuernden Membran

Info

Publication number: DE1284232B
Application number: DE1966D0049633
Authority: DE
Inventors: Borchers Alwin; Patocki Gerd; Bartonischek Klaus
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1966-03-18
Filing date: 1966-03-18
Publication date: 1969-02-20
Also published as: CH445230A; AT272022B; GB1141240A; SE304146B; FR1514837A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einer das Verschlußstück betätigenden, in der Mitte in einem Träger gehaltenen Membran, die sich unter dem Einfluß des Drucks des Durehflußmediums bewegt und ihrerseits durch ein Hilfsventil gesteuert wird, wobei die Membran eine mit einer Durchtrittsöffnung versehene Ringwölbung aufweist, die von einer eine Drosselung vorzugsweise nahe der Schließstellung bewirkenden Platte überdeckt ist.
Ventile ähnlicher Art wurden zunächst mit einer am Rand eingespannten Flachmembran ausgestattet. Diese Konstruktion gestattet nur einen kleinen Hub und erfordert relativ große Stehkräfte. Es ist auch bekannt, die Flachmembran am Umfang verschiebbar zu halten, wodurch sich ein größerer Hub ergibt; dies wird aber mit Schwierigkeiten bei der Abdichtung am Umfang erkauft.
Es ist bekannt, daß Membranen mit ringförmiger Wölbung mit geringen Kräften über einen großen Hub verstellt werden können. Derartige Membranen neigen aber zum Flattern. So ist ein Ventil dieser Art mit einer sehr flachen Ringwölbung bekannt. Das äußere Gehäuse ist der Membranform derart angepaßt, daß ein Teil der Ringwölbung sich im offenen Zustand am Gehäuse abstützen kann. Der Träger ist der Membranform derart angepaßt, daß sich im geschlossenen Zustand ein Teil der Ringwölbung an ihm anlegen kann. Ein großer Hub, wie er für große Durchflußmengen benötigt wird, ist hierbei nicht zu erzielen.
Es ist bei den beschriebenen Ventilen ferner bekannt, die beim Schließen des Ventils auftretende Strömung durch die Durchtrittsöffnung in der Membran zu drosseln. Dies geschieht in manchen Fällen dadurch, daß die Durchtrittsöffnung in der Nähe der Schließstellung durch eine gehäusefeste Drossel teilweise geschlossen wird. Bevorzugt werden jedoch solche Drosseleinrichtungen, bei denen die Membran mit einem sie überdeckenden Teil des Trägers zusammenwirkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hilfsgesteuertes Membranventil anzugeben, das bei kleinem Außendurchmesser einen großen Hub gestattet, ohne daß die hierfür verwendete Membran mit starker Ringwölbung durch Schwingungen gefährdet und die Drosselfunktion beeinträchtigt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Platte ein lose auf der Ringwölbung aufliegender Dämpfring ist, .der sich nahe der Schließstellung am Träger abstützt. _ Durch den lose aufliegenden Dämpfring wird die Flatterneigung der Membran besser gedämpft. Der lose Ring stört aber nicht die Drosselfunktion, weil er sich in der Nähe der. Schließstellung am Träger abstützt und daher im entscheidenden Augenblickeine definierte Ruhelage besitzt. Darüberhinaus kann mit Hilfe des losen Dämpfringes die Drosselfunktion verbessert werden, wie weiter unten noch erläutert wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Dämpfring eine in die Ringwölbung eingreifende Kegelfläche aufweist. Hiermit wird die Berührungsfläche zwischen Ring und Membran vergrößert. Außerdem ergibt sich bei einer Membranauslenkung eine Relativbewegung zwischen Kegelfläche und Membran mit einer entsprechenden dämpfenden Reibung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Durchtrittsöffnung in den zwischen Ringwölbung, Dämpfring und Träger gebildeten Ringraum münden. Von diesem Ringraum kann das Durchflußmedium, solange das Ventil nicht geschlossen ist, durch den Spalt zwischen Dämpfring und Träger ungehindert in den Druckraum strömen.
Hierbei kann die Unterkante der Kegelfläche des Dämpfringes in der Schließstellung die Durchtrittsöffnung teilweise verdecken. Auch mit Hilfe des losen Dämpfringes ist es daher möglich, die bekannte Teilabdeckung der Durchtrittsöffnung zu bewirken.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein oder mehrere Drosselkanäle an der Zwischenfläche von Dämpfring und Träger vorgesehen sind. Diese Drosselkanäle, die entweder in der Abstützfläche des Trägers und/oder der dieser zugewandten Fläche des Dämpfringes vorgesehen sind, ergeben einen genau definierten Austrittsquerschnitt, da sie nicht durch elastisches Membranmaterial teilweise verschlossen werden können. Statt dessen oder außerdem können auch ein oder mehrere Drosselkanäle an der Berührungsfläche von Dämpfring und Membran vorgesehen sein.
Besonders lange. Drosselkanäle erhält man, wenn diese an der Kegelfläche des Dämpfringes vorgesehen sind.
Beim lose eingelegten Ring ist eine genaue Winkelzuordnung der Drosselvorrichtung zur Durchtrittsöffnung, wie sie bei manchen bekannten Drosselungen notwendig ist, schwierig. Statt dessen enpfiehlt es sich, daß die Drosselkanäle aus ringsum angeordneten feinen Rändelrillen bestehen. Es genügen sehr feine Rillen, da normalerweise ihr Gesamtquerschnitt als Drosselquerschnitt wirksam ist. Diese feinen Rillen lassen sich ohne Schwierigkeiten mit einem bekannten Rändelwerkzeug herstellen. Es kommen auch Kreuzmuster oder Punktraster als Drosselkanalprägung in Betracht. Diese Rändelung, Riffelung oder Prägung kann gleichzeitig dazu benutzt werden, um einen scheibenförmigen Dämpfring zu richten, also eben zu machen, so daß er glatt an der ebenen Abstützfläche des-Trägers anliegt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier In der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g.1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, F i-.2 eine Draufsicht auf den Dämpfring der F i g.1, F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel;. und F i g. 4 eine Seitenansicht des Dämpfringes der Fig.3.
Ein Ventilgehäuse 1 ist mit einem Einlauf 2 und einem Auslauf 3 sowie einem Ventilsitz 4 versehen. Der Ventilraum ist durch einen Aufsatz 5 abgeschlossen, der den Rand 6 einer Membran 7 festklemmt, die Führungsbahn für einen gegen eine Feder 8 beweglichen Anker 9 bildet und außen eine Magnetspule 10 trägt. Das innere Ende 11 der Membran 7 ist in einem Tragei 12 gefäßt, der eine Mittelbohrung 13 aufweist, welche zusammen mit einem Verschlußstück 14 am unteren Ende des Ankers 9 das Hilfsventil bildet. Das innere Ende 11 wirkt außerdem als Verschlußstück des Hauptventils mit dem Ventilsitz 4 zusammen.
Die Membran 7 besitzt eine Ringwölbung 15, die ihr gestattet, mit geringen Kräften einen großen Hub zu vollführen. Auf der Ringwölbung 15 liegt ein Dämpfring 16 auf, der vor dem Einknöpfen der Meinbran in den Träger 12 lose über diesen geschoben worden ist und sich in der Schließstellung des Ventils an einem Flansch 17 des Trägers abstützt. Der Dämpfring ist beidseitig mit radial verlaufenden Riffelungen D versehen, die beispielsweise im Abstand von 3° nebeneinander angeordnet sind. Eine Durchtrittsbohrung 18 in der Membran 7 mündet in einen Ringraum 19, der zwischen der Ringwölbung 15, dem Dämpfring 16 und dem Träger 12 gebildet wird.
Wenn der Anker 9 durch den Magneten 10 angezogen ist, wird der Träger 12 mit seiner Membran durch den Druck des zuströmenden Mediums nach oben gedrückt und das Ventil 4,11 öffnet sich. Hierbei bewegen sich der Flansch 17 und die Ringwölbung 15 auseinander. Der Dämpfring 16 bleibt aber auf der Ringwölbung liegen und verhindert, daß die Membran zu flattern oder zu schwingen beginnt.
Wenn nach Entregung des Magneten 10 das Hilfsventil 13,14 schließt, sinken die beweglichen Teile unter dem Eigengewicht nach unten. Die Absinkbewegung ist davon abhängig, mit welcher Geschwindigkeit Durchflußmedium durch die Öffnung 19 in den über der Membran liegenden Druckraum 20 nachströmen kann. Zunächst ist der Strömungsweg nicht behindert, da der Ringraum 19 über das Spiel zwischen Dämpfring 16 und Träger 12 in den Druckraum 20 gelangen kann. Sobald sich das Verschlußstück 11 jedoch seiner Schließstellung nähert, legt sich der Dämpfring 16 an den Flansch 17 an. Alsdann steht nur noch ein Strömungsweg durch die Drosselkanäle oder Riffelungen D zur Verfügung, die auf der einen Seite durch den Flansch 17 und auf der anderen Seite durch die Membran 7 abgedeckt sind. Demzufolge schließt sich das Ventil in gewünschter Weise langsam.
In Fi g. 3 ist ein ähnliches Ventil gezeichnet, bei dem die gleichen Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in F i g.1. Die Dämpfscheibe 21 besitzt hierbei eine Kegelfläche 22, an die sich die dem Träger 12 zugewandte Seitenwand der Ringwölbung 15 anlegt. Die Unterkante 23 deckt im Schließaugenblick die Durchtrittsöffnung 18 teilweise ab. Eine Riffelung D befindet sich auf der dem Flansch 17 zugewandten Seite des Dämpfringes 21, auf der Kegelfläche 22 und setzt sich von dort bis zum äußeren Umfang fort.

Claims

Patentansprüche: 1. Ventil mit einer das Verschlußstück betätigenden, in der Mitte in einem Träger gehaltenen Membran, die sich unter dem Einfluß des Drucks des Durchflußmediums bewegt und ihrerseits durch ein Hilfsventil gesteuert wird, wobei die Membran eine mit einer Durchtrittsöffnung versehene Ringwölbung aufweist, die von einer eine Drosselung vorzugsweise nahe der Schließstellung bewirkenden Platte überdeckt ist, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Platte ein lose auf der Ringwölbung aufliegender Dämpfring (16, 21) ist, der sich nahe der Schließstellung am Träger (12) abstützt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfring (21) eine in die Ringwölbung (15) eingreifende Kegelfläche (22) aufweist (F i g. 3).
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (18) in den zwischen Ringwölbung (15), Dämpfring (16, 21) und Träger (12) gebildeten Ringraum mündet.
4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante (23) der Kegelfläche (22) des Dämpfringes (21) in der Schließstellung die Durchtrittsöffnung (18) teilweise verdeckt (F i g. 3).
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Drosselkanäle (D) an der Zwischenfläche von Dämpfring (16, 21) und Träger (12) vorgesehen sind (F i g. 4).
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Drosselkanäle (D) an der Berührungsfläche von Dämpfring (16) und Membran (7) vorgesehen sind (F i g. 2).
7. Ventil nach den Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkanäle (D) an der Kegelfläche (22) des Dämpfringes (21) vorgesehen sind (F i g. 4). B. Ventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkanäle (D) ringsum angeordnete feine Rändelrillen sind.