DE2339274A1 - Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Ventile und insbesondere Ventile der Bauart, welche beirn Ionentausch-Wasserenthärten besonders nützlich sind. Ventile gemäss der Erfindung können darüber hinaus zur Strömungssteuerung hydraulischer Fluids jeglicher Form benutzt werden, vorausgesetzt, dass diese das Material des Ventilaufbaues nicht zerstören.

In der US-PS 3 187 771 ist ein Ventil dargestellt, für welches sich die erfindungsgennässe Einrichtung in vorteilhafter Weise eignet. Das gesamte Ventil ist mit einigen voneinander getrennten Membranventilen

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identischer Form ausgebildet. Ventile dieser Bauart weisen eine obere und eine untere, auf Druck ansprechende Fläche auf. Der obere Flächenkörper ist an einer Membran befestigt, während der untere Flächen-, körper in einer Ventilöffnung sitzt. Die beiden Flächen bzw. Fläc henkörper sind durch einen Schaft verbunden, welcher eine Führung durchsetzt. Diese Führung ist erforderlich, um die untere Arbeits- bzw. Wirkfläche direkt auf den Ventilsitz ausgerichtet zu halten. Die Zwischenfläche bzw. Führung gemäss vorgenannter US-PS erfordert natürlich die Verwendung eines Metallstückes oder eines anderen starren Materials, welches ausreichende Festigkeit besitzt, um eine Führungsfläche für den Schaft zu bilden. Die Führung ist so ausgebildet, dass sie eine zweite Kammer über ihrer Räche als auch unterhalb der Membran bildet. Diese gesonderte Kammer muss gelüftet werden und unterliegt eindringendem Wasser vom Schaft oder von anderer Position, was beträchtliche Probleme der Korrosion innerhalb der Kammer zur Folge hat.

Demgegenüber wurde erfindungsgemäss ein Ventil geschaffen, welches den vorstehend genannten Problemen des in der US-PS 3 187 771 dargestellten Ventilaufbaues nicht unterliegt. Das erfindungsgemässe Ventil besitzt eine wesentlich grössere universelle Anwendungsfähigkeit, da es durch ein einfaches Hilfsventil oder in nachstehend erläuterter Weise durch einen einfachen Differentialdruck betätigbar ist. Erfindungsgemäss weist das einheitliche, käfigartige Gerät den Ventilsitz an seiner Basis als vertikale Führungselemente auf, welche sich im wesentlichen senkrecht zur Basis erstrecken. Die genannten Führungselemente verlaufen linear auf der der Bewegung des unteren Ventil-Flächenelements entsprechenden Strecke. Das Käfigform besitzende Gerät weist eine obere Sitzfläche für das Membranelement auf, wobei die Sitzfläche

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grösseren Durchmesser besitzt bzw. eine grössere Fläche einnimmt als die untere Wirkfläche des Ventils. So kann der Käfig als eine einen Ventilsitz bildende ringförmige Basis mit einer oberen Sitzfläche und vertikalen Führungskörpern bezeichnet werden, v/obei die obere Sitzfläche grössere Flächenabmessung bzw, grösseren Durchmesser als die Basis einnimmt und die vertikalen Fuhrungskörper nach aussen sich erweiternde Verlängerungen aufweisen, die sich zum oberen Sitzkörper erstrecken. Der käfigförmige Aufbau kann gegossen, maschinell oder auf sonstige Weise geformt oder hergestellt werden und besteht vorzugsweise aus einem korrosionswiderstandsfähigen und verhältnismässig undurchlässigen Material. Der Käfig ist als Einheit bestehend ausgebildet. Innerhalb des Käfigs befindet sich ein Ventilschaft mit einer unteren Wirkfläche und einer oberen, eine Membran tragenden Ventil wirkfläche. Die beiden Flächenkörper sind durch einen starren, vorzugsweise gleichförmig ausgebildeten Schaft miteinander verbunden. Der untere Wirk- bzw. Arbeitskörper weist vorzugsweise eine Scheibe auf, welche einen erhöhten Teil bzw. einen Ventilsitz, vorzugsweise an der Basis des Käfigs befindlich, berührt. Die obere Wirk- oder Arbeitsfläche kann in vielen Fällen aus zwei Platten bestehen, zwischen welchen normalerweise die Membran gehalten ist.

Über den Schaft und über die Membran erstreckend kann eine Verlängerung des Schaftkörpers vorgesehen sein. Diese kann so ausgebildet sein, dass sie in eine obere Führung eingepasst ist, so in einen Schlitz bzw. eine Nut im oberen Ventilgehäuse bzw. im Verschluss des Ventils.

Das obere Ventilgehäuse schliesst eine Arbeitskammer oberhalb der Membran ab. Das untere Ventilgehäuse nimmt in seinem Inneren den Käfigkörper mit seinem Schaft und seinem Wirk- oder Arbeitskörper auf. Das Gehäuse umfasst eine Einrichtung, welche eine Einlasskammer

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unterhalb des Käfigkörpers bildet und welche wirksam entsprechend der Verlagerung der unteren Wirkfläche in ihrem Sitz abdichtbar ist.

Die Erfindung ist verwirklicht in einem Ventil- bzw. einer Ventileinrichtung, welche sich für Wassersysteme oder hydraulische Druckmittelsysteme insbesondere eignet. Das Ventil gemäss der Erfindung weist einen Schaft mit zwei im Abstand zueinander befindlichen Arbeitsflächen auf. Die obere Arbeitsfläche ist an einer Membran fixiert, während sich die untere Arbeitsfläche an einen am Umfang eine Erhöhung aufweisenden Ventilsitz in der Basis eines käfigförmigen Körpers anlegen kann. Der Käfig weist vertikal sich erstreckende Führungskörper für die untere Wirk- oder Arbeitsfläche auf. Die Führungskörper verlaufen oberhalb des Führungsbereiches in erweiterter Form nach aussen und dienen dazu, die obere Wirkfläche zu tragen und diese als Sitz aufzunehmen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine Teildraufsicht des Käfigs gemäss der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Seitenschnittansicht des Käfigs von Linie II—II in Fig. 1j

Fig. 3 ist eine Seitenschnittansicht der gesamten Ventilanordnung gemäss der Erfindung in geschlossener Position; und

Fig. 4 ist eine Seitenschnittansicht des in Fig. 3 dargestellten Ventils in geöffneter Position unter Darstellung des Strömungspfades.

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In Fig. 1 ist ein ringförmiger Kranz 10 konzentrisch bezüglich einer ringförmigen Basis 12 wiedergegeben. Der Kranz 10 wird durch mehrere Träger bzw. nach oben sich erstreckende Elemente 14 getragen.

Fig. 2 lässt erkennen, dass sich die Träger bzw. Elemente 14 von einem Punkt etwa auf der Hälfte ihrer Höhe nach aussen erweitern. Der Schrägwinkel hängt vom erwünschten Verhältnis der Durchmesser des Kranzes 10 und der Basis 12 ab. Die Basis 12 bildet einen kontinuierlich am Umfang verlaufenden und erhöhten Ventilsitz 20. Vorzugsweise ist ein Kanal 22 in die Basis 12 eingelassen und dient zur Aufnahme eines Dichtungselementes, so eines "O"-Ringes.

In Fig. 3 ist die Ventil einrichtung in ihrer geschlossenen Position dargestellt. Die Basis 12 und die Trägerelemente 14 des Käfigs bzw. Kranzkörpers sind in fixierter Position (jedoch frei abnehmbar) bezüglich des Ventilgehäuses 30 dargestellt. Das Ventilgehäuse weist eine Einlasskammer 32 und eine Auslasskammer 34 auf. Der dargestellte bewegbare Ventilschaft 36 ist mit einem unteren Flächenkörper 38 und mit einem oberen Flächenkörper bzw. einem Membranabschnitt 40 ausgebildet. Eine flexible Membran 42 wird durch eine obere Platte 44 in ihrer Position gehalten.

Das Ventil ist durch einen Verschluss 46 abgedeckt, welcher gleichzeitig zur Befestigung der Membran 42 dient. Der Verschluss 46 trägt einen Schlitz 48 für eine Welle 50, welche in vertikaler Lage am Membranabschnitt 40 des Ventil schaftes befestigt ist. In geschlossener Lage liegt die elastische Scheibe 52 in ringförmiger Abdichtung auf dem Ventilsitz 20 auf. Der Verschluss 46, die Membran 42 und die obere Platte 44 bilden eine obere Druckkammer 56.

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In der in Fig. 4 dargestellten geöffneten Position kann das Druckmittel bzw. Fluid aus der Einlasskamrner 32 durch die Ventilkammer 58 in den Kranz bzw. Käfig und in die Auslasskammer 34 strömen. Die Bewegung des Ventil schaftes 36 wird durch die Trägerelemente 14 und durch die im Schlitz 48 bewegliche Welle 50 geleitet.

Auch bei in geschlossener Lage befindlichem Ventil wird die Bewegung durch die vertikalen Trägerelemente 14 und durch die Welle 50 geführt. Darüber hinaus wird ein genauer Sitz erreicht bzw. unterstützt, indem der Membranabschnitt 40 an der Form der schräg nach aussen sich erstreckenden Trägereiemente des ringförmigen Kranzes 10 anliegt. Die nach unten gerichtete Bewegung des Ventilschaftes wird ausgelöst, wenn Druckmittel über die Öffnung 54 in die Kammer 56 eingeleitet wird. Bei Abnahme des Druckes bzw. bei Druckentlastung wird das Ventil durch einen zwischen den Kammern 32 und 34 bestehenden Druckunterschied geöffnet. Das Ventil wird solange in geöffneter Lage gehalten, bis kein diesen Druckunterschied übersteigender Druck über die Öffnung 54 eingeleitet bzw. wirksam wird. Normalerweise entspricht der über die öffnung 54 eingeleitete Druck dem Leitungsdruck und ist dem Druck innerhalb der Kammer 32 gleich.

Durch das käfigförmige Gerät in Form einer Ventilführung wird eine störungsfreie Steuerung und Führung der Ventil bewegung ermöglicht. Der Käfig kann leicht herausgenommen werden, wodurch das Ventil einfach zu warten ist. Er kann aus Polyphenylenoxyd oder aus einem anderen korrosionswiderstandsfähigen Material bestehen, welches vorzugsweise einen geringen Reibungskoeffizienten und geringe Feuchtigkeitsuafnahmefähigkeit besitzt. Vorzugsweise werden etwa acht Trägerelemente der dargestellten Proportionen verwendet. Es können auch drei oder sogar nur ein einzelnes Trägerelement benutzt werden, falls der

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untere Flächenkörper horizontal gehalten werden kann, beispielsweise an wenigstens drei Punkten, welche einen Gesamtabstand von mehr als 18O einnehmen. Die vertikalen Trägereiemente sollten die Strömung des Druckmittelfluids so wenig wie möglich beeinträchtigen. Aus diesem Grunde sollte wenigstens 96 % des verfügbaren Durchlasses hinderungsfrei sein. Indessen erweist sich das erfindungsgemässe Gerät sogar als arbeitsfähig, wenn ein hohes Ausmaß der Hinderung vorliegt, d.h. 80 % oder mehr beträgt. Der Käfig ermöglicht den Aufbau eines Ventils ohne untere Arbeits- oder Druckkammer, d.h., die Ventilkammer 58 erfordert keinen gesonderten Aufbau. Die Träger el emente 14 sollten auf der durch die Biegung der Membran bedingten Entfernung d&r Bewegung vertikal gerichtet verlaufen. Der zurückgelegte Abstand sollte ausreichend sein, so dass kein beträchtlicher Druckveriust infolge der Nähe der unteren Wirkfläche am unteren Ventilsitz aufzunehmen ist. Gewöhnlich entspricht dieser Abstand wenigstens etwa 1/4 des Membrandurchmessers.

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Claims (7)

1. C1018 t,^ ²· August 1973

   PATEN TANSPRÜCHE:

   1 J Ventil führung, gekennzeichnet durch eine ringförmige Basis mit einem erhöhten ringförmigen Ventilsitz (20), einen ringförmigen Kranz (10), dessen Durchmesser grosser ist als derjenige der Basis, und wenigstens ein Trägerelement (14), welches den Kranz und die Basis verbindet und Teile aufweist, welche auf wenigstens 180 der Basis im Abstand zueinander bestehen, wobei die Trägerelemente (14) auf wenigstens 1/4 Durchmesser der Basis senkrecht zum Kranz und zur Basis verlaufen und darüber nach aussen sich erweiternd in den Kranz übergehen und mit diesem verbunden sind.
2. 2. Ventil mit einer Ventilführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Ventilführung befindlicher Ventilschaft einen unteren, sich an der Basis aufsetzenden Flächenkörper (38) und einen oberen, an den Kranz (10) anlegbaren Flächenkörper (40) aufweist, und dass der untere Flächenkörper in Berührung mit den Trägerei ementen (14) der Ventilführung befindlich innerhalb derselben gehalten ist.
3. 3. Ventil mit einem Ventilgehäuse, welches eine Membran am Umfang haltende und eine an der Oberseite bestehende Druckkammer bildende Einrichtung als auch eine Einlasskammer und eine Auslasskammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Einlass-und Auslasskammern eine Ventilführung mit einer ringförmigen, einen Ventilsitz bildenden Basis angeordnet ist, dass ein ringförmiger Kranz der Ventilführung einen Durchmesser aufweist, welcher grosser ist als der-

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   jenige der Basis, dass wenigstens ein Trägerelement den Kranz und die Basis verbindet und aus Teilen besteht, welche auf wenigstens 180 am Umfang der Basis voneinander getrennt sind, dass die Trägerelemente auf wenigstens 1/4 des Kranzdurchmessers senkrecht zur Basis verlaufend an dieser angebracht sind und vom Ende ihres senkrechten Verlaufs nach aussen erweiternd in den Kranz übergehen, dass ein Ventilschaft einen unteren, sich an der Basis der Ventilführung auflegenden Flächenkör» per und einen oberen Flächenkörper aufweist, wobei der obere Fiächenkörper und der untere Flächenkörper miteinander verbunden sind und der untere Flächenkörper immer in Berührung durch die Trägerelemente der Ventilführung befindlich durch diese gehalten ist, und dass eine flexible Membran am Umfang durch das Ventilgehäuse gehalten und am oberen Flächenkörper des Ventilschaftes befestigt ist, um den Ventilschaft zu bewegen.
4. 4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilführung frei von Befestigungen am Gehäuse ist.
5. 5. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (12) und der Kranz (10) der Ventilführung Kreisform besitzen.
6. 6. Ventil nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine vertikale Verlängerung (50) des Ventilschaftes (36) oberhalb des oberen Flächenkörpers(30) befindet und eine in einer entsprechenden Führung des Gehäuses bewegbare Führungsanordnung bildet.
7. 7. Ventil nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine im Kranz der Ventilführung befindliche Einrichtung zum Aufsetzen der Membran.

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