DE29507638U1

DE29507638U1 - Valve

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Publication number: DE29507638U1
Application number: DE29507638U
Authority: DE
Original assignee: Arca Regler GmbH
Current assignee: Arca Regler GmbH
Priority date: 1995-05-09
Filing date: 1995-05-09
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2005-05-10
Also published as: DE19611664A1

Description

Description; Area Regler GmbH, Kempener Str. 18, 47918 Tönisvorst

VentilValve

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem ein Ventilgehäuse durchsetzenden Durchflußkanal, einem Ventilsitz im Durchflußkanal und einem relativ zu dem Ventilsitz beweglichen Versehlußglied, wobei zum Verschlußglied eine Membran gehört.The invention relates to a valve with a flow channel passing through a valve housing, a valve seat in the flow channel and a closure member that is movable relative to the valve seat, the closure member comprising a membrane.

Solche Ventile werden insbesondere in der Prozeßindustrie, beispielsweise im Chemie-, Biochemie- und Petrochemiebereich eingesetzt. In diesen Bereichen wird besonderer Wert auf die Sterilität solcher Ventile gelegt. Dies ist gefährdet, wenn Teile des Ventils, beispielsweise die Ventilstange, aus dem Ventilgehäuse herausragen und in diesem Bereich durch Gleitdichtungen abgedichtet werden müssen.Such valves are used in particular in the process industry, for example in the chemical, biochemical and petrochemical sectors. In these areas, particular importance is attached to the sterility of such valves. This is at risk if parts of the valve, for example the valve rod, protrude from the valve housing and must be sealed in this area by sliding seals.

Im Stand der Technik sind Ventile bekannt, die in konventioneller Weise ein Ventilgehäuse mit einem diesen durchsetzenden Durchflußkanal haben, wobei in dem Durchflußkanal ein Ventilsitz angeordnet ist. Mit dem Ventilsitz wirkt ein Verschlußglied - meist bestehend aus einem Ventilkegel und einer damit verbundenen Ventilstange - zusammen, das relativ zu dem Ventilsitz bewegbar ist, um den Volumenstrom durch das Ventil zu steuern (vgl. "STlRIPAC"-Ventile der Firma von Rohr Armaturen AG, Muttenz/Schweiz). Zur gehäuseseitigen Abdichtung ist eine ringförmige Membran vorgesehen, die jeweils abdichtend außenseitig aai Ventilgehäuse und innenseitig am Verschlußglied eingespannt ist. Aufgrund dieser Abdichtung ist der Durchflußkanal des Ventils auf einfache Weise sterilisierbar und bleibt auch während des Betriebs steril, da von außen, d. h. über den Gehäuseausgang der Ventilstange, keine störenden Substanzen in den Durchflußkanal eindringen können.Valves are known in the prior art which conventionally have a valve housing with a flow channel running through it, with a valve seat arranged in the flow channel. A closure element - usually consisting of a valve cone and a valve rod connected to it - works together with the valve seat and can be moved relative to the valve seat in order to control the volume flow through the valve (see "STlRIPAC" valves from Rohr Armaturen AG, Muttenz/Switzerland). An annular membrane is provided for sealing the housing, which is clamped to the outside of the valve housing and to the closure element on the inside. Due to this sealing, the flow channel of the valve can be easily sterilized and remains sterile even during operation, since no disruptive substances can penetrate into the flow channel from the outside, i.e. via the housing outlet of the valve rod.

Wenn das bekannte Ventil bei hohen Drücken eingesetzt wird, unterliegt die Membran hohen Belastungen, da an ihr ein entsprechend großer Differenzdruck wirkt. Zwar ist der Raum auf der dem Durchflußkanal abgewandten Seite der Membran nach außen offen, so daß eventuelle Leckagen bemerkt werden können. Dies reicht jedoch für einen sicheren Betrieb des Ventils nicht aus.If the known valve is used at high pressures, the diaphragm is subjected to high loads because a correspondingly large differential pressure acts on it. The space on the side of the diaphragm facing away from the flow channel is open to the outside so that any leaks can be detected. However, this is not sufficient for the valve to operate safely.

Daneben sind die klassischen Membranventile bekannt, bei denen das Verschlußglied aus einer Ventilstange und einer an deren unteren Ende angebrachten Membran besteht, wobei die Membran zur Steuerung der Prozeßflüssigkeit dient. Solche Membranventile lassen sich wegen der großen Fläche der Membran nicht bei hohen Drücken einsetzen. Außerdem besteht auch hier das Problem, daß eine Beschädigung der Membran unbemerkt bleibt.In addition, there are the classic diaphragm valves, in which the closure element consists of a valve rod and a diaphragm attached to the lower end, whereby the diaphragm serves to control the process fluid. Such diaphragm valves cannot be used at high pressures due to the large surface area of the diaphragm. In addition, there is the problem here that damage to the diaphragm goes unnoticed.

Bin weiteres Problem von Membranen enthaltenden Ventilen besteht darin, daß die maximale Durchbiegung sich auf die Einspannungen konzentrieren. An diesen Stellen lagern sich jedoch insbesondere bei vertikaler Einbaulage in der Regel scharfe Kristalle aggressiver Medien ab und führen zum frühzeitigen Verschleiß mit der Folge, daß die Membranen in regelmäßigen Abständen ausgewechselt werden müssen.Another problem with valves containing membranes is that the maximum deflection is concentrated at the clamping points. However, sharp crystals of aggressive media usually build up at these points, particularly when installed vertically, and lead to premature wear, with the result that the membranes have to be replaced at regular intervals.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß eine verbesserte Lebensdauer erreicht wird.The invention is therefore based on the object of designing a valve of the type mentioned at the outset in such a way that an improved service life is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membran zwischen ihren Einspannungen vorzugsweise mit Abstand zu diesen ein Hohlraumsystem einschließt. Dieses Hohlraumsystem führt zu einer veränderten Biegecharakteristik mit der Folge, daß die Durchbiegungen in umittelbarer Nähe der Einspannungen auf ein Minimum reduziert werden. Entsprechend werden hierdurch die vorbeschriebenen Verschleißprobleme gelöst. Das Ventil hat eine erheblich längere Lebensdauer.This object is achieved according to the invention in that the membrane encloses a cavity system between its clamps, preferably at a distance from them. This cavity system leads to a changed bending characteristic with the result that the deflections in the immediate vicinity of the clamps are reduced to a minimum. Accordingly, the wear problems described above are solved. The valve has a significantly longer service life.

In besonders bevorzugter Ausbildung wird das Hohlraumsystem erfindungsgeraäß für eine Leckanzeige benutzt. Hierzu ist das Hohlraumsystem mit einer Leckanzeigevorrichtung verbunden. Bei einer Beschädigung der Membran auf der Seite des Durchflußkanals dringt Prozeßflüssigkeit in das Hohlraumsysten ein, wobei dies durch die Leckanzeigeeinrichtung von außen bemerkbar gemacht wird. Auf diese Weise ist ein Membranbruch bzw. eine Membranbeschädigung frühzeitig von außen feststellbar, so daß Gegenmaßnahmen, beispielsweise der Austausch der Membran, getroffen werden können.In a particularly preferred embodiment, the cavity system is used according to the invention for a leak indicator. For this purpose, the cavity system is connected to a leak indicator device. If the membrane on the side of the flow channel is damaged, process fluid penetrates into the cavity system, whereby this is made noticeable from the outside by the leak indicator device. In this way, a membrane rupture or damage can be detected early from the outside so that countermeasures, such as replacing the membrane, can be taken.

Die Leckanzeigeeinrichtung kann als Schauglas ausgebildet sein, das Verbindung mit dem Hohlraumsystem hat. Stattdessen kann aber auch ein mit dem Hohlraumsystem pneumatisch in Verbindung stehender Drucksensor vorgesehen sein, der mit der Leckanzeigeeinrichtung gekoppelt ist. Alternativ oder in Kombination dazu kann auch ein mit dem Hohlraumsystera in Verbindung stehender Feuchtesensor vorgesehen sein, der mit der Leckanzeigeeinrichtung verbunden ist.The leak detection device can be designed as a sight glass that is connected to the cavity system. Instead, however, a pressure sensor that is pneumatically connected to the cavity system and coupled to the leak detection device can also be provided. Alternatively or in combination with this, a moisture sensor that is connected to the cavity system and connected to the leak detection device can also be provided.

Zur Herstellung des Hohlraumsystems kann die Membran aus zwei aufeinanderliegenden Membranscheiben bestehen, die beabstandete Bereiche aufweisen. Dabei kann eine der beiden Membranscheiben innenseitig ausgenommen ausgebildet sein, und zwar vorzugsweise die weniger beanspruchte stützhohlraumseitige Membranscheibe. Zur Beabstandung der Membranscheiben ist es möglich, innen- und/oder außenseitig Abstandhalter vorzusehen, die das Hohlraumsystem begrenzen. Alternativ oder in Kombination dazu können aber auch in dem Hohlraumsystem Abstandhalter vorhanden sein.To produce the cavity system, the membrane can consist of two membrane disks that lie on top of one another and have spaced-apart areas. One of the two membrane disks can be designed to be recessed on the inside, preferably the membrane disk on the support cavity side that is subject to less stress. To space the membrane disks apart, it is possible to provide spacers on the inside and/or outside that limit the cavity system. Alternatively or in combination, spacers can also be present in the cavity system.

Das Hohlraumsystem kann als ein einziger Hohlraum ausgebildet sein. Es kann aber auch aus miteinander in Verbindung stehenden Kanälen bestehen, die sich beispielsweise als Ringnuten in Umfangsrichtung und/oder sternförmig, d. h. radial erstrecken.The cavity system can be designed as a single cavity. However, it can also consist of interconnected channels that extend, for example, as ring grooves in the circumferential direction and/or in a star shape, i.e. radially.

Die Erfindung ist auf alle Ventilarten anwendbar, die eine Membran aufweisen, welche dem Prozeßmedium ausgesetzt ist. Hierzu zählen insbesondere die klassischen Membranventile, aber auch solche, bei denen die Membran außenseitig am Ventilgehäuse und innenseitig am Verschlußglied eingespannt ist. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft dann anzuwenden, wenn auf der dem Durchflußkanal abgewandten Seite der Membran eine Dichtung zwischen Verschlußglied und Ventilgehäuse angeordnet ist, die mit der Membran einen geschlossenen Stützhohlraum einschließt, weleher mit einem inkompressiblen, verformbaren Stützmedium gefüllt ist, wobei das Verschlußglied auf der dem Durchflußkanal abgewandten Seite der Membran eine solche Formgebung hat, daß das Volumen des Stützhohlraums bei Bewegung des Verschlußglieds im wesentlichen konstant bleibt. In diesem Fall wird nämlich eine Beschädigung der Membran auch auf der Rückseite angezeigt, da dann das Stützmedium in das Hohlraumsystem eindringt und zu einer Anzeige durch die Leckanzeigeeinrichtung führt.The invention is applicable to all types of valves that have a membrane that is exposed to the process medium. These include in particular the classic membrane valves, but also those in which the membrane is clamped on the outside of the valve housing and on the inside of the closure member. The invention is particularly advantageous when a seal is arranged between the closure member and the valve housing on the side of the membrane facing away from the flow channel, which seal encloses a closed support cavity with the membrane, which is filled with an incompressible, deformable support medium, whereby the closure member on the side of the membrane facing away from the flow channel has such a shape that the volume of the support cavity remains essentially constant when the closure member moves. In this case, damage to the membrane is also indicated on the back, since the support medium then penetrates into the cavity system and leads to an indication by the leak detection device.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen!The invention is illustrated in more detail using an embodiment in the drawing. Show it!

Figur 1 einen Vertikalschnitt durch den unteren TeilFigure 1 a vertical section through the lower part

eines erfindungsgemäßen Ventils;a valve according to the invention;

Figur 2 einen Ausschnitt der Darstellung gemäß Figur 1Figure 2 shows a section of the illustration according to Figure 1

mit durchflußkanalseitiger Beschädigung der Membran;with damage to the membrane on the flow channel side;

Figur 3 den Ausschnitt gemäß Figur 2 mit stützhohlraum-Figure 3 shows the section according to Figure 2 with support cavity

seitiger Beschädigung der Membran;lateral damage to the membrane;

Figur 4 einen Längsschnitt durch ein Membranventil undFigure 4 shows a longitudinal section through a diaphragm valve and

Figur 5 einen Querschnitt durch das Membranventil gemäßFigure 5 shows a cross section through the diaphragm valve according to

Figur 4.Figure 4.

Das sich insbesondere aus Figur 1 ergebende Ventil 1 hat ein Ventilgehäuse 2, das von einem Durchflußkanal 3 durchsetzt wird. Der Durchflußkanal 3 wird von einem untenseitig vorstehenden, vertikalen Einlaßstutzen 4, einem Ventilsitz 5, einem Ventilhohlraum 6 und einem sich daran waagerecht anschließenden Auslaßstutzen 7 gebildet.The valve 1 shown in particular in Figure 1 has a valve housing 2 through which a flow channel 3 passes. The flow channel 3 is formed by a vertical inlet nozzle 4 protruding from below, a valve seat 5, a valve cavity 6 and an outlet nozzle 7 adjoining it horizontally.

Das Ventilgehäuse 2 ist in ein Gehäuseunterteil 8 und ein Gehäuseoberteil 9 aufgeteilt, wobei Gehäuseunterteil 8 und Gehäuseoberteil 9 an der Trennfläche 10 aufeinanderliegenden und über mehrere Zylinderschrauben 11, welche über den Umfang verteilt sind, miteinander verspannt sind. Im Gehäuseoberteil 9 ist ein im Querschnitt zylindrischer Führungsraum 12 eingeformt, in dem ein Verschlußglied 13 geführt ist.The valve housing 2 is divided into a lower housing part 8 and an upper housing part 9, whereby the lower housing part 8 and the upper housing part 9 lie on top of one another at the separating surface 10 and are clamped together by means of several cylinder screws 11 which are distributed around the circumference. A guide space 12 with a cylindrical cross-section is formed in the upper housing part 9, in which a closure member 13 is guided.

Das Verschlußglied 13 weist einen untenseitig in den Ventilraum 6 hineinragenden Ventilkörper 14 und einen darüber angeordneten Differentialkolben 15 sowie eine Ventilstange 16 auf. Die Ventilstange 16 ragt bis in den Ventilkörper 14 hinein und ist dort über ein Gewinde 17 derart verschraubt, daß der Ventilkörper 14 gegen den Differentialkolben 15 und dieser wiederum gegen einen Absatz 18 an der Ventilstange 16 in Bereiche des oberen Endes des Differentialkolbens 15 verspannt werden. Die Ventilstange 16 durchsetzt einen Gehäusehals 19 und ist dort in einer Führungshülse 20 geführt. Ihr außenseitig vorstehendes Ende ist mit einem Anschlußgewinde 21 versehen, über das die Ventilstange 16 beispielsweise mit einem Membranantrieb verbunden werden kann.The closure member 13 has a valve body 14 that projects into the valve chamber 6 at the bottom and a differential piston 15 arranged above it, as well as a valve rod 16. The valve rod 16 projects into the valve body 14 and is screwed there via a thread 17 in such a way that the valve body 14 is clamped against the differential piston 15 and this in turn is clamped against a shoulder 18 on the valve rod 16 in the area of the upper end of the differential piston 15. The valve rod 16 passes through a housing neck 19 and is guided there in a guide sleeve 20. Its end that projects outwards is provided with a connecting thread 21, via which the valve rod 16 can be connected to a diaphragm drive, for example.

Die Ventilstange 16 ist in diesem Bereich von einem Ventiljoch 22 umgeben, welches auf einer Basisplatte 22a aufgeschweißt ist. Diese ist mittels einer Nutmutter 22b gegen die Oberseite des Gehäuseoberteils 9 verspannt. Ein Faltenbalg 23 schützt den Austritt der Ventilstange 16 aus dem Gehäusehals 19 gegen Eindringen von Verunreinigungen.In this area, the valve rod 16 is surrounded by a valve yoke 22, which is welded onto a base plate 22a. This is clamped against the top of the upper housing part 9 by means of a grooved nut 22b. A bellows 23 protects the exit of the valve rod 16 from the housing neck 19 against the ingress of contamination.

In die Wandung des Führungsraums 12 ist eine Ringnut eingeformt,, in der ein als Quadring ausgebildeter Gleitdichtring 24 eingesetzt ist. Er liegt an der Außenseite des Differentialkolbens 15 an. Ein weiterer Gleitdichtring 25 liegt an der Außenseite der Ventilstange 16 an und ist in einer Ringnut im Gehäusehals 19 angeordnet. Beide Gleitdichtringe 24, 25 schließen den Führungsraum 12 ein, der Verbindung zu einem KontrollkanalAn annular groove is formed in the wall of the guide chamber 12, in which a sliding seal ring 24 designed as a quad ring is inserted. It rests on the outside of the differential piston 15. Another sliding seal ring 25 rests on the outside of the valve rod 16 and is arranged in an annular groove in the housing neck 19. Both sliding seal rings 24, 25 enclose the guide chamber 12, which connects to a control channel

26 hat, der zur Außenseite hin mittels einer Verschlußschraube26, which is closed to the outside by means of a screw plug

27 gesperrt ist. Über den Kontrollkanal 26 kann nach Entfernen der Verschlußschraube 27 geprüft werden, ob Flüssigkeit in den Führungsraum 12 eingedrungen ist.27 is blocked. After removing the screw plug 27, the control channel 26 can be used to check whether liquid has penetrated into the guide chamber 12.

Der Ventilraum 6 wird obenseitig durch einen Membranring 28 abgeschlossen. Dieser ist innenseitig zwischen Ventilkörper 14 und Differentialkolben 15 sowie außenseitig zwischen Gehäuseunterteil 8 und Gehäuseoberteil 9 jeweils abdichtend eingespannt. Der Membranring 28 ist biegsam und elastisch, so daß die Vertikalbeweglichkeit des Verschlußglieds 13 hierdurch nicht wesentlich beeinflußt wird.The valve chamber 6 is closed at the top by a diaphragm ring 28. This is clamped in a sealing manner on the inside between the valve body 14 and the differential piston 15 and on the outside between the lower housing part 8 and the upper housing part 9. The diaphragm ring 28 is flexible and elastic, so that the vertical mobility of the closure member 13 is not significantly influenced by it.

Der Membranring 28 und der untere Gleitdichtring 24 schließen einen Stützhohlraum 29 ein, der vollständig mit einer inkompressiblen Stützflüssigkeit gefüllt ist. Zum Stützhohlraum 29 gehört auch ein Befüllkanal 30, der nach außen hin durch eine Verschlußschraube 31 gesperrt ist. Die Stützflüssigkeit bildet ein Gegenpolster zu der Prozeßflüssigkeit, die im Betrieb durch den Durchflußkanal 3 fließt, und vermeidet, daß der Membranring 28 ausgebeult und damit hohen Zugbeanspruchungen ausgesetzt wird. Infolgedessen kann das Ventil 1 auch in Prozessen mit hohen Betriebsdrücken verwendet werden. Die Stützflüssigkeit besteht vorzugsweise aus einer indifferenten Substanz, wobei sie ein physiologisch unbedenkliches Schmiermittel enthalten kann. Dies sorgt für eine hohe Lebensdauer des unteren Gleitdichtrings 24.The diaphragm ring 28 and the lower sliding seal ring 24 enclose a support cavity 29 which is completely filled with an incompressible support fluid. The support cavity 29 also includes a filling channel 30 which is closed off from the outside by a screw plug 31. The support fluid forms a counter-cushion to the process fluid which flows through the flow channel 3 during operation and prevents the diaphragm ring 28 from bulging and thus being subjected to high tensile stresses. As a result, the valve 1 can also be used in processes with high operating pressures. The support fluid preferably consists of an inert substance and can contain a physiologically harmless lubricant. This ensures a long service life of the lower sliding seal ring 24.

Die besondere Formgebung des Differentialkolbens 15 hat zur FoI-The special shape of the differential piston 15 has led to

ge, daß das Volumen des Stützhohlraums 29 bei der Vertikalbewegung des Verschlußglieds 13 konstant bleibt. Hierfür weist der Differentialkolben 15 einen Absatz 32 auf, über den sich der Querschnitt des Differentailkolbens 15 zum Membranring 28 hin verringert. Bei einer Bewegung des Verschlußglieds 13 in Öffnungsrichtung, also nach oben, verringert sich der in den Stützhohlraum 29 hineinragende Volumenanteil des Differentialkolbens 15 oberhalb des Absatzes 18, so daß sich im oberen Bereich des Stützhohlraums 29 eine Volumenvergrößerung ergibt, die der Volumenverringerung durch das Anheben des Membranrings 28 entspricht. Bei einer Abwärtsbewegung des Verschlußglieds 13 in Schließrichtung kompensiert die Verdrängungswirkung, die durch das Einfahren des oberen Teils des Differentialkolbens 15 in den Stützhohlraum 29 entsteht, die Volumenvergrößerung infolge der Abwärtsbewegung des Membranrings 28.ge that the volume of the support cavity 29 remains constant during the vertical movement of the closure member 13. For this purpose, the differential piston 15 has a shoulder 32, over which the cross section of the differential piston 15 is reduced towards the diaphragm ring 28. When the closure member 13 moves in the opening direction, i.e. upwards, the volume portion of the differential piston 15 that protrudes into the support cavity 29 is reduced above the shoulder 18, so that in the upper region of the support cavity 29 there is an increase in volume that corresponds to the reduction in volume caused by the raising of the diaphragm ring 28. When the closure member 13 moves downwards in the closing direction, the displacement effect caused by the retraction of the upper part of the differential piston 15 into the support cavity 29 compensates for the increase in volume due to the downward movement of the diaphragm ring 28.

Der Membranring 28 ist zweiteilig aufgebaut, d. h. er besteht aus zwei aufeinanderliegenden Membranscheiben 33, 34, welche den gleichen Innen- und Außendurchmesser haben. Die obere Membranscheibe 33 ist in dem Bereich zwischen Ventilgehäuse 2 und Verschlußglied 13 ausgenommen, so daß ein Ringhohlraura 35 gebildet wird. Damit er unter Druckbeanspruchung nicht zusammengepreßt wird, sind in dem Ringhohlraum 35 Abstandhalter - beispielhaft mit 36 bezeichnet - angeordnet. Bs kann sich dabei um Metallelemente oder -drähte handeln.The membrane ring 28 is constructed in two parts, i.e. it consists of two membrane disks 33, 34 lying on top of one another, which have the same inner and outer diameter. The upper membrane disk 33 is recessed in the area between the valve housing 2 and the closure member 13, so that a ring cavity 35 is formed. To prevent it from being compressed under pressure, spacers - for example designated 36 - are arranged in the ring cavity 35. These can be metal elements or wires.

Der Ringhohlraum 35 geht in dieser Ansicht links bis in die Einspannung zwischen Gehäuseunterteil 8 und Gehäuseoberteil 9 und hat dort Verbindung zu einem Leckagekanal 37. Dieser setzt sich im Gehäuseoberteil 9 bis in ein Sackloch 38 fort, in das eine Leckageschraube 39 eingeschraubt ist. Diese wird von einem Vertikalkanal 40 durchsetzt, der Verbindung mit dem Leckagekanal 37 hat und obenseitig in einem Hohlraum mündet, der von einem Schauglas 41 umschlossen ist. Das Schauglas 41 ist mit Hilfe einer Hutmutter 42 auf der Leckageschraube 39 befestigt.In this view, the annular cavity 35 extends to the left into the clamping between the lower housing section 8 and the upper housing section 9, where it is connected to a leakage channel 37. This continues in the upper housing section 9 into a blind hole 38, into which a leakage screw 39 is screwed. This is penetrated by a vertical channel 40, which is connected to the leakage channel 37 and opens into a cavity at the top, which is enclosed by a sight glass 41. The sight glass 41 is attached to the leakage screw 39 using a cap nut 42.

In Figur 2 ist erkennbar, daß die untere Membranscheibe 34 eine Beschädigung 43 aufweist. Aufgrund dieser Beschädigung 43 dringt die den Durchflußkanal 3 durchsetzende Prozeßflüssigkeit in den Ringhohlraum 35 ein. Sie fließt über den Leckagekanal 37, das Sackloch 38 und den Vertikalkanal 40 in den vom Schauglas 41 umschlossenen Hohlraum. Auf diese Weise kann von außen beobachtet werden, ob der Membranring 28 beschädigt ist.In Figure 2 it can be seen that the lower membrane disk 34 has damage 43. Due to this damage 43, the process fluid passing through the flow channel 3 penetrates into the ring cavity 35. It flows via the leakage channel 37, the blind hole 38 and the vertical channel 40 into the cavity enclosed by the sight glass 41. In this way it can be observed from the outside whether the membrane ring 28 is damaged.

In Figur 3 weist die obere Membranscheibe 33 eine Beschädigung 44 auf. In diesem Fall dringt die in dem Stützhohlraum 29 befindliche Stützflüssigkeit in den Ringhohlraum 35 ein und gelangt ebenfalls bis in den vom Schauglas 41 umschlossenen Hohlraum. Sofern die Stützflüssigkeit eine andere Farbe hat als die Prozeßflüssigkeit, kann anhand des Schauglases nicht nur festgestellt werden, daß eine Beschädigung 43, 44 des Membranrings 28 vorliegt, sondern auch auf welcher Seite der Membranring 28 beschädigt ist, d. h. ob die obere oder die untere Meinbranscheibe 33, 34 gebrochen ist.In Figure 3, the upper membrane disk 33 has damage 44. In this case, the support fluid in the support cavity 29 penetrates into the ring cavity 35 and also reaches the cavity enclosed by the sight glass 41. If the support fluid has a different color than the process fluid, the sight glass can be used to determine not only that there is damage 43, 44 to the membrane ring 28, but also on which side the membrane ring 28 is damaged, i.e. whether the upper or lower membrane disk 33, 34 is broken.

Das in Figuren 4 und 5 dargestellte Ventil 51 hat den Aufbau / eines typischen Membranventils. Es hat ein Ventilgehäuse 52 mit einem dieses im wesentlichen horizontal durchsetzenden Durchflußkanal 53. An den beiderseitigen Enden des Durchflußkanals 53 wird das Ventilgehäuse 52 durch jeweils einen Flansch 54, 55 { begrenzt. Innenseitig ist der Durchflußkanal mit einer allseiti-The valve 51 shown in Figures 4 and 5 has the structure / of a typical diaphragm valve. It has a valve housing 52 with a flow channel 53 that passes through it essentially horizontally. At both ends of the flow channel 53, the valve housing 52 is limited by a flange 54, 55 {. On the inside, the flow channel is provided with an all-round

gen Beschichtung 56 als Korrosionsschutz versehen. In der Mitte &igr; des Durchflußkanals 53 ragt ein Formteil 57 hoch, dessen Oberseite eine Art Ventilsitz bildet.coating 56 as corrosion protection. In the middle of the flow channel 53, a molded part 57 protrudes, the upper side of which forms a type of valve seat.

Das Ventilgehäuse 52 ist in ein Gehäuseunterteil 58 und ein Gehäuseoberteil 59 aufgeteilt. Dabei verläuft der Durchflußkanal 53 im wesentlichen im Gehäuseunterteil 58. Dieses hat in der Mitte eine öffnung, welche von dem haubenartigen Gehäuseoberf teil 59 verschlossen ist. Zwischen Gehäuseunterteil 58 und Gehäuseoberteil 59 ist eine Membran 60 mit ihrer Außenseite dichtend eingespannt. Sie befindet sich in Schließstellung, d. h.The valve housing 52 is divided into a lower housing part 58 and an upper housing part 59. The flow channel 53 runs essentially in the lower housing part 58. This has an opening in the middle, which is closed by the hood-like upper housing part 59. A membrane 60 is clamped between the lower housing part 58 and the upper housing part 59 in a sealing manner with its outside. It is in the closed position, i.e.

sie liegt an dem Formteil 57 an und versperrt hierdurch die bei angehobener Membran 60 vorhandene Verbindung zwischen den beiden Teilen des Durchflußkanals 53.it rests against the molded part 57 and thereby blocks the connection between the two parts of the flow channel 53 when the membrane 60 is raised.

Mittig ist die Membran 60 an einer Ventilspindel 61 befestigt. Die Ventilspindel 61 weist außenseitig ein Gewinde 62 auf. An ihrem unteren Ende ist ein Stützkörper 63 aufgeschraubt, dessen Unterseite an der Rückseite der Membran 60 anliegt und diese abstützt. .... .The membrane 60 is attached to a valve spindle 61 in the middle. The valve spindle 61 has a thread 62 on the outside. A support body 63 is screwed onto its lower end, the underside of which rests against the back of the membrane 60 and supports it. .... .

In eine obenseitige öffnung des Gehäuseoberteils 59 ist eine Spindelführung 64 angesetzt, welche innenseitig ein Gewinde aufweist, in das das Gewinde 62 der Ventilspindel 61 einfaßt. Durch Drehen der Ventilspindel 61 in die eine Richtung kann diese zusammen mit der Membran 60 angehoben und in der anderen Richtung abgesenkt werden. Für die Drehbewegung weist die Ventilspindel 61 an der Oberseite ein Handrad 65 auf, das drehfest mit der Ventilspindel 61 verbunden ist und mittels einer Mutter 66 gegen eine Haube 67 verspannt ist. Die Haube 67 liegt über einen Dichtungsring 68 an der Außenseite der Spindelführung 64 an und vermeidet auf diese Weise die Beaufschlagung des Gewindes 62 mit Staub oder dergleichen.A spindle guide 64 is fitted into an opening on the top of the housing upper part 59, which has a thread on the inside into which the thread 62 of the valve spindle 61 fits. By turning the valve spindle 61 in one direction, it can be raised together with the membrane 60 and lowered in the other direction. For the rotary movement, the valve spindle 61 has a handwheel 65 on the top, which is connected in a rotationally fixed manner to the valve spindle 61 and is clamped against a cover 67 by means of a nut 66. The cover 67 rests on the outside of the spindle guide 64 via a sealing ring 68 and in this way prevents the thread 62 from being exposed to dust or the like.

Die Membran 60 ist mehrteilig aufgebaut, d. h. sie besteht im wesentlichen aus zwei aufeinanderliegenden Membranscheiben 69, 70, die den gleichen Außendurchmesser haben. An der Außenseite ist zwischen den beiden Membranscheiben 69, 70 ein Distanzring 71 eingespannt. Auch innenseitig werden die beiden Membranscheiben 69, 70 im Bereich der Verbindung mit der Ventilspindel 61 durch einen Distanzvorsprung 72 auf Abstand gehalten. Distanzring 71 und Distanzvorsprung 72 sorgen dafür, daß zwischen den beiden Membranscheiben 69, 70 ein Ringhohlraum 73 entsteht. Er enthält zusätzlich Abstandhalter - beispielhaft mit 74 bezeichnet -, um den Abstand der beiden Membranscheiben 69, 70 auch im mittleren Bereich des Ringhohlraums 73 konstantzuhalten, und zwar auch unter Betriebsdruck.The membrane 60 is constructed in several parts, i.e. it essentially consists of two membrane disks 69, 70 lying on top of one another, which have the same outside diameter. On the outside, a spacer ring 71 is clamped between the two membrane disks 69, 70. On the inside, the two membrane disks 69, 70 are also kept apart in the area of the connection to the valve spindle 61 by a spacer projection 72. The spacer ring 71 and spacer projection 72 ensure that an annular cavity 73 is created between the two membrane disks 69, 70. It also contains spacers - designated 74 for example - in order to keep the distance between the two membrane disks 69, 70 constant in the middle area of the annular cavity 73, even under operating pressure.

Wie sich aus Figur 5 ergibt, geht der Ringhohlraum 73 in dieser Ansicht nach rechts bis in die Einspannung zwischen Gehäuseoberteil 59 und Gehäuseunterteil 58. Dort ist eine Hülse 75 eingeformt, welche bis zu einer Leckageschraube 76 geht. Auf diese Leckageschraube 76 ist eine Schauglasmutter 77 aufgeschraubt, die ein hier nicht näher dargestelltes Schauglas aufweist.As can be seen from Figure 5, the ring cavity 73 in this view extends to the right into the clamping between the upper housing part 59 and the lower housing part 58. A sleeve 75 is formed there, which extends to a leakage screw 76. A sight glass nut 77 is screwed onto this leakage screw 76, which has a sight glass not shown in detail here.

Bei einer Beschädigung der unteren Membranscheibe 70 dringt die den Durchflußkanal 53 durchsetzende Prozeßflüssigkeit in den Ringhohlraum 73 ein. Sie fließt dann von dort über die Hülse 75 und die Leckageschraube 76 bis zur Schauglasmutter 77. Die Feststellung des Vorhandenseins der Prozeßflüssigkeit in der Schauglasmutter 77 gibt dann einen Hinweis darauf, daß die Membran 60 beschädigt und ausgewechselt werden muß.If the lower membrane disk 70 is damaged, the process fluid passing through the flow channel 53 penetrates into the annular cavity 73. It then flows from there via the sleeve 75 and the leakage screw 76 to the sight glass nut 77. Determining the presence of the process fluid in the sight glass nut 77 then indicates that the membrane 60 is damaged and must be replaced.

Claims

Claims: Area Regler GmbH, Kempener Str. 18, 47918 Tönisvorst Ventil

1. Valve (1, 51) with a flow channel (3, 53) passing through a valve housing (2, 52), a valve seat (5) in the flow channel (3) and a closure member (13, 60, 61) that is movable relative to the valve seat (5), the closure member including a membrane (28, 60),

characterized in that the membrane (28, 60) encloses a cavity system (35, 73) between its clampings.

2. Valve according to claim 1,

characterized in that the cavity system (35, 73) is spaced from the clamps.

3. Valve according to claim 1 or 2,

characterized in that the cavity system (35, 73) is connected to a leak detection device (41, 77).

4. Valve according to claim 3,

characterized in that the leak indicator device is designed as a sight glass (41, 77) which is connected to the cavity system (35, 73).

5. Valve according to claim 3,

characterized in that a pressure sensor is provided which is pneumatically connected to the cavity system (35, 73) and is coupled to the leak detection device.

6. Valve according to claim 3,

characterized in that a humidity sensor is provided which is connected to the cavity system (35, 73),

which is connected to the leak detection device.

7. Valve according to one of claims 1 to 6,

characterized in that the membrane (28, 60) consists of two membrane disks (33, 34, 69, 70) lying on top of one another, which have spaced-apart regions to form the cavity system (35, 73).

8. Valve according to claim 7,

characterized in that one of the two membrane discs (33, 34, 69, 70) is recessed on the inside.

9. Valve according to one of claims 1 to 8,

characterized in that the cavity system (35, 73) is limited on the inside and/or outside by spacers (71, 72).

10. Valve according to one of claims 1 to 9,

characterized in that spacers (36, 74) are present in the cavity system (35, 73).

11. Valve according to one of claims 1 to 10,

characterized in that the cavity system (35, 73) consists of interconnected channels.

12. Valve according to one of claims 1 to 11,

characterized in that the valve is designed as a diaphragm valve (51).

13. Valve according to one of claims 1 to 11,

characterized in that the membrane (28) is attached on the outside to the valve housing (2) and on the inside to the closure member (13).

14. Valve according to claim 13,

characterized in that on the flow channel (3)

On the side of the membrane (28) facing away from it, a seal (24) is arranged between the closure member (13) and the valve housing (2), which seal encloses with the membrane (28) a closed support cavity (29) which is filled with an incompressible, deformable support medium, the closure member (13) on the side of the membrane (28) facing away from the flow channel (3) having such a shape that the volume of the support cavity (29) remains essentially constant when the closure member (13) moves.