DE2320326C3 - Membranventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Membranventil mit einem Ventilgehäuse und einer mit einem Ventilsit/ iiusammcnwirkenden Ventilmembran, die wahlweise mittels eines über einen ServomittelanschluU /ufiihrbarcn Servomitlels an den Ventilsit/ anpreßbar oder von ihm abhebbar oder manuell über ein Gestänge an den Ventilsitz anpreßhar ist, wobei das Gestänge eine mit einem Handrad zusammenwirkende Schraubspindel und eine an der Membran angreifende Stange umfaßt.

Ein derartiges servomittelgesteuertes Membranventil ist bekannt (DE-OS 22 28 760). An dessen Ventilgehäuse ist in dem Bereich, der an der dem zu steuernden Medium abgewandten Membranseite liegt, ein Servomittelanschluß vorgesehen. Ist die von dem Servomittel auf die Membran ausgeübte Kraft größer als die von dem zu steuernden Medium ausgeübte Krift dann öffnet das Ventil, andernfalls schließt es. Dabei greift an der Membran eine Stange an, die in eine hohle Gewindespindel ragt; diese ist in eine Bohrung des Gehäuses eingedreht und auf ein Handrad drehstarr aufsteckbar. Durch Drehen des Handrads in der einen Richtung, in der die Gewindehülse in das Ventilgehäuse hineingeschraubt wird, läßt sich das Ventil in die Schließstellung unabhängig davon bringen, ob Servomitteldruck vorhanden ist oder nicht Dagegen läßt sich dieses Ventil nicht manuell öffnen, weil eine Mitnahmeverbindung zwischen der Gewindehülse und der Stange fehlt Selbst bei fehlendem Servomitteldruck öffnet das Ventil nur dann, wenn das zu steuernde Medium seinerseits einen ausreichend hohen Druck aufweist, um die Membran in die Offenstellung zu überführen.

Ferner ist ein Ventil bekannt (US-PS 27 43 706), das servomittelgesteuert ist und das die Aufgabe lösen soll, bei Ausfall des Seryomitteldrucks die jeweilige Lage zu fixieren. Dazu ist ein Stellkolben mit einem Ventilgestänge verbunden, das wiederum über eine Art Lamellenkupplung mit einem Handstellglied verbunden ist Diese Lamellenkupplung ist normalerweise unter der Wirkung einer vom Servomittel beaufschlagten Steuermembran gelöst; sie wird durch eine Feder geschlossen, wenn der Servomitteldruck wegfällt Außerdem kann von einem Handrad das Ventilgestänge bei geschlossener Kupplung betätigt werden, nachdem ein Querstift in eine Querbohrung einer Hülse und einer darin geführten Stange hindurchgesteckt ist

Dieses bekannte Ventil ist jedoch sehr aufwendig und sein Einsatz nur bei Vorliegen ganz besonderer Aufgaben gerechtfertigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Membranventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein Betätigen nur alternativ möglich ist, also ein gleichzeitiges Betätigen von Hand und mit Hilfe eines Servomittels ausgeschlossen ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Schraubspindel mit der Stange durch ein lösbares Kuppluni-sstück verbindbar ist, das mit einem den ServomittelanschluQ bei manuellem Betrieb verschließenden Verschlußstück beweglich verbunden ist.

Auf diese einfache Weise ist es einerseits möglich, völlig zuverlässig zu verhindern, daß das Ventil gleichzeitig manuell und durch Servomittel betätigbar ist. Vielmehr ist dann, wenn der Servomittelanschluß hergestellt ist, das der manuellen Betätigung dienende Ventilgestänge zwangsläufig entkuppelt Trotzdem ist ein rascher Übergang von der einen Betriebsart auf die andere Betriebsart möglich, ohne daß dies einen aufwendigen Umbau des Ventils erfordert.

Bei einem Membranventil, bei dem die Sehraubspindel hohl und die Stange in der Spindel geführt ist. sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung Stange und Schraubspindel mit einer Querbohrung versehen, in die ein als Kupplungsstück dienender Stift einsteckbar ist. Eine solche Ausführungsform ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar.

Um die axiale Verstellbewegung bei der manuellen Betätigung des Ventils aufzunehmen und dennoch das Versehlußstück am Ventilgehäuse starr befestigen zu können, ist bevorzugt zwischen dem Kupplungsstück und dem Versehlußstück ein verformbares Mittelstück ϊ vorgesehen. Dabei kann das Kupplungsstück aus einem verformbaren Kunststoff bestehen und im kuppelnden Bereich starr ausgebildet, insbesondere mit einer starren Metalleinlage versehen sein. Dadurch wird die erforderliche Festigkeit der Kupplung zwischen Stange m und Schraubspindel gewährleistet

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist das Kupplungsstück als in den Servomittelanschluß des Ventilgehäuses einsetzbarer Stopfen ausgebildet, mit dem der mit dem Ventilgestänge ιϊ verbindbare Teil des Kupplungsstücks beweglich verbunden ist Beispielsweise kann die bewegliche Verbindung auch durch eine kardangelenkartige Ausbildung des verformbaren Mittelstücks verwirklicht sein.

Anstelle des als Stift ausgebildeten Kupplungsstücks :<> kann dieses auch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gabelförmig ausgebildet sein und in sich gegenüberliegende und deckende Schlitze der Venttlgestängeteile eingreifen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform 2'> nach der Erfindung liegt die quer zur Ventilachse verlaufende, durchgehende Querbohrung des Ventilgestänges in der Ebene von Ventilachse und Mittelachse der das Verschlußstück aufnehmenden Anschlußöffnung für das Servomittel und fluchtend zur Mittelachse der Anschlußöffnung ausrichtbar. Dadurch ist es besonders leicht und einfach möglich, nach dem Entfernen einer Servomittelzuleitung die Kupplung zwischen Stange und Schraubspindel wieder herzustellen, weil das Einführen des Stiftes ohne Schwierigkeiten J5 möglich ist.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Umschaltmembranventil im Schnitt, und

F i g. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform.

Das Membranventil umfaßt ein Gehäuse 11, das unter Einklemmen einer Membran i2 auf einem Rohrkörper mit einem Eingangsstutzen 13 und einem Ausgangsstutzen 14 sowie einem Ventilsitz .!5 befestigt ist. Die Membran 12 weist einen Ansatz 16 auf, auf dem ein Druckstück 17 aufliegt und eine Stange 18 befestigt ist, die durch das Ventilgehäuse 11 verläuft und durch eine Abdeckplatte 19 ins Freie ragt und zugleich als Sichtanzeige dient. Mittels eines Anschlags 28 wird eine Drehbewegung des Druckstückes 17 im Gehäuse verhindert.

Die Stange 18 ist axial beweglich in einer hülsenförmigen Schraubspindel 20 angeordnet, die in ihrem unteren Bereich von einem Schaft des Druckstückes 17 fest umfaßt wird. Der obere Gewindeteil der Schraubspindel 20 befindet sich in einer Gewindebuchse 21, die mit einem Handrad 22 fest verbunden ist. Diese Teile bilden das Ventilgestänge. Über einen Sperrstift 30 kann das sonst freie Handrad 22 mit dem Gehäuse 11 verriegelt werden.

Im Gehäuse 11 ist eine Anschlußöffnung 27 für eine Servomittelleitung vorgesehen, die bei Handbetrieb des Membranventils mittels eines Verschlußstücks in Form hs eines Stopfens 23 \ erschlossen ist. Dieser Stopfen 23 ist über ein gelenkiges Mittelstück 24 mit einem Kupplungsstück 25 verbunden, das in einer quer zur Ventilachse verlaufenden und durch den Schaft des Druckstücks 17, die Gewindespindel 20 und die Stange 18 hindurchgehenden Querbohrung 26 liegt

Im Ausführungsbeispiel besteht das Kupplungsstück 25 aus einem kunststoffummantelten Metallstift, wobei sich der Kunststoff in dem gelenkig-biegsamen Mittelstück 24 fortsetzt und im Stopfen 23 endet.

Es ist jedoch auch denkbar, das gelenkige Mittelstück 24 als ein kardanartiges Metallgelenk und das Kupplungsstück 25 als Metallstift auszubilden.

Da jedoch in keiner Betriebsphase des Membranventils dieses Kupplungsstück 25 einer höheren Belastung ausgesetzt ist, kann es auch aus einem reinen Kunststoffstift bestehen.

Bei Handbetrieb wird zum Schließen des Ventils das Handrad 22 mit der Gewindebuchse 21 im Uhrzeigersinn gedreht. Dadurch verschiebt sich die Schraubspindel 20 mit dem Druckstück 17 in axialer Richtung und letzteres drückt die Membran 12 ;.ijf den Ventilsitz 15. Beim Öffnen des Ventiis wird das Handrad 22 im Gegen-Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Schraubspindel 20 in entgegengesetzter Richtung bewegt wird und das Druckstück 17 mitnimmt Die Stange 18 mit der Membran 12 werden durch das Kupplungsstück 25 an die Schraubspindel 20 gekuppelt und ebenfalls angehoben.

Beim Anschluß einer Servomittelleitung an das Ventil wird der Handbetrieb zwangsläufig ausgeschaltet, indem vor dem Befestigen eines Druckschlauchs an der Anschlußöffnung 27 der Stopfen 23 entfernt wird. Dabei wird aber auch über das gelenkige Mittelstück 24 das Verriegelungsstück 25 aus der Querbohrung 26 herausgezogen und das Ventilgestänge 17, 18 und 20 entkuppelt. Die Membran 12 und die an dieser befestigte Stange 18 sind dann gegenüber der Schraubspinde) 20 axial frei beweglich.

Bei einströmendem Servomittel wird die Membran 12 mit der Stange 18 auf dem Ventilsitz 15 gepreßt, ohne daß das Handrad 22 gedreht werden muß. Je nach dem Druck des Servomittels kann der Durchfluß eines Mediums durch das Ventil geregelt werden. Zwar kann bei Servobetrieb das Ventil mittels des Handrades 22 geschlossen, jedoch infolge der getrennten Kupplung nicht geöffnet werden.

Die Verriegelung der Ventilgestänge 17, 18 und 20 erfolgt in der Weise, daß diese Teile so ausgerichtet werden, daß die quer zur Ventilachse verlaufende durchgehende Querbohrung 26 fluchtend zur Mittelachse der Anschlußöffnung 27 liegt.

In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeifpiel dargestellt, das im wesentlichen genauso aufgebaut ist wit das anhand der Fig. I beschriebene. Es werden deshalb für gleiche Teile gleiche Bezugsziffern verwendet.

Der Unterschied besteht darin, daß das Druckstück 17 mit seinem Schaft nicht mit der Gewindespindel 20 fest verbunden, sondern auf dieser axial verschiebbar angeordnet ist. Das hat den Vorteil, daß das Druckstock 17 mit der Membran 12 nach unten auf den Ventilsit? Π gedrückt wird und nicht außer Eingriff mi: dt.m Ansatz I6der Membran 12 kommt.

Ferner ist die Stange 18 einstückig ·ηίι dein Druckstück 17 lusgebildet, um seine /usiit/liche Aufgabe als Sichtanzeiger erfüllen zu können.

Hierzu 2 Blaut Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Membranventil mit einem Ventilgehäuse und einer mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilmembran, die wahlweise mittels eines über => einen Servomittelanschluß zuführbaren Servomittels an den Ventilsitz anpreßbar oder von ihm abhebbar oder manuell über ein Gestänge an den Ventilsitz anpreßbar ist, wobei das Gestänge eine mit einem Handrad zusammenwirkende Schraub- κι spindel und eine an der Membran angreifende Stange umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubspindel (20) mit der Stange (18) durch ein lösbares Kupplungsstück (25) verbindbar ist, das mit einem den Servomittelanschluß bei manuellem Betrieb verschließenden Verschlußstück (23) beweglich verbunden ist

2. Membranventil nach Anspruch 1, bei dem die Schraubspindel hohl und die Stange in der Spindel geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß Stange (18) und Schraubspindel (20) mit einer Querbohrung (26) versehen sind, in die ein als Kupplungsstück (25) dienender Stift einschiebbar ist

3. Membranventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Verschlußstück

(23) am Ventilgehäuse (1) starr befestigbar ist und zwischen dem Kupplungsstück (25) und dem Verschlußstück (23) ein verformbares Mittelstück

(24) vorgesehen ist

4. Membranventil nach Anspruch 3, dadurch jo gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück

(25) aus einem verformbaren Kunststoff besteht und im kuppelnden Bereich star; ausgebildet, insbesondere mit einer starren Metalleinlage versehen ist.

5. Ventil nach einem < ;r vorhergehenden J5 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (25) als in den Servomittelanschluß des Ventiigehäuses (1) einsetzbarer Stopfen (23) ausgebildet ist, mit dem der mit dem Ventilgestänge verbindbare Teil des Kupplungsstücks beweglich verbunden ist.

6. Membranventil nach einem der Ansprüche 3 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Mittelstück (24) kardangelenkartig ausgebildet ist.

7. Membranventil nach einem der Ansprüche 3 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (25) gabelförmig ausgebildet ist und in sich gegenüberliegende und deckende Schlitze der Ventilgestängeteile eingreift.

8. Membranventil nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Ventilachse verlaufende, durchgehende Querbohrung (26) des Ventilgestänges (17, 18, 20) in der Ebene von Ventilachse und Mittelachse der das Verschlußstück (25) aufnehmenden Anschlußöffnung (27) für das Servomittel liegt und fluchtend zur Mittelachse der Anschlußöffnung (27) ausrichtbar ist.