DE1450575B1 - Membranventil - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft ein Membranventil mit geboten wurde. Weil man eine Querschnittsvermindeeinem länglichen Gehäuse mit einem Strömungsweg, rung des Strömungsweges soweit wie möglich verzwei Endöffnungen in zur Längsachse des Gehäuses meiden wollte, führte das dazu, daß die im wesentim wesentlichen rechtwinkligen Ebenen, einem an liehen kreisförmige Membranöffnung eine Fläche den Innenflächen des Gehäuses liegenden Sitz, einer 5 hatte, die erheblich größer war, als die Einlaßöffnung dem Sitz gegenüberliegenden Membranöffnung und oder die Auslaßöffnung. Die Fläche der Membraneiner biegsamen Membran, deren äußerer Teil dau- Öffnung ist allerdings nicht immer zweimal so groß ernd mit dem die Membranöffnung umgebenden wie die Einlaßfläche und die Auslaßfläche gewesen, Rand in Berührung gehalten wird und die einen aus- weil die Erzielung einer vollständig uneingeschränkgebauchten Mittelteil hat, der in und außer Beruh- io ten Querschnittsfläche des Strömungsweges eine rung mit dem Sitz und in verschiedene Stellungen solche Beziehung nicht erforderlich macht und bei zwischen der vollen Schließstellung und der vollen einigen bekannten Konstruktionen eine kleine Einöffnungsstellung überführbar ist. schränkung der Querschnittsfläche des Strömungs-

Gemäß der Erfindung erfährt die Strömung zwi- weges hingenommen werden konnte. Soweit bekannt,

sehen dem Einlaßende des Strömungsweges und dem 15 ist jedoch eine wesentliche Verminderung der Quer-

Ventilsitz in der offenen Ventilstellung eine scharfe schnittsfläche des Strömungsweges als nachteilig

Querschnittsverminderung. Mit einer solchen Kon- angesehen und daher nach Möglichkeit vermieden

struktion und insbesondere einer Konstruktion, bei worden.

der die Querschnittsverminderung so dicht wie mög- Wo bei den bekannten Membranventilen ein niedlich an dem Sitz liegt, erzielt man eine Strömungs- ao riges Wehr Verwendung fand und die Auswölbung kennlinie, die sich für Steuerventile weit besser eig- des ausgebauchten Membranmittelteiles groß war, net, als es bei den bekannten Membranventilen der war die (im wesentlichen immer noch kreisförmige) Fall ist. Fläche der Membranöffnung ebenfalls erheblich grö-

Ein typisches Membranventil derjenigen Art, auf ßer als die Fläche der Enden des Strömungsweges, die sich die vorliegende Erfindung bezieht, hat ein 25 Das war erforderlich, um auf den Seiten des Sitzes Gehäuse, welches zwischen dem Einlaßende und dem eine Neigung zu erzeugen, die eine Rollwirkung des Auslaßende einen Strömungsweg aufweist und auf ausgebauchten Membranmittelteiles ermöglicht, und einer Seite eine Membranöffnung besitzt, die mit dem weil es bei derartigen Ventilen wichtig war, jegliche Strömungsweg in Verbindung steht und einem Wehr Verminderung der Querschnittsfläche des Strömungsgegenüberliegt, welches sich von der der Öffnung 30 weges im offenen Zustand des Ventiles zu vermeigegenüberliegenden Seite ein Stück über den Strö- den. Wenn es auch Bemühungen gegeben hat, die mungsweg erstreckt. Die obere Stegfläche des Weh- Abmessung der Membranöffnung bei Ventilen mit res ist in bezug auf die Ebene des Randes der Öff- niedrigem Wehr zu verringern, so waren die Memnung konkav gewölbt und geht an den Enden glatt in branöffnungen bei solchen Ventilen doch immer den Rand über. Eine Membran, deren Umfang an 35 noch erheblich größer als die Einlaßöffnung oder die dem Rand der Öffnung festgeklemmt ist und die Auslaßöffnung, damit keinesfalls eine Verminderung einen die Öffnung verschließenden, gewölbten Mittel- der Fläche des Strömungsweges auftrat,
teil hat, kann an die Stegfläche des Wehres angepreßt Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erwerden, um das Ventil zu verschließen. Wenn die kenntnis, daß sich bei scharfer Verminderung der Membran von der Stegfläche zurückgezogen wird, 40 Querschnittsfläche des Strömungsweges zwischen der wird das Ventil geöffnet; die Membran wird mittels Einlaßöffnung und dem Sitz und vorzugsweise bei eines Druckstückes bewegt, welches auf der Rück- Anordnung dieser Verminderung so dicht wie mögseite der Membran angeordnet und an dem Mittel- Hch an dem Sitz eine Kennlinie (Durchfluß gegenteil der Membran befestigt ist. Dieses Druckstück über der Stangenstellung) ergibt, die für Steuerungsund andere Teile der Betätigungsvorrichtung befin- 45 ventile erheblich günstiger ist als die Kennlinien der den sich in einer Haube, die zum Festklemmen des bekannten Membranventile. Das zu erreichen ist Auf-Membranumfanges in der oben beschriebenen Weise gäbe der Erfindung. Ausgehend von einem Meman dem Rand der Gehäuseöffnung dient. branventil der eingangs als bekannt vorausgesetzten

Die mit dieser Art von Membranventilen vertrau- Gattung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß daten Fachleute wissen, daß der Bereich der Membran- 50 durch gelöst, daß die Membran in der vollen öfföffnung bei Ventilen dieser Art immer so geformt nungsstellung zusammen mit dem Sitz eine Strö- und bemessen gewesen ist, daß die Querschnitts- mungsöffnung definiert, die gemessen in einer zu den fläche des Strömungsweges an dem Sitz nicht oder Ebenen der Endöffnungen parallelen Ebene eine nicht erheblich vermindert ist. Mit anderen Worten wesentlich kleinere Fläche einnimmt als jede der ist bei einer Membran, die den üblichen, im wesent- 55 Endöffnungen, wobei fast die gesamte Querschnittslichen kreisförmigen Mittelteil hat, die auf die Ebene verminderung zwischen den Endöffnungen und dem des Umfangsteiles der Membran projizierte Fläche Sitz plötzlich in dichter Nachbarschaft zu dem Sitz des Membranmittelteiles immer verhältnismäßig groß und von den Endöffnungen entfernt erfolgt,
gewesen, beispielsweise erheblich größer als die Fläche Die Querschnittsverringerung erfolgt also näher an der Einlaß- und Auslaßöffnungen des Strömungs- 60 dem Sitz als an der Einlaßöffnung,
weges. Der Grund für diese herkömmliche Bauweise Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, ist klar. Wo das Wehr hoch war und die konkave daß die Querschnittsreduzierung unmittelbar vor dem Wölbung des ausgebauchten Membranmittelteiles Ventilsitz liegt.

nicht tief war, mußte durch den kreisförmigen Mem- Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den

branmittelteil etwa die zweifache Querschnittsfläche 65 Unteransprüchen.

des Strömungsweges abgedeckt werden. Das lag dar- In der vorstehenden Weise ausgestaltete Ventile

an, daß denf Membranmittelteil auf jeder Seite des und andere nach den Lehren der Erfindung gestal-

Wehres eine solche nach oben weisende Fläche dar- tete Ventile eignen sich besonders als Steuerventile.

Das liegt daran, daß die Kennlinien dieser Ventile hat man vermutet, daß die Membran bei Annäherung einer Exponentialkennlinie näher kommen als alle an die Offenstellung schnell den Steuerungseinfluß anderen bekannten Membranventile und weil bei auf die Strömung verliert. Man muß sich hier klareiner solchen Exponentialkennlinie eine gegebene machen, daß die Membranventile gewöhnlich ein Änderung der Stangenstellung im gesamten Bereich 5 Schließglied (Membran) unmittelbar auf den Sitz aufder Stangenbewegung die gleiche prozentuale Durch- pressen und nicht die Möglichkeit boten, den Sitz flußänderung erzeugt. progressiv zu verschließen, so wie es bei Ventilen mit

Inwiefern eine solche Durchflußsteuerung, im Ge- besonders geformten Hahnküken möglich ist. Das gensatz zum einfachen Öffnen und Schließen einer führte dazu, daß der Einfluß einer weiteren BeLeitung, von Bedeutung ist, versteht man am besten, io wegung der Membran von dem Sitz fort bereits bei wenn man sich zunächst einmal das ideale Ventil einem verhältnismäßig kleinen Abstand scharf abvorstellt. Wie erwähnt, wäre ein ideales Ventil ein fällt; in der Kennlinie drückt sich das dadurch aus, solches, bei dem jedes Stückchen der Stangen- daß diese weit von einer Exponentialkurve entfernt bewegung zu der gleichen prozentualen Durchfluß- und nicht einmal linear ist.

änderung führt. Wenn man also die Stangenbewegung is Es wurde nun erstaunlicherweise gefunden, daß (Abszisse) gegenüber dem Durchfluß (Ordinate) auf- man bei einer scharfen Verringerung der Querträgt, dann steigt die Kurve vom Schnittpunkt der schnittsfläche des Strömungsweges zwischen der EinAchsen steil an und verringert dann ihre Steigung laßöffnung und dem Membransitz den für Steuerstark. Bei dem idealen Ventil würde der größte ventile erforderlichen Druckabfall erreichen kann Ventildurchfluß (Ende der Kurve) die Strömung 20 und daß sich außerdem eine unerwartete Änderung durch ein gerades Rohrstück sein, welches so groß der gewöhnlichen Kennlinie zu einer Exponentialist wie das Rohr, bei dem das Ventil verwendet wer- kurve ergibt. Ein besonderer Vorteil dieser verbesden soll. serten Kennlinie besteht darin, daß sie sich der

Aus zwei Gründen ist es aber unpraktisch, Steuer- exponentialen Form sowohl in der weit offenen Stelventile am Sitz mit dem gleichen Durchflußquer- 25 lung als auch sonst nähert.

schnitt auszurüsten, wie ihn die Rohre haben, in die Stärker als bisher nähert sich die beim Aufzeich-

das Ventil eingeschaltet ist. Einer der Gründe ist der, nen des Durchflusses gegenüber der Stangenstellung daß die Durchflußsteuerung wegen der Reibungsver- ergebende Kennlinie für ein konstantes Druckgefälle luste in der Leitung und anderen Bestandteilen der der Exponentialform.

Anlage praktisch nicht einer Kurve mit gleichblei- 30 Obwohl das Membranventil nach der Erfindung bendem Prozentsatz folgt, obwohl die Ventile ent- sich besser als dem Stand der Technik angehörende wurfmäßig bis zu der vollen Durchflußmenge für Membranventile als Steuerventil eignet, kommt es Kennlinien mit gleichbleibendem Prozentsatz aus- trotzdem mit vielen von den bei bekannten Memgelegt werden können. Wenn das Ventil in seiner branventilen benutzten Teilen aus.
weit geöffneten Stellung nicht einen wesentlichen 35 Schließlich sind Membranventile nach der Erfin-Teil des Druckgefälles der Gesamtanlage darstellt, dung auch billig in der Herstellung, arbeiten mit dann hat ein Stückchen der Ventilstangenbewegung gutem Wirkungsgrad und lassen sich einfach instalnur einen verhältnismäßig kleinen Einfluß auf den Heren und warten.

Durchfluß durch die Gesamtanlage. Um in den nahe- Zum Stande der Technik auf dem Gebiete der

zu ganz geöffneten Ventilstellungen des Ventils eine 40 Membranventile sei auf das deutsche Gebrauchsgute Steuerungswirkung sicherzustellen, wählt man muster 1 837 802, die schweizerische Patentschrift daher üblicherweise ein Ventil, dessen Durchfluß- 289468, die französische Patentschrift 932456 und querschnitt des Strömungsweges in der weit geöffne- die deutschen Patentschriften 1152 583 und 976108 ten Stellung an dem Sitz wesentlich kleiner ist als der verwiesen,
volle Rohrquerschnitt. 45 Die durch die vorliegende Erfindung vorgesehene

Ein anderer Grund, warum es nicht praktisch ist, plötzliche Querschnittsverringerung in dichter Nacheinem Ventil in der weit offenen Stellung einen dem barschaft zu dem Ventilsitz und verhältnismäßig weit Rohrquerschnitt gleichen Durchflußquerschnitt des von den Endöffnungen entfernt findet jedoch im ge-Strömungsweges zu geben, ist der, daß Ventile mit samten Stande der Technik kein Gegenstück. Aus der einer Kurve mit gleichbleibendem Prozentsatz ver- 50 deutschen Patentschrift 976108 laßt sich eigentlich hältnismäßig große Schließkörper haben müssen, und gerade das Gegenteil schließen. Dort ist nämlich der daß diese dicht genug an den ihnen entsprechenden, Querschnitt des Strömungsweges an dem Sitz offenverhältnismäßig großen Sitzen arbeiten müssen, um sichtlich im wesentlichen genauso groß wie an den mit einer Änderung der Stangenstellung merklich auf Endöffnungen.

den Durchfluß einzuwirken. Damit sind verschiedene 55 Bei dem französischen Patent 932 456 kann allen-Schwierigkeiten verbunden, einschließlich der beson- falls von einer allmählichen Querschnittsänderung, deren Größe des Ventils, welches die großen Teile keinesfalls aber von einer plötzlichen, scharfen Queraufnehmen muß. schnittsänderung in dichter Nachbarschaft zu dem

Gewöhnlich sind die Membranventile für den Ventilsitz gesprochen werden.

»Ein-Aus-Betrieb« konstruiert worden, wobei der 60 Entsprechendes gilt auch für das deutsche Gegrößte Durchfluß in der weit offenen Stellung sich brauchsmuster 1 837 802, die schweizerische Patentdem Durchfluß druch das Rohr, in welches das Ven- schrift 289 468.
til eingeschaltet war, näherte. Es folgt nun die Beschreibung von Ausführungs-

Ein Grund für diese Entwicklung des Membran- beispielen der Erfindung an Hand von Zeichnungen, ventils lag in der Annahme, daß man wegen der art- 65 F i g. 1 ist ein im Querschnitt gezeigter Seitenriß bedingten Beschränkungen keine Kurve mit gleich- eines Ventils nach einem Ausführungsbeispiel der Erbleibendem Prozentsatz über den gesamten Bereich findung, wobei das Ventil in der Offenstellung geder Ventilbewegung erzielen könne. Genauer gesagt, zeigt ist;

5 6

F i g. 2 ist ein im Querschnitt gezeigter Aufriß form hat die Haube 84 eine herkömmliche Bauweise,

längs der Linie 2-2 der F i g. 1; Der Flansch 82 überdeckt lediglich den Umfangsteil

F i g. 3 ist ein im Querschnitt gezeigter Grundriß 56 der Membran, wobei das in dem Gehäuse befind-

längs der Linie3-3 der Fig. 1; liehe Druckstück den gesamten Mittelteil der Mem-

F i g. 4 ist ein im Querschnitt gezeigter Seitenriß 5 bran 58 überdecken soll,

der Membran nach den Fig. 1 bis 3; Das Druckstück 133 ist an dem unteren Ende der

Fig.5 ist eine Draufsicht auf die Membran nach Stange mittels eines durch den Ansatz 146 hindurch-

den F i g. 1 bis 4; gehenden Stiftes angelenkt. Zur Verbindung der

F i g. 6 ist ein im Querschnitt gezeigter Seitenriß Membran mit dem Druckstück ist der Ansatz 60 der

einer anderen Ausführungsform der Erfindung; io Membran in eine Ausnehmung 148 des Druckstückes

Fig. 7 ist ein im Querschnitt gezeigter Aufriß eingesetzt und mittels eines Gewindezapf ens 72 an-

längs der Linie 7-7 der Fig. 6; geschraubt, der in ein dafür in der Mitte der Aus-

F i g. 8 ist ein im Querschnitt gezeigter Grundriß nehmung 148 vorgesehenes Loch 150 eingreift,

längs der Linie 8-8 der Fig. 7; Die Fig. 11 veranschaulicht die drei Grundtypen

Fig.9 ist eine schaubildliche Darstellung der in 15 von Kennlinien bei Ventilen. In dieser graphischen

dem Ventil nach den F i g. 6 bis 8 verwendeten Mem- Darstellung ist die Stangenstellung in Prozent der

bran; vollen Öffnung gegenüber dem Durchfluß aufgetra-

F i g. 10 ist eine Draufsicht auf den bei dem Ventil gen, wobei angenommen wird, daß an dem Ventil

nach den F i g. 6 bis 8 verwendeten Ventilkörper; jederzeit ein konstantes Druckgefälle herrscht und

Fig. 11 ist eine graphische Veranschaulichung der ao eine hin- und herbewegüche Stange verwendet wird,

drei Grundtypen von Strömungskennlinien für Ven- Die Kurve 130 zeigt eine lineare Beziehung zwischen

tile; der Stangenstellung und dem Durchfluß. Eine solche

Fig. 12 ist ein im Querschnitt gezeigter Seitenriß Kurve wird nicht oft erreicht. Sie ist hier nur gezeigt,

eines Membranventils nach der Erfindung in der um den Unterschied zu den beiden anderen Kurven

Offenstellung; 25 zu verdeutlichen. Die eine andere Kurve 132 hat eine

Fig. 13 ist ein im Querschnitt gezeigter Aufriß konkave Wölbung und zeigt an, daß eine gegebene

längs der Linie 13-13 der F i g. 12; Stangenbewegung bei der Ventilöffnung sich progres-

F i g. 14 ist eine schaubildliche Darstellung des Ge- siv weniger auf den Durchfluß auswirkt. Die Kurve

häuses und der Membran aus den Fig. 12 und 13 134 ist konvex und zeigt an, daß eine gegebene Stan-

in teilweise geschnittener und auseinandergezogener 30 genbewegung bei der Ventilöffnung sich progressiv

Darstellung; stärker auf den Durchfluß auswirkt. Für eine beson-

Fig. 15 ist eine Draufsicht auf das Gehäuse allein. dere Form der konvexen Kurve führt eine gegebene

Es wird nun im einzelnen auf die Zeichnungen Be- prozentuale Änderung der Stangenbewegung im ge-

zug genommen. F i g. 1 zeigt einen Seitenriß einer samten Bereich der Stangenbewegung zu der gleichen

bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Das 35 prozentualen Durchflußänderung. Eine solche Kurve

Gehäuse des Membranventils trägt die Bezugsziffer wird als Kurve mit gleichbleibendem Prozentsatz be-

10. Es hat die übliche Bauweise mit einem sich zwi- zeichnet und eignet sich sehr gut für Steuerungs-

schen Endöffnungen 14 und 16 befindlichen Strö- ventile. Aber auch dann, wenn es sich nicht genau um

mungsweg 12. Zwischen den Endöffnungen des Strö- eine Kurve mit gleichbleibendem Prozentsatz han-

mungsweges hat das Gehäuse eine Membranöffnung, 40 delt, ist eine Kurve nach Art der Kurve 134 bei wei-

die auf der einen Seite mit dem Strömungsweg in tem besser als die Kurven 130 oder 132. Eines der

Verbindung steht. Diese öffnung wird von einem Merkmale der Erfindung besteht darin, daß sie zu

Rand 20 umgeben, der eine in einer geraden Ebene Kennlinienkurven führt, die sich der exponentialen

24 liegende Fläche 22 hat. Bei dieser speziellen Aus- Form stärker nähern, als es beim Stande der Technik

führungsform ist die radiale Ausdehnung der Fläche 45 jeweils möglich war.

so groß, als daß das Gehäuse einen Flanschansatz 26 Es wird nun auf die Ausführungsform nach den

haben muß. Das sieht man insbesondere in der Quer- F i g. 6 bis 10 Bezug genommen. Hier ist die Anwen-

schnittsdarstellung nach F i g. 2. dung der Erfindung auf eine Konstruktion ver-

Auf der der öffnung 18 gegenüberliegenden Seite anschaulicht, die nicht wie die vorstehend beschrieerhebt sich ein mit dem Gehäuse zusammengebautes 50 benen Ausführungsformen irgendwelche Bestandteile Wehr 28 gegen die Öffnung. Es hat am oberen Ende herkömmlicher Bauart verwendet. Das Gehäuse 156 eine schmale, bandförmige Stegfläche 30, die in bezug hat bei dieser Ausführungsform eine Membranauf die Ebene 24 konkav gewölbt ist. Der Mittelteil öffnung 86 von der Form einer Sanduhr. Dabei ist 32 (Fig. 2) läuft im wesentlichen gerade im gewissen die Ausdehnung 88 in Richtung des Strömungsweges Abstand von der Ebene. Die Endteile 34 sind von 55 erheblich größer als die Ausdehnung 50 längs des den Enden des geraden Mittelteiles her nach oben Wehres 90, und die Breite 92 auf jeder Seite des gebogen und gehen dann bei 36 in eine entgegen- Wehres ist wiederum größer als die Ausdehnung gesetzt gerichtete Biegung über, woraufhin sie glatt längs des Wehres. Diese Konstruktionsweise hat den und allmählich in die Oberfläche 22 des Randes ein- Zweck, die Verringerung der Querschnittsfläche des laufen. Die Seiten 38 des Wehres verlaufen mit einer 60 Strömungsweges so weit wie möglich von den Enden glatten und allmählichen Biegung vom Boden 40 der 94,96 zu dem Wehr 90 hinzuschieben. Der Rand 98 Enden des Strömungsweges. der Membranöffnung 86 liegt wie bei den anderen

Die Öffnung 18 ist im wesentlichen kreisförmig. Ausführungsformen in einer flachen Ebene, und das

Der auf den beiden Seiten des Wehres an die Öffnung Wehr 90 steigt von der gegenüberliegenden Seite des

herangehende Strömungsweg verändert daher seine 65 Strömungsweges weit zu dieser Öffnung hoch,

an den Endöffnungen im wesentlichen kreisförmige Um die Aufrechterhaltung der vollen Strömung bis

Gestalt zu einer etwa halbkreisförmigen Gestalt. an den Sitz weiter zu unterstützen, hat die Membran

Bei der in den F i g. 1 bis 5 gezeigten Ausführungs- 100 eine Doppelausbauchung 102, die den Strö-

mungsweg begrenzt und ihn glatt zu dem am meisten verringerten Teil des Strömuqgsweges hinbiegt. Bei dieser Ausführungsform liegt der am meisten verringerte Teil unmittelbar an dem Sitz. Die Fig.9 zeigt die Ausbauchungen 102 besonders gut. Der Umfangsteil 104 der Membran ist vollständig eben, so daß er auf den Öffnungsrand 98 paßt. An der Verbindungsstelle 106 der beiden Ausbauchungen 102 steht die Membran auf der einen Seite der Ebene 108 von der unteren Fläche des Umfangsteiles der Mem- i'o' bran ab. Im Querschnitt hat die Membran, wie die Fig. 7 zeigt, an dieser Verbindungsstelle im wesentlichen die (gleiche Form wie eine gewöhnliche, kreisförmige Membran. Der Sitz 110 des Wehres 90 hat die gleiche Form wie der Sitz eines gewöhnlichen Membranventilgehäuses; er ist aber proportional erheblich schmaler, als es bisher bei Endöffnungen der in den F i g. 6 bis 10 gezeigten Abmessungen üblich war.

Die Rückseite der Membran 100 hat den üblichen Ansatz 112, in den ein Zapfen 114 eingebettet ist. Das Druckstück 116, an dem der Zapfen befestigt ist, hat eine Ausnehmung 118 zur Aufnahme des Ansatzes. Die untere Fläche 120 des Druckstückes paßt sich der Rückseite der Ausbauchungen 102 der Membran in der Offenstellung an und folgt der Biegung des Wehres in dessen Längsrichtung. Die Haube 198 hat einen Flansch 200, der mit dem Umfangsteil der Membran zusammenpaßt. Außerdem sind an der Haube 198 Abschnitte 202 vorgesehen, die die Membranausbauchungen 178 in der offenen Stellung des Ventils abstützen. Die oberen Teile der Haube haben die Form eines Zylinders und nehmen passend das im wesentlichen kreisförmige Druckstück 192 auf, so daß es sich in der Haube bewegen kann. Die Lagerung und Betätigung der Ventilstange und die Einrichtung, die das Druckstück an einer Drehung hindert, sind entweder herkömmlich oder sind bereits im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden, so daß sich hier eine Wiederholung erübrigt.

Die F i g. 12 bis 15 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, die veranschaulicht, daß der verhältnismäßig klein gehaltene Querschnittsbereich des Strömungsweges an dem Sitz dicht an der Ebene der Rohrachse liegen kann. Es wird auch veranschaulicht, daß es sich um ein Wehr mit steil abfallenden Endteilen handeln kann.

Genauer gesagt ist bei dieser Ausführungsform der die Membranöffnung 13 des Gehäuses 15 umgebende Rand 9 sattelförmig ausgeführt, so daß er an den Seiten 17 des Gehäuses niedriger als in der Mitte ist. Das führt dazu, daß die Wehrenden wesentlich weniger hoch als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind. Auch ist die Sitzfläche des Wehres erheblich stärker konkav als zuvor. Sie hat sehr steil abfallende Endteile 35.

Die in den F i g. 12 bis 15 gezeigte Form des Wehres ist an sich bekannt. Dabei hat man diese Wehre bisher aber in bezug auf die Querschnittsfläche des Strömungsweges immer so proportioniert, daß die Querschnittsfläche in der geöffneten Ventilstellung entweder größer war oder wenigstens an dem Sitz keine kleinere Fläche auftrat als an anderen Stellen des Strömungsweges. Wenn man sich an die vorliegende Erfindung hält, dann ist die Querschnittsfläche des Strömungsweges an dem Sitz bei dieser Ausführungsform der Erfindung wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche an den Endöffnungen. Das sieht man am besten in der Fig. 13, wo die kreisförmige Endöffnung durch die gestrichelte Linie 33 angedeutet ist.

Da der Sitz bei dieser Ausführungsform tief konkav gewölbt ist, ist der Mittelteil 48 der Membran 31 sehr dick und hat eine im wesentlichen kugelige Form, die mit dem Mittelteil des Sitzes zusammenpaßt. Von diesem Mittelteil aus verlaufen die biegsamen Membranwände 37 zu dem eingeklemmten .Umfangsteil 226 hin. In der F i g. 13 sind die Wände in der geöffneten Stellung sehr stark gerollt. Die Rollen sind so bemessen, daß das Ventil die erforderliche Schließbewegung ausführen kann. In Fig. 12 ist die Rollung weniger stark, da der eingeklemmte Rand in dieser Darstellung höher liegt und auch weiter außen ist. Das führt in der durch den Pfeil 41 angedeuteten Weise zu einem glatten Strömungsverlauf. Die Strömung fließt an dem Wehr glatt durch die Taschen, die sich durch die Rollung der Membran ergeben.

Um die Befestigung der Haube an dem Gehäuse zu vereinfachen, sind lediglich zwei Befestigungsbolzen und Muttern vorgesehen. Selbstverständlich können mehrere Bolzen und Muttern um den Umfang der Membran verteilt sein. Die Bolzen und Muttern gehen durch entsprechende Ansätze des Gehäuses, der Membran und der Haube hindurch. Alle diese Teile haben dabei entsprechende Löcher. Die Unterseite des Druckstückes ist so geformt, daß sie sich der Membran in der offenen und der geschlossenen Stellung anpaßt. Die in der Haube untergebrachte Betätigungsvorrichtung und das Druckstück sind im einzelnen die gleichen wie bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung.

Ein Vorteil dieser Art von Öffnung an dem Wehr besteht darin, daß in der geöffneten Stellung ein weniger abrupter Richtungswechsel der Strömung als bei den anderen Ausführungsformen erfolgt. Obwohl die Öffnung verglichen mit den Endöffnungen der Ausführungsform nach den Fig. 12 bis 15 verhältnismäßig klein ist, läßt sie trotzdem verhältnismäßig zähe Strömungsmedien oder Strömungsmedien, die Feststoffe mit sich führen, verhältnismäßig gut durch.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Membranventil mit einem länglichen Gehäuse mit einem Strömungsweg, zwei Endöffnungen in zur Längsachse des Gehäuses im wesentlichen rechtwinkligen Ebenen, einem an den Innenflächen des Gehäuses liegenden Sitz, einer dem Sitz gegenüberliegenden Membranöffnung und einer biegsamen Membran, deren äußerer Teil dauernd mit dem die Membranöffnung umgebenden Rand in Berührung gehalten wird und die einen ausgebauchten Mittelteil hat, der in und außer Berührung mit dem Sitz und in verschiedene Stellungen zwischen der vollen Schließstellung und der vollen Öffnungsstellung überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (54) in der vollen Öffnungsstellung zusammen mit dem Sitz (30) eine Strömungsöffnung definiert, die gemessen in einer zu den Ebenen der Endöffnungen parallelen Ebene eine wesentlich kleinere Fläche einnimmt als jede der Endöffnungen, wobei fast die gesamte Querschnittsverringerung zwischen den Endöffnungen und dem Sitz plötzlich in dichter Nachbarschaft zu

909536/78

dem Sitz und von den Endöffnungen (14,16) entfernt erfolgt.

2. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsreduzierung unmittelbar vor dem Ventilsitz (30) liegt.

3. Membranventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (30) von der schmalen oberen Fläche eines Wehres (28) gebildet wird und sich quer über die Membranöffnung erstreckt, wobei der Abstand zwischen den Enden der oberen Fläche des Wehres etwa so kurz wie die Breite des Strömungsweges an dem Wehr ist.

4. Membranventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranöffnung (86) längs des Strömungsweges gemessen eine wesentlich größere Abmessung als längs des Wehres (90) gemessen hat und daß die Breite (92) der Membranöffnung auf jeder Seite der oberen Fläche des Wehres größer als an der oberen Fläche des Wehres ist.

5. Membranöffnung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Fläche des Wehres steil abfallende Endteile (35) hat, die glatt in den die Membranöffnung (13) umgebenden Rand (9) übergehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen