DE2503302A1

DE2503302A1 - Schwimmergesteuertes ventil

Info

Publication number: DE2503302A1
Application number: DE19752503302
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Foeller
Original assignee: Gestra KSB Vertriebs GmbH and Co KG
Current assignee: Gestra KSB Vertriebs GmbH and Co KG
Priority date: 1975-01-28
Filing date: 1975-01-28
Publication date: 1976-07-29
Also published as: GB1499251A; FR2299582B1; US4030516A; IT1053557B; BR7600479A; DE2503302B2; FR2299582A1; JPS556791B2; DE2503302C3; JPS51100330A

Description

GESTEA-KSB Vertriebsgesell .-schaft Bremen, den 24. Jan. 1975 mbH & Co. Kommanditgesellschaft -

Schwimmergesteuertes Ventil

Die Erfindung "bezieht sich auf schwimmergesteuerte Ventile der im Oberbegriff des Hauptanspruches genannten Art und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein baulich einfaches Ventil dieses Types zu schaffen, bei dem auf relativ kleine Fertigungstoleranzen verzichtet werden kann, bei guter Funktionsfähigkeit des Ventils.

Die gestellte Aufgabe wird durch die im Anspruch Λ angegebene •Erfindung gelöst. Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Ventil liegt die in den Auslaß einmündende Absperrstelle innerhalb der Membrankapsel. Das Medium fließt somit durch die Membrankapsel hindurch ab. Bei ruhendem Medium, solange sich also das Verschlußteil in Schließstellung befindet, herrscht inner- und außerhalb der Membrankapsel der volle Vordruck und der mit dem Verschlußteil verbundene, hubbewegliche Wandungsteil der Membrankapsel ist zunächst druckentlastet oder genauer gesagt beidseitig vom gleichen Druck belastet. Wird das Verschlußteil vom Schwimmer etwas angehoben, so daß sich eine Mediumsströmung einstellt, sinkt der Druck in der Membrankapsel infolge der Drosselung des Mediumstromes in den Einlaßöffnungen der Membrankapsel unter den Druck im Ventilgehäuse ab. Hierdurch ist der Wandungsteil nicht mehr beidseitig gleich druckbelastet, sondern an ihm entsteht eine in VentilÖffnungsrichtung wirkende Kraft. Mit dieser Kraft wirkt jetzt der Wandungsteil zusätzlich zum Schwimmer auf das Verschlußteil ein und bewirkt dadurch ein Aufschnellen desselben in volle Offenstellung.

Die Drosselöffnungen können dabei beispielsweise als separate Durchflußbohrungen in der Kapselwandung oder, wie in den Unteransprüchen näher angegeben, u.a. auch als Ringspalte ausgeführt

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sein. Durch, die Erfindung wird es ermöglicht, diese Ringspalte in einem Durchmesserbereich anzuordnen, der bei dem erforderlichen Öffnungsquerschnitt ausreichend große radiale Spaltbreiten ergibt, so daß besonders praxisgerechte Fertigungstoleranzen zugelassen werden können. Dies erleichtert wiederum ein Erzielen der Maßhaltigkeit, was für eine exakte Druckabsenkung in der Membrankapsel erforderlich ist. Damit ist auch ein hohes Maß an Funktionssicherheit bei Serienfertigung erreicht.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Der Anspruch 2 beinhaltet eine bevorzugte Ausführung der Kapselmembran, während der Anspruch 3 eine baulich besonders einfache Ausführung des Betätigungsgliedes für das Verschlußteil zum Gegenstand hat.

Die zuvor erwähnte Ausbildung der Drosseleinlaßöffnungen der Membrankapsel als Ringspalte gibt der Anspruch 4- an, wobei es als besonders vorteilhaft anzusehen ist, daß in diesem Fall die Herstellung besonderer Drosselöffnungen und der damit verbundene Fertigungsaufwand entfallen kann. Die erforderlichen, durch die Spaltbreiten und Spaltdurchmesser bestimmten Drosselquerschnitte sind im Verhältnis zu den Spaltdurchmessern so groß, daß fertigungsbedingte Toleranzen der Spaltdurchmesser keinen Einfluß auf die Drosselwirkung haben. Ihre Herstellung in der Serie gestaltet sich deshalb besonders einfach.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 ist insbesondere bei Vorhandensein separater Drosselbohrungen von Vorteil und erlaubt bei diesen ausnehmend große Fertigungstoleranzen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 ein schwimmergesteuertes Ventil und Fig. 2 eine andere Ausführungsform der mit dem Verschlußteil zusammenwirkenden Steuereinheit des Ventils nach Fig. 1. 609831 /0562

In Figur 1 ist ausschnittsweise und im Schnitt ein Ventilgehäuse 1 mit einem Zuflußkanal 2 und einem Abflußkanal 3 dargestellt. Im Innenraum 4 des Gehäuses 1 ist ein Ventilsitzkörper 5 vorgesehen, der im Außenrandbereich mehrere axiale Haltearme 6 aufweist, an deren obere, freie Enden eine Membrankapsel 7 befestigt ist.

Diese Membrankapsel 7 setzt sich aus einem oberen, starren Wandungsteil 8, einem damit verbundenen Faltenbalg 9 und einemden Boden des 'Faltenbalges bildenden, hubbeweglichen Wandungsteil 10 zusammen. Letzterer trägt zentral eine Buchse 11, durch deren Bohrung 12 ein ortsfest am Ventilsitzkörper 5 vorgesehener Einlaufstutzen 13 in den Kapsel-•innenraum 14 hineinragt. Der Einlaufstutzen 13 ist mit einer in den Abflußkanal 3 einmündenden zentralen Durchflußbohrung 15 versehen, wobei er ferner an seinem kapselinneren Ende einen Ventilsitz 16 aufweist, mit welchem ein ebenfalls im Kapselinnenraum 14 angeordnetes Verschlußteil 17 zusammenarbeitet. Dieses ist über einen Bügel 18 mechanisch mit dem hubbeweglichen Wandungsteil 10 verbunden und weist ferner eine Betätigungsspindel 19 auf, die durch eine Bohrung 20 in der Kapselwandung 8 aus der Membrankapsel 7 herausragt. An ihrem oberen Ende ist die Betätigungsspindel 19 mit dem Schwenkhebel 21 eines außerhalb der Membrankapsel 7 angeordneten, ausschnittsweise dargestellten Schwimmers 22 gekoppelt.

Der Strömungsweg des Mediums vom Zuflußkanal 2 zum Abflußkanal 3 führt durch einen Drosselringspalt 23 und parallel dazu zwischen den Haltearmen 6 sowie dann durch einen Drosselringspalt 24 hindurch in den Innenraum 14 der Membrankapsel 7 und von dort durch die Durchflußbohrung 15 in den Abflußkanal 3 hinein.

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Bei ruhendem Medium, solange sich also das VerschloBreiiΊ/ in Schließstellung befindet, herrscht innen- und außenseitig der Membrankapsel 7 der volle Vordruck und der mit dem Verschlußteil 17 verbundene, hubbewegliche Wandungsteil 10 der Membrankapsel 7 ist zunächst druckentlastet oder, genauer gesagt, beidseitig vom gleichen Druck belastet. Wird das ,Verschlußteil 17 durch den Schwimmer 22 etwas vom Ventilsitz 16 angehoben, so daß sich eine Mediumsströmung einstellt, sinkt der Druck im Kapselinnenraum 14 unter den Vordruck ab, da das strömende Medium in den Drosselringspalten 23,24-eine Druckabsenkung erfährt. Hierdurch ist der Wandungsteil 10 nicht mehr beidseitig gleich druckbelastet, sondern an ihm entsteht eine in Ventiloffnungsrichtung wirkende Kraft. Mit dieser Kraft wirkt nunmehr der Wandungsteil 10 über den Bügel 18 auf das Verschlußteil 17 ein, und zwar zusätzlich zum Schwimmer 22. Das vorherige Gleichgewicht zwischen den Schließkräften am Verschlußteil 17 und den öffnungskräften des Schwimmers 22 ist dadurch aufgehoben, so daß ein Überschuß an Öffnungskraft vorhanden ist, welcher ein Aufschnellen des Verschlußteiles 17 in Offenstellung bewirkt.

Bei sinkendem Mediumspiegel im Ventilgehäuse 1 schließt das Ventil zunächst langsam analog der SpiegelSenkung, bis im letzten Teil des Schließhubes infolge verminderter Strömung der Druck im Kapselinnenraum 14 und damit die innenseitige Belastung des Wandungsteiles 10 wieder ansteigt. Die Schließkräfte am Verschlußteil 17 steigen dadurch ebenfalls wieder an und übersteigen weit die Öffnungskraft des Schwimmers 22, so daß das Verschlußteil 17 aus dieser Stellung zuschnellt.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 zeigt gegenüber jener nach Fig. 1 einige bauliche Verschiedenheiten. So ist der starre Wandungsteil 25 der Membrankapsel 7 glockenförmig ausgebildet und der Faltenbalg 26 ragt von unten in den Wandungsteil 25 hinein. Hierbei sind der Faltenbalg 26 und der Wandungsteil an ihren unteren Enden miteinander verbunden, während der

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hubbewegliche Wandungsteil 27 mit axialem Abstand· zwischen den beiden Enden des Wandungsteiles 25 angeordnet ist. Die Halterung der Membrankapsel 7 erfolgt an einem Bund 28 des Ventilsitzkörpers 5· Dieser weist außerdem eine oder mehrere Durchtrittskanäle 29 auf, welche den erforderlichen Zufluß des Strömungsmediums zur Unterseite des Wandungsteiles 27
und zum DrosselringspaIt 24 ermöglichen. Die Wirkungsweise dieser Ausführung stimmt im übrigen mit der zu Fig. Λ beschriebenen überein.

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Claims

Patentansprüche

Ventil mit einem schwimmergesteuerten, vordruckseitig im Ventilgehäuse angeordneten Verschlußteil, welches "bei einem Anheben aus der Schließlage in die Öffnungslage hinüberschnellt, gekennzeichnet durch eine vordruckseitig im Ventilgehäuse (1) ortsfest angeordnete Membrankapsel (7) mit einem hubbeweglichen Wandungsteil (10, 27) der eine Bohrung (12) aufweist, durch welche ein ortsfest vorgesehener Einlaufstutzen (13) des Ventilauslasses (3) in den Kapselinnenraum (14) hineinragt, wobei des kapselinnere Ende des EinlaufStutzens (13) mit einem Ventilsitz (16) versehen ist, mit dem das ebenfalls im Kapselinnenraum (14) angeordnete Verschlußteil (17) zusammenwirkt, das mechanisch mit der hubbeweglichen Stirnwand (10, 27) der Membrankapsel (7) verbunden ist, während der das Verschlußteil (17) steuernde Schwimmer (22) außerhalb der Membrankapsel (7) angeordnet ist, die eine oder mehrere den Kapselinnenraum (14) mit dem Gehäuseinnenraum (4) verbindende Drosseleinlaßöffnungen (23,24) • aufweist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

z e i c h η et, daß die Membran der Kapsel (7) ein Faltenbalg (9, 26) ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ventilsitz (16) gegenüberliegende Kapselwand (8, 25) eine Bohrung (20) aufweist, welche von einer mit dem Schwimmer (22) gekoppelten Betätigungsspindel (19) für das Verschlußteil (17) hubbeweglich durchsetzt ist. ;

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4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u rc h gekennzeichnet, daß die Drosseleinlaßoffnung(en) als radiale(r) Eingspalt(e) (23, 24) zwischen der vom Einlaufstutzen (13) durchsetzten Bohrung (12) der Membrankapsel (7) und dem Einlaufstutzen (13) und/oder zwischen der von der Betätigungsspindel (19) durchsetzten Bohrung (20) der Membrankapsel (7) und der Betätigungsspindel (19) ausgebildet ist/sind.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dad ure h gekennzeichnet, daß zwischen der hubbeweglichen Kapselwand (10, 27) und dem Einlaufstutzen (13) bzw. einem zugehörigen Teil und/oder zwischen der von der Betätigungs-

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spindel (19) durchsetzten Kapselwand (8, 25) und der Betätigungsspindel (19) eine Dichtung vorgesehen ist.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, g e k e η nzeichnet durch eine Vorspannung des Paltenbalges (9, 27)* derart daß dieser auf das Verschlußteil (17) eine in Schließrichtung wirkende Verstellkraft ausübt.

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