DE19845380A1

DE19845380A1 - Valve to control the flow of offset printing ink and dye suitable for pneumatic, hydraulic or mechanical operation

Info

Publication number: DE19845380A1
Application number: DE1998145380
Authority: DE
Inventors: Gerhard Habla
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2000-04-13

Abstract

Membrane seat valve has a main passage (2) within the housing (1). The passage also forms the valve seat (3) with a transverse hole (4,5) for the flowing medium. The valve plunger (23) and head (26) act on the seat (3). The main passage is closed at each end by a membrane (9,17) which is acted upon by heads (24,25) at each end of the plunger.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Sitzventil zur Steuerung der Strömung eines Mediums, wobei das Sitzventil insbesondere den Anforderungen nach exaktem und dichtem Schließen in der Schließstellung, nach statischer Abdichtung ohne Reib- bzw. Gleitdichtungen, nach pneumatischer oder hydraulischer Betätigbarkeit sowie gewünschtenfalls auch mechanischer Be tätigbarkeit, und der Eignung auch für problematische Medien wie beispielsweise unter hohem Druck zu fördernde zähflüssige Farbe und im Hinblick auf unter hohem Druck stehende Medien auch nach Druckentlastung entsprechen soll.The invention relates to a seat valve for controlling the Flow of a medium, the seat valve in particular the Requirements for exact and tight closing in the Closed position, after static sealing without friction or Sliding seals, according to pneumatic or hydraulic Operability and, if desired, mechanical loading actionability, and suitability for problematic media such as viscous liquids to be pumped under high pressure Color and with regard to media under high pressure should correspond even after pressure relief.

Sitzventile, die allen diesen Anforderungen gerecht werden, sind im Stand der Technik nicht vorhanden. Es gibt jedoch An wendungsgebiete, beispielsweise die gesteuerte Zuführung von Druckfarbe in ein Druckwerk, oder die Speisung von Gummituch- Waschanlagen in Offsetdruckwerken, wo ein Bedarf nach einem derartigen Ventil besteht und wo man sich bisher mit Kompro mißlösungen begnügt, die den eigentlich gestellten Anforde rungen nur unvollkommen gerecht werden.Seat valves that meet all of these requirements are not available in the prior art. However, there is An application areas, for example the controlled feeding of Printing ink in a printing unit, or the supply of blanket Washing systems in offset printing units, where there is a need for a such valve exists and where you have been with Kompro dissatisfied with the actual requirements only imperfectly.

Aufgabe der Erfindung ist es demzufolge, ein Sitzventil zu schaffen, das allen genannten Anforderungen in optimaler Weise gerecht wird.The object of the invention is therefore to a seat valve create that all the above requirements in optimal Way.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Membran-Sitzven til gelöst, wie es in Anspruch 1 angegeben und gemäß den Unteransprüchen in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltet ist.This object is achieved according to the invention by a membrane seat til solved as stated in claim 1 and according to the Subclaims further developed in an advantageous manner is.

Konzeption, Aufbau und Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Ventils sowie dessen Vorteile ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wozu auf die anliegende Zeichnung Bezug genommen wird, in welcher ein Mem bran-Sitzventil nach der Erfindung im Schnitt dargestellt ist.Concept, structure and operation of the invention Valve and its advantages result from the following ing description of an embodiment, to which the attached drawing is referred to, in which a mem Bran seat valve according to the invention shown in section is.

Das Ventilgehäuse des dargestellten Membran-Sitzventils ist durch einen Gehäuseblock 1 gebildet, der in Längsrichtung von einer abgestuften Hauptbohrung 2 durchsetzt ist, die zur Auf nahme der Funktionsteile des Ventils dient. Etwa in der Mitte der axialen Länge der Hauptbohrung 2 ist eine als Ventilsitz 3 ausgebildete Abstufung der Hauptbohrung angeordnet.The valve housing of the diaphragm seat valve shown is formed by a housing block 1 , which is penetrated in the longitudinal direction by a stepped main bore 2 , which serves to take on the functional parts of the valve. Approximately in the middle of the axial length of the main bore 2 , a gradation of the main bore designed as a valve seat 3 is arranged.

An diametral gegenüberliegenden Seiten der Hauptbohrung 2 so wie in Axialrichtung der Hauptbohrung zueinander versetzt sind im Gehäuseblock 1 eine Querbohrung 4 und eine Querboh rung 5 gebildet, die auf der einen bzw. anderen axialen Seite des Ventilsitzes 3 mit der Hauptbohrung 2 in Verbindung stehen. Die Querbohrung 4 dient als Einlaß und die Querboh rung 5 als Auslaß für das Medium, dessen Strömung durch das Ventil zu steuern ist.On diametrically opposite sides of the main bore 2 as well as in the axial direction of the main bore offset from each other in the housing block 1, a transverse bore 4 and a Querboh tion 5 are formed, which are on one or the other axial side of the valve seat 3 with the main bore 2 in connection. The transverse bore 4 serves as an inlet and the Querboh tion 5 as an outlet for the medium, the flow of which is to be controlled by the valve.

Eine weitere Querbohrung 6 dient als Steueranschluß zum Anle gen eines pneumatischen oder hydraulischen Steuerdrucks zum Betätigen des Ventils.Another transverse bore 6 serves as a control connection for applying a pneumatic or hydraulic control pressure to actuate the valve.

Im folgenden werden nun die in die Hauptbohrung 2 eingebauten Funktionsteile des Membran-Sitzventils beschrieben.The functional parts of the diaphragm seat valve installed in the main bore 2 will now be described.

In den sich an die Einmündung der Querbohrung 4 anschließen den erweiterten Endbereich die Hauptbohrung 2 ist ein Einsatz 7 eingebaut und mittels eines O-Rings 8 statisch einge dichtet. In dem Einsatz ist eine Membran 9 eingebaut, an deren außenliegender Seite ein Teller 10 anliegt. Der Teller 10 ist mittels einer konischen Schraubendruckfeder 11, die sich an einer im außenliegenden Endbereich des Einsatzes 7 abstützenden Scheibe 12 abstützt, gegen die außenliegende Seite der Membran 9 vorgespannt. Ein am Teller 10 angeformter Schaft 13 endigt in einem im Durchmesser verringerten Zapfen 14, der in einer Bohrung 15 der Scheibe 12 geführt ist.In the adjoining the mouth of the transverse bore 4 , the enlarged end region, the main bore 2 , an insert 7 is installed and statically sealed by means of an O-ring 8 . A membrane 9 is installed in the insert, on the outer side of which a plate 10 rests. The plate 10 is biased against the outer side of the membrane 9 by means of a conical helical compression spring 11 which is supported on a washer 12 which is supported in the outer end region of the insert 7 . A molded on the plate 10 shaft 13 ends in a reduced diameter pin 14 which is guided in a bore 15 of the disc 12 .

Die als Steueranschluß dienende weitere Querbohrung 6 mündet über einen innenliegenden verjüngten Bohrungsabschnitt 16 in den anderen im Durchmesser erweiterten Endbereich der Haupt bohrung 2 ein, der sich jenseits der Einmündung der als Aus laß für das Medium dienenden Querbohrung 5 befindet. In die sen anderen Endbereich der Hauptbohrung 2 sind eine zu innerst gelegene Membran 17 und eine sich daran anschließende Scheibe 18 eingebaut und mittels eines O-Rings 19 statisch eingedichtet. Die Scheibe 18, deren der Membran 17 benachbar ter Bereich geschnitten dargestellt ist, weist eine Umfangs nut 20 auf, die axial so positioniert ist, daß sie sich in der Einbaulage der Scheibe in Deckung mit dem verjüngten Boh rungsabschnitt 16 der als Steuereinlaß dienenden weiteren Querbohrung 6 befindet. Eine radiale bzw. diametrale Querboh rung 21 in der Scheibe 18 verbindet deren Umfangsnut 20 mit einer mittigen axialen, zur Membran 17 ausmündenden Sackboh rung 22 der Scheibe 18. Die Scheibe 18 hat an ihrer der Mem bran 17 zugewandten Stirnseite zweckmäßigerweise eine ausge dehnte flache Vertiefung, in welche die Sackbohrung 22 aus mündet, um der außenliegenden Seite der Membran 17 den pnau matischen oder hydraulischen Steuerdruck zuzuführen.The serving as a control connection further transverse bore 6 opens out via an inner tapered bore section 16 in the other enlarged diameter end region of the main bore 2 , which is located beyond the confluence of the cross bore 5 serving as the medium. In the other end region of the main bore 2 , an innermost membrane 17 and an adjoining disk 18 are installed and statically sealed by means of an O-ring 19 . The disc 18 , the membrane 17 adjacent ter area is shown cut, has a circumferential groove 20 which is positioned axially so that it is in the installed position of the disc in registration with the tapered drilling portion 16 serving as a control inlet further transverse bore 6 is located. A radial or diametrical Querboh tion 21 in the disk 18 connects the circumferential groove 20 with a central axial opening to the diaphragm 17 Sackboh tion 22 of the disk 18th The disc 18 has on its Mem bran 17 end face expediently an extended flat recess into which the blind bore 22 opens out to supply the pnau matic or hydraulic control pressure to the outer side of the membrane 17 .

In dem zwischen den beiden Membranen 9 und 17 verlaufenden Bereich der Hauptbohrung 2 ist ein Ventilstößel 23 angeord net. Der Ventilstößel 23 weist an seinen beiden Enden jeweils einen sich an der betreffenden Membran 17 bzw. 8 abstützenden Kopf 24 bzw. 25 und an seinen dazwischenliegenden Bereich einen angeformten Ventilteller 26 mit einem daran gehalterten O-Ring 27 auf. Zweckmäßigerweise ist der O-Ring 27 in eine diesen über etwas mehr als seinen halben Querschnittsumfang umfassende Ringnut in dem dem Ventilsitz 3 zugewandten Stirn flächenbereich der Ventilscheibe eingeclipst. Der O-Ring 27 wirkt mit dem Ventilsitz 3 zusammen, der als von der be treffenden Bohrungsabstufung axial etwas vorstehende ring wulstartige Kante ausgebildet ist, die natürlich etwas ge rundet ist, um in den O-Ring 27 nicht einzuschneiden, aber um mit diesem eine saubere und dichtschließende Dichtkante her zustellen.In the area between the two membranes 9 and 17 of the main bore 2 , a valve lifter 23 is net angeord. The valve tappet 23 has a head 24 or 25, which is supported on the respective membrane 17 or 8 , at its two ends and a molded valve plate 26 with an O-ring 27 held thereon at its intermediate region. Expediently, the O-ring 27 is clipped into an annular groove encompassing it over a little more than half its cross-sectional circumference in the end face region of the valve disk facing the valve seat 3 . The O-ring 27 cooperates with the valve seat 3 , which is formed as an axially slightly projecting ring gradation from the bore bead-like edge, which is of course somewhat rounded so as not to cut into the O-ring 27 , but in order to do so with this produce clean and tight-fitting sealing edges.

In der Ruhestellung ist das Ventil in seine Schließstellung vorgespannt. Hier wirkt zum einen die Vorspannkraft der Feder 11, welche den Ventilstößel 23 über den Teller 10 und die Membran 9 in Schließrichtung des Ventiltellers 26 gegen den Ventilsitz 3 vorspannt. Hinzu kommt der Druck des über das Ventil geförderten Mediums. Da der Ventilteller 26 eine größere Fläche hat als der Kopf 25 des Ventilstößels 23, er zeugt auch der Druck des Mediums in der Hauptbohrung 2 eine in Schließrichtung wirkende Nettokraft auf den Ventilstößel 23, wodurch der Ventilteller 26 gegen den Ventilsitz 3 ge spannt wird.In the rest position, the valve is biased into its closed position. Here, on the one hand, the biasing force of the spring 11 acts, which biases the valve tappet 23 against the valve seat 3 via the plate 10 and the membrane 9 in the closing direction of the valve plate 26 . In addition, there is the pressure of the medium pumped through the valve. Since the valve plate 26 has a larger area than the head 25 of the valve tappet 23 , it also produces the pressure of the medium in the main bore 2, a net force acting in the closing direction on the valve tappet 23 , whereby the valve plate 26 is clamped against the valve seat 3 .

Wird über die als Steuereinlaß dienende weitere Querbohrung 6 ein pneumatischer oder hydraulischer Steuerdruck angelegt, der über die Umfangsnut 20, die Querbohrung 21 und die Sack bohrung 22 in der Scheibe 18 auf die außenliegende Fläche der Membran 17 gelangt, wird die Membran durch den Steuerdruck einwärts ausgelenkt und verschiebt über den Kopf 24 den Ven tilstößel 23, wodurch sich der Ventilteller 26 mit dem O-Ring 27 vom Ventilsitz 3 abhebt und so das Ventil geöffnet wird. Gleichzeitig wird über den am anderen Ende des Ventilstößels 23 gebildeten Kopf 25 auch die Membran 9 ausgelenkt und ver schiebt den Teller 10 entgegen der Vorspannkraft der Feder 11.If a pneumatic or hydraulic control pressure is applied via the further transverse bore 6 serving as the control inlet, which passes through the circumferential groove 20 , the transverse bore 21 and the blind bore 22 in the disk 18 onto the outer surface of the membrane 17 , the membrane is moved inwards by the control pressure deflected and moved over the head 24 the Ven tilstößel 23 , whereby the valve plate 26 with the O-ring 27 stands out from the valve seat 3 and so the valve is opened. At the same time, the diaphragm 9 is deflected via the head 25 formed at the other end of the valve lifter 23 and pushes the plate 10 against the biasing force of the spring 11 .

Der Kopf 25 kann an seiner der Membran 9 zugewandten Stirn seite eine mittige Ausnehmung 28 bzw. eine der Membran axial zugewandte und sich an dieser abstützende Ringkante 29 auf weisen. The head 25 may have on its front side facing the membrane 9 a central recess 28 or one axially facing the membrane and supported on this ring edge 29 .

Steht das über das Ventil geförderte Medium unter einem hohen Druck, ist dabei die durch die Konstruktion bedingte Druck entlastung des Ventils von Bedeutung. Die Druckentlastung wird dadurch erreicht, daß der mit der Membran neu zusammen wirkende Kopf 25 des Ventilstößels 23 eine beträchtliche Fläche hat, die allerdings stets etwas kleiner als die Fläche des Ventiltellers 26 ist. Dadurch kann nur ein kleiner Teil des Drucks des in der Hauptbohrung 2 befindlichen und über die als Einlaß dienende Querbohrung 4 eintretenden Mediums als Nettokraft in Schließrichtung auf den Ventilstößel 23 wirken. Dies hat zur Folge, daß der Steuerdruck zum Öffnen des Ventils nicht übermäßig groß sein braucht und insbeson dere, wenn mit unter hohem Druck stehendem Medium gearbeitet wird, deutlich kleiner als der Druck des Mediums sein kann.If the medium pumped through the valve is under high pressure, the pressure relief of the valve due to the design is important. The pressure relief is achieved in that the head 25 of the valve tappet 23 , which cooperates with the membrane in a new manner, has a considerable area, which is always somewhat smaller than the area of the valve disk 26 . As a result, only a small part of the pressure of the medium located in the main bore 2 and entering via the transverse bore 4 serving as inlet can act as a net force on the valve tappet 23 in the closing direction. This has the consequence that the control pressure for opening the valve does not need to be excessively large and in particular when working with medium under high pressure can be significantly lower than the pressure of the medium.

Beim Öffnen des Ventils unter der Einwirkung des Steuerdrucks dient die Durchmesserabstufung zwischen dem in der Bohrung 15 der Scheibe 12 geführten Zapfens 14 am Ende des Tellerschafts 13 und dem übrigen Schaft im zusammenwirken mit der Scheibe 12 als Anschlag zur Auslenkungsbegrenzung der Membranen 17 und 9 und damit zur Begrenzung des Verschiebewegs des Ventil stößels 23 und des Öffnungswegs des Ventiltellers 26. Durch diese Anschlagwirkung wird auch ein Überdehnen der Vorspann feder 11 vermieden.When the valve is opened under the influence of the control pressure, the diameter gradation between the pin 14 guided in the bore 15 of the disk 12 at the end of the plate shaft 13 and the rest of the shaft in cooperation with the disk 12 serves as a stop for limiting the deflection of the diaphragms 17 and 9 and thus to limit the displacement of the valve tappet 23 and the opening travel of the valve plate 26 . This stop effect also prevents the spring 11 from overstretching.

Wie man sieht, ist das erfindungsgemäße Ventil insgesamt sta tisch abgedichtet. Dadurch, daß der bewegliche Ventilstößel 23 zwischen den beiden Membranen 17 und 9 angeordnet ist und die Betätigung des Ventilstößels über die Membran 17 erfolgt, sind am Ventilstößel selbst keinerlei Reib- oder Gleitdich tungen notwendig, und alle Einbauteile in den Endbereichen der Hauptbohrung 2 sind auf einfache Weise statisch einge dichtet.As can be seen, the valve according to the invention is sealed overall. Characterized in that the movable valve tappet 23 is arranged between the two diaphragms 17 and 9 and the actuation of the valve tappet takes place via the diaphragm 17 , no friction or sliding seal lines are necessary on the valve tappet itself, and all built-in parts in the end regions of the main bore 2 are open statically sealed easily.

Es versteht sich von selbst, daß statt einer pneumatischen oder hydraulischen Ventilbetätigung auch eine mechanische Ventilbetätigung von der Außenseite der Membran 17 her mög lich ist, beispielsweise mittels eines von außen auf die Mem bran 17 wirkenden mechanischen Stößels.It goes without saying that instead of a pneumatic or hydraulic valve actuation, a mechanical valve actuator from the outside of the membrane 17 here is possible, please include, for example, by means of an externally acting on the Mem bran 17 mechanical plunger.

Das erfindungsgemäße Ventil ist am Beispiel eines 2/2-Wege ventils mit Sperr-Nullstellung beschrieben und dargestellt worden. Es versteht sich von selbst, daß auch andere Ventil kategorien, beispielsweise ein Schaltventil mit Offen-Null stellung oder ein Umschaltventil nach dem gleichen Prinzip aufgebaut werden können.The valve according to the invention is based on the example of a 2/2-way valve with blocking zero position described and shown been. It goes without saying that other valve categories, for example a switching valve with open-zero position or a changeover valve according to the same principle can be built.

Claims

1. Membrane seat valve for controlling the flow of a medium, with the following features:

a) a main bore ( 2 ) is formed in a housing block ( 1 ),
b) the main bore ( 2 ) has a step formed as a valve seat ( 3 ),
c) axially on both sides of the valve seat ( 3 ) with the main bore ( 2 ) each have a transverse bore ( 4 , 5 ) in connection,
d) in the main bore ( 2 ), a valve tappet ( 23 ) with a valve disk ( 26 ), which interacts with the valve seat ( 3 ), is arranged to be axially displaceable,
e) the main bore ( 2 ) is closed at both axial ends by means of a statically sealed flexible membrane ( 9 , 17 ),
f) the valve tappet ( 23 ) has at its two ends a head ( 24 , 25 ) interacting with the relevant membrane ( 9 , 17 ), and
g) at least one ( 17 ) of the two membranes can be acted upon by a control force on its outside.

2. Diaphragm seat valve according to claim 1, wherein the other membrane ( 9 ) is acted upon by a restoring prestressing force.

3. Diaphragm seat valve according to claim 1 or 2, wherein the control force is generated by pneumatic or hydraulic actuation of the outside of the relevant membrane ( 17 ).

4. diaphragm seat valve according to claim 3, wherein the housing block ( 1 ) has a control connection ( 6 ) in the form of a transverse bore, which in a space between the outside of the respective membrane ( 17 ) and in the relevant end of the main bore ( 2 ) behind the membrane used Ver cover ( 18 ) opens.

5. diaphragm poppet valve according to claims 2, wherein the restoring biasing force is generated by a compression spring ( 11 ) which acts on the outer surface of the membrane ( 9 ) in question via a plate ( 10 ).

6. diaphragm seat valve according to one of claims 1 to 5, wherein the valve seat ( 3 ) is formed by an axially projecting ring edge ge.

7. diaphragm seat valve according to one of claims 1 to 6, wherein the valve plate ( 26 ) carries an O-ring ( 27 ) or another soft element which cooperates with the valve seat ( 3 ).

8. diaphragm poppet valve according to one of claims 1 to 7, wherein the on the valve plate side in the main bore ( 2 ) merging cross bore ( 4 ) as an inlet for the flowing medium and on the valve seat side opening into the main bore cross bore ( 5 ) as The outlet for the flowing medium is used and the diaphragm ( 17 ) located on the valve seat side can be acted upon by the control force and the diaphragm ( 9 ) located on the valve plate side can optionally be acted upon by a restoring biasing force or a second control force.

9. diaphragm seat valve according to claim 8, wherein the head ( 25 ) of the valve tappet located on the valve plate side interacts with the relevant diaphragm ( 9 ) via an axial ring edge.

10. Diaphragm seat valve according to claim 4, wherein the closure cover ( 18 ) with an annular surface supports the membrane in question ( 17 ) and has a circumferential groove ( 20 ) into which the control connection ( 6 ) forming the transverse bore opens and which has a radial or diametrical bore ( 21 ) is connected to an axial blind bore ( 22 ) leading to the outer surface of the membrane.