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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Membranventil mit einem Ventilantrieb,
einem Aktuator, einer auf dem Aktuator angeordneten Ventilspindel,
einer in den Ventilantrieb eingesetzten Hubbegrenzung für den Aktuator
und einer an der Ventilspindel angreifenden Schließbegrenzung
für den
Aktuator, die ein Schließbegrenzungshandrad
aufweist.
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Es
handelt sich also um ein Membranventil mit einer kombinierten Hub-Schließbegrenzung.
Derartige Membranventile mit kombinierter Hub-Schließbegrenzung sind bereits hinlänglich bekannt.
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Unter
der Hubbegrenzung soll hier ein Bauteil verstanden werden, mit dem
der Hub des Ventils auf ein bestimmtes Maß mechanisch begrenzt werden
kann. Dies führt
zu einer Begrenzung des durch das Ventil strömenden Volumenstroms. Gerade
in Abfüllanwendungen
können
mit einer Hubbegrenzung fertigungsbedingte Toleranzen der Ventilantriebe
ausgeglichen werden und alle Ventile auf einheitliche Volumenströme einjustiert
werden.
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Die
Schließbegrenzung
kommt zum Einsatz, wenn Auf-Zu-Ventile nicht komplett geschlossen
werden sollen. So kann ein Mindestdurchsatz sichergestellt werden.
Schließbegrenzungen
dienen auch der Schonung der Ventilmembran. Denn in dem meisten Membranventilen
(Sicherheitsstellung geschlossen) sind die Federkräfte so ausgelegt,
dass gegen den maximal zulässigen
Betriebsdruck sicher geschlossen werden kann. Dies bedeutet aber,
dass in den Fällen,
in denen die Betriebsdrücke
gering sind, die Membrane mit einer relativ hohen Federkraft belastet wird,
was einen unnötig
hohen Verschleiß der
Membrane mit sich bringt. Die Anpassung der Federkräfte im Ventilantrieb
ist meistens ein Weg, den man aus Standardisierungsgründen nicht
beschreiten will.
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Das
gleiche gilt auch für
Antriebe, welche mittels Steuerdruck geschlossen werden. Hier wirken bei
entsprechendem Steuerdruck noch höhere Kräfte auf die Membrane. Mit Hilfe
der Schließbegrenzung wird
das Ventil so eingestellt, dass nur soviel Kraft auf die Membrane
wirkt, dass das Ventil gegen den anliegenden Betriebsdruck sicher
schließt.
Die restliche Kraft wird über
die Schließbegrenzung
abgefangen. Hierbei soll unter einem Handrad vorliegend ein beliebig
geformtes Betätigungsmittel
verstanden werden, das möglichst
von Hand, aber auch mittels Werkzeugen und/oder Maschinen zur Betätigung der jeweiligen
Komponenten des Ventils benutzt werden kann.
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Die
bekannten kombinierten Hub-Schließbegrenzungen haben den Nachteil,
dass ihre Justierung und Einstellung in der Regel sehr aufwändig ist, da
verschiedenste Bauteile auf- bzw. abgeschraubt werden müssen, bevor
man an die einzelnen Komponenten, insbesondere die Hubbegrenzung
gelangt. Auch sind kombinierte Hub-Schließbegrenzungen in der Regel
nicht vollständig
abgedichtete Einheiten. Zudem können
Hubbegrenzung und Schließbegrenzung
in der Regel nicht ohne Weiteres unabhängig von einander eingestellt
werden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Membranventil
anzugeben, das die vorstehend genannten Nachteile nicht hat. Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt mit dem Membranventil gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Membranventil
unterscheidet sich also von dem eingangs genannten Membranventilen
dadurch, dass die Hubbegrenzung ein Hubbegrenzungs-Handrad aufweist,
das vom Schließbegrenzungs-Handrad
getrennt betätigbar ausgeführt ist
und das Schließbegrenzungs-Handrad das
Hubbegrenzungs-Handrad teilweise in einem Überlappungsbereich von oben übergreift,
wobei der Überlappungsbereich
als Sichtanzeige für
die Stellung des Ventils dient. Dadurch, dass zwei getrennte Handräder für die Hubbegrenzung
und für
die Schließbegrenzung
vorgesehen sind, können
beide unabhängig
voneinander verstellt werden, insbesondere auch deshalb, weil das
Schließbegrenzungs-Handrad
das Hubbegrenzungs-Handrad nur teilweise von oben übergreift.
So kann das jeweilige Bauteil unabhängig voneinander verstellt
werden.
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Außerdem ergibt
sich der Vorteil, dass sich aus dem Überlappungsbereich zugleich
eine Sichtanzeige für
die Stellung des Ventils ergibt. Dies ist der Bereich des Hubbegrenzungs-Handrads,
der vom Schließbegrenzungs-Handrad
maximal übergriffen
werden kann. Weiterbildend ist der Überlappungsbereich farblich
markiert.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn das Schließbegrenzungs-Handrad auf die
Ventilspindel aufgeschraubt ist und mit einer stirnseitig angeordneten Schraube
in seiner Lage relativ zur Ventilspindel gesichert ist. So sind
die Schließbegrenzung
und auch das als Hand-Notbetätigung
agierende Schließbegrenzungs-Handrad
durch Öffnen
der von außen
zugänglichen
Schraube einfach einstellbar. Die stirnseitig angeordnete Schraube
dient also als Fixierschraube für
das Schließbegrenzungs-Handrad
auf der Ventilspindel.
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Weiterbildend
ist die Hubbegrenzung im Hubbegrenzungs-Handrad in vertikaler Richtung
verschieblich gelagert. So ist sichergestellt, dass die Hubbegrenzung
in ihrer Lage relativ zum Ventilantrieb in vertikaler Richtung verändert werden
kann. Zugleich bleibt aber dann das Hubbegrenzungs-Handrad in seiner
Lage bezogen auf den Ventilantrieb fixiert. Mit anderen Worten kann
sich die Hubbegrenzung in das Hubbegrenzungs-Handrad hinein- und
auch wieder hinausschieben. Hierbei ist es von besonderem Vorteil,
wenn das Hubbegrenzungs-Handrad mit der Hubbegrenzung über wenigstens
eine sich in vertikaler Richtung erstreckenden Nocke verbunden ist. Über diese
wenigstens eine Nocke können
die Drehkräfte
des Handrads auf die Hubbegrenzung übertragen werden, um dessen Lage
im Ventilantrieb zu verändern.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn die Hubbegrenzung mit Hilfe einer zwischen
dem Hubbegrenzungs-Handrad und der Hubbegrenzung angeordneten Feder
in ihrer Lage relativ zum Ventilantrieb gesichert ist. So müssen keine
Fixierschrauben gelöst bzw.
angezogen werden, um die Hubbegrenzung in ihrer Lage relativ zum
Ventilantrieb zu sichern. Dies vereinfacht die Verstellung der Hubbegrenzung.
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Weiterbildend
weist das Schließbegrenzungs-Handrad
und/oder das Hubbegrenzungs-Handrad eine Angriffsfläche für ein Werkzeug auf.
So kann die Hubbegrenzung bzw. die Schließbegrenzung bestenfalls von
Hand oder aber mit einem standardmäßigen Schraubenschlüssel verstellt
werden, ohne dass zusätzliche
Werkzeuge benötigt
werden.
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Vorteilhafterweise
weist das Hubbegrenzungs-Handrad an seiner Unterseite eine Dichtung zur
Abdichtung gegenüber
dem Ventilantrieb auf. Ferner ist es zweckmäßig, wenn das Schließbegrenzungs-Handrad
an seiner Unterseite eine Dichtung zur Abdichtung gegenüber dem
Hubbegrenzungs-Handrad aufweist. So ergibt sich nämlich eine vollständig abgedichtete
Hub-Schließbegrenzungseinheit,
die gerade für
Anwendungsfälle
in hygienisch sensiblen Bereichen vorteilhaft ist.
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Schließlich kann
das Schließbegrenzungs-Handrad
(7) als Betätigungsmittel
für eine Handnotbetätigung ausgebildet
sein. So kann das Ventil im Notfall, also wenn etwa keine Steuerluft
zur Betätigung
des Antriebs zur Verfügung
steht, auf einfache und schnelle Weise geöffnet oder geschlossen werden.
Im besten Fall muss hierzu nur eine einzige Schraube gelöst werden.
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Folgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Darin
zeigen schematisch:
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1 ein
erfindungsgemäßes Membranventil
in einer aufgeschnittenen dreidimensionalen Darstellung;
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2 eine
Explosionsansicht der erfindungsgemäßen Hub-Schließbegrenzung des in 1 dargestellten
Membranventils;
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3 eine
vergrößerte Darstellung
der in 1 und 2 gezeigten Hub-Schließbegrenzung; und
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4 eine
vergrößerte Darstellung
der in 1, 2 und 3 gezeigten
Hubbegrenzung ohne Darstellung der Schließbegrenzung.
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Das
in 1 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Membranventils 1 weist
also einen Ventilantrieb 2, einen Aktuator 3 und
eine auf dem Aktuator 3 angeordnete Ventilspindel 4 auf.
Ferner hat das Membranventil 1 eine in den Ventilantrieb 2 eingesetzte
Hubbegrenzung 5 für den
Aktuator 3 und eine an der Ventilspindel 4 angreifende
Schließbegrenzung 6,
die ein Schließbegrenzungs-Handrad 7 aufweist.
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Dabei
ist das Schließbegrenzungs-Handrad 7 so
ausgeführt,
dass es das Hubbegrenzungs-Handrad 8 teilweise übergreift
und dieser Überlappungsbereich
als Sichtanzeige 9 für
die Stellung der Schließbegrenzung 6 dient.
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Wie
man insbesondere der 2 und der 4 gut
entnehmen kann, ist der Überlappungsbereich 9 vorliegend
als ein Ring, etwa aus Kunststoff, ausgeführt, der auf das Handrad der
Hubbegrenzung 5 aufgesetzt wird. Dieser Kunststoffring 9 ist
hier geriffelt ausgeführt,
um die Sichtanzeige noch zu verbessern.
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Das
Schließbegrenzungs-Handrad 7 ist
auf die Ventilspindel 4 aufgeschraubt. Die Lage des Schließbegrenzungs-Handrads 8 wird
durch eine stirnseitig angeordnete Fixierschraube 10 relativ
zur Ventilspindel 4 gesichert. Wird diese gelöst, kann
das Schließbegrenzungs-Handrad 7 durch
Drehen in seiner Lage relativ zur Ventilspindel 4 verändert werden um
so die Schließung
zu vergrößern oder
zu verkleinern.
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Die
Hubbegrenzung 5 sitzt in vertikaler Richtung verschieblich
im Hubbegrenzungs-Handrad 8, wie man insbesondere der Explosionsansicht
in 2 entnehmen kann. So kann sich die Hubbegrenzung 5 relativ
zum Hubbegrenzungs-Handrad 8 verschieben, je nachdem, wie
stark die Hubbegrenzung 5 in den Ventilantrieb 2 hinein-
oder hinausgeschraubt wird. Die Kraftübertragung vom Hubbegrenzungs-Handrad 8 auf
die Hubbegrenzung 5 erfolgt hierbei über zwei sich in vertikaler
Richtung erstreckende Nocken 11.
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Die
Hubbegrenzung 5 ist im vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel
mit Hilfe einer zwischen dem Hubbegrenzungs-Handrad 8 und
der Hubbegrenzung 5 angeordneten Feder 12 in ihrer
Lage relativ zum Ventilantrieb 2 gesichert. Die Feder 12 drückt hierbei
die Hubbegrenzung 5 gegen das Hubbegrenzungs-Handrad 8,
das wiederum unmittelbar auf dem Ventilantrieb 2 aufsitzt.
Durch Drehen des Handrades 8 wird die Hubbegrenzung 5 entweder
in den Ventilantrieb hinein oder hinausgeschraubt um den Hub zu
begrenzen oder zu vergößern.
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Das
Hubbegrenzungs-Handrad 8 und das Schließbegrenzungs-Handrad 7 weisen
jeweils Angriffsflächen 14 und 15 für ein Werkzeug
wie einen Schraubenschlüssel
auf. So können
auch größere Drehmomente
ohne Beschädigung
in die Handräder 7, 8 eingeleitet
werden.
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Ferner
weist das Hubbegrenzungs-Handrad 8 eine ringförmige Ausnehmung 16 zur
Aufnahme einer hier nicht näher
dargestellten Dichtung auf. Auch das Handrad 7 der Schließbegrenzung 6 weist
eine ringförmige
Ausnehmung 17 für
eine hier ebenfalls nicht dargestellte Dichtung der Schließbegrenzung 6 auf.
Die Dichtung der Schließbegrenzung 6 dichtet also
ihr Handrad 7 gegenüber
dem Handrad 8 der Hubbegrenzung ab. So ergeibt sich eine
insgesamt abgedichtete Hub-Schließbegrenzungseinheit.