DE3512393A1

DE3512393A1 - Membranventil

Info

Publication number: DE3512393A1
Application number: DE19853512393
Authority: DE
Inventors: Rolf Kiriat-Bialik Jonas
Original assignee: KIM PRODUCTION Ltd
Current assignee: KIM PRODUCTION Ltd
Priority date: 1985-04-17
Filing date: 1985-04-04
Publication date: 1986-10-09
Also published as: ZA852733B; US4596268A

Description

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Membranventil

Die Erfindung betrifft Membranventile und insbesondere Ventile für die Fluidregelung korrosiver Flüssigkeiten.

In einem Membranventil für die Fluidregelung korrosiver Flüssigkeiten,wie Säuren oder Alkalis, ist die Membran aus einem antikorrosiven Material, vorzugsweise Teflon (Polytetrafluoräthylen), welches in dünner Folienform ausreichend flexibel ist, um gegen einen Sitz im Ventilkörper durch ein Schließelement, den sog. "Kompressor" gepreßt zu werden, wobei letzterer am Spindelende befestigt ist. Obwohl die Festigkeit des Materials hoch ist, erfordert die Teflonmembran eine Stützmembran aus einem Polymeren, wie einem natürlichen oder synthetischen Kautschuk, Viton oder dergleichen, die als Polster dient und die PTFE-Membran gleichmäßig auf den Ventilsitz drückt.

Die beiden Membranen stehen in engem Kontakt und sind befestigt, indem beide zwischen Ventilkörper und Haube eingeklemmt werden; ihre Position ist durch Löcher in ihren Ecken fixiert, die mit den Löchern im Ventilkörper übereinstimmen, welche dazu dienen, die Haube am Körper über durchgehende Bolzen und Muttern zu befestigen. Die Verbindung zwischen der Teflonmembran und dem "Kompressor" wird in üblicher Weise durch einen Stehbolzen hergestellt, dessen Kopf fest in der Mitte der Teflonmembran eingebettet ist. Sein Schaft ist am oberen Ende mit einem Querloch versehen, in welchem ein Kreuzstift starr befestigt ist, so daß er auf beiden Seiten des Schaftes um das gleiche Stück vorsteht. Dieser Stift erfaßt das Bodenende des Kompressors in an sich bekannter Weise mittels eines Bajonettverschlusses in Form eines mittigen Loches und eines dieses Loch kreuzenden Schlitzes, das in der Mitte des Kompressors positioniert ist, wobei das Loch innerhalb des Kompressorkörpers aufgeweitet ist, um eine Winkelverschiebung des Stiftes zu ermöglichen,

um ihn sowohl in Aufwärts- wie Abwärt'srichtung zu befestigen.

Diese Stützmembran aus Gummi - die im allgemeinen wesentlich dicker als die Teflonmembran ist - ist oberhalb der Teflonmembran in engem Kontakt hiermit angeordnet, wodurch der Schaft des Stehbolzens durch ein zylindrisches Loch in dessen Mitte eindringt. Zum Schließen des Ventils durch Drehen der Spindel wird der "Kompressor" nach unten auf die Stützmembran gepreßt, welche ihrerseits die Teflonmembran auf den Ventilsitz drückt; der Stift im Schaftende verfügt über ausreichendes Spiel; so wird es nicht notwendig, daß die Kraft von der Spindel auf die Membran übertragen wird.

Ein bei der üblichen Anordnung gewöhnlich auftretendes Problem ist darin zu sehen, daß die Auswechslung der Stützmembran das Herausziehen des Kreuzstiftes aus dem Stehbolzen erfordert, eine Maßnahme, die auf der Baustelle oder in einem Speicher nicht ohne weiteres durchgeführt werden kann, da der Stift notwendigerweise im Querloch fest eingebettet ist.

Die Auswechslung wird aus zwei Gründen notwendig:

das Material der Stützmembran muß entsprechend dem durch das Ventil strömenden Fluid so gewählt werden, daß eine Beständigkeit gegen korrosive Einflüsse soweit wie möglich gegeben ist. Da die Kosten der Teflonmembran gleich ein Vielfaches derjenigen irgenwelcher Kautschukmembranen sind, ist es wirtschaftlich, eine begrenzte Anzahl von Teflonmembranen und eine große Anzahl verschiedener Gummimembranen auf Lager zu haben und jeweils die geeignete Kautschukart für das jeweilige korrosive Fluid zu wählen. Der zweite Grund zum Auswechseln der Stützmembran ist darin zu sehen, daß diese gewöhnlich sehr viel schneller abbaut als die Teflonmembran und die Auswechslung auf der Baustelle bzw. am Einsatzort erfordert. In diesem Falle ist die Entfernung und das Wiedereinführen des Kreuzstiftes noch schwieriger aufgrund von Rost, der zum Haften des Stiftes am Loch führt.

Der Erfindung liegt darum die Aufgabe'zugrunde, Auswechseln und Positionieren einer Stützmembran zu erleichtern, indem diese vom Stehbolzen entfernt wird und indem ein Ersatz eng bei der vorhandenen Teflonmembran angeordnet wird, ohne die Notwendigkeit ,den Kreuzstift aus dem Stehbolzen zu ziehen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist darin zu sehen, jede Stützmembran mit einer durchgehenden mittigen Bohrung zu versehen, die im Durchmesser dem Schaft des Stehbolzens entspricht sowie mit zwei durchgehenden Schlitzen zu versehen, die von der Bohrung in entgegengesetzter Richtung reichen, wobei Breite und Länge jedes Schlitzes den Abmessungen der vorstehenden Enden des KreuzStiftes derart entsprechen, daß die Membran über diesen Stift ohne Verlegung geschoben werden kann.

Dies bedeutet eine wesentliche Verbesserung gegenüber der üblichen mittigen Bohrung, die in vorhandenen Stützmembranen vorgesehen ist; hierdurch wird vermieden, daß große Lager fertig montierter Teflon- und Stützmembranen für jede Art von korrosivem Fluid gehalten werden müssen, da so eine leichte und einfache Auswechslung ermöglicht wird.

Die Erfindung soll nun anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden.
Diese zeigen in

Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein Membranventil der genannten Art;

Fig. 2 einen Schnitt durch den ".Kompressorkörper" längs

der Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt durch die Stützmembran längs der Linie B-B in Fig. 1; und

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Perforation der Stützmembran.

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Nach den Figuren 1 bis 3 der Zeichnung umfaßt ein Membranventil einen Ventilkörper 1, der einen Strömungsdurchlaß 2 bildet, eine Haube 3 ist am Körper mittels nicht dargestellter Bolzen befestigt; eine Teflonmembran 4 und eine Stützmembran 5 sind beide an ihren Rändern zwischen dem Körper 1 und der Haube 3 verklemmt.. Der Körper ist innen so gestaltet, daß er einen gewölbten Ventilsitz 6 bildet, auf welchen die Teflonmembran durch einen "Kompressor" 7 mittels einer zwischengeschalteten Stützmembran gepreßt wird, die das Schließen des Strömungsdurchlasses oder Strömungskanals 2 bewirkt. Der "Kompressor" ist seinerseits nach oben und unten durch eine Spindel 8 mit einem vergrößerten Kopf 9 am Bodenende beweglich, die in Eingriff mit einer Ausnehmung 10 im "Kompressor" steht.

Die Teflonmembran ist mit einem nach oben reichenden mittigen Vorsprung 11 versehen, der eng den Kopf 12 eines Stehbolzens 13 umschließt. Der Schaft des Stehbolzens 13 dringt durch eine mittige Bohrung 12 in die Stützmembran 5 in die Ausnehmung innerhalb des "Kompressors" 7 ein und ist hierin durch einen Stift 14 befestigt, der fest in einer Querbohrung im Kopf des Bolzenschaftes befestigt ist. Die Ausnehmung besteht, wie in Fig. 2 gezeigt, aus einem mittigen Loch 16 in der Bodenmitte des "Kompressors" und wird durch einen Schlitz 17 gekreuzt, der in Größe und Abmessung dem Stift 14 entspricht, wobei das Loch im Innern des "Kompressors" vergrößert ist, um eine Winkelverschiebung des Stiftes zuzulassen.

Die beschriebene Anordnung ist die gleich der bekannten und bei einem üblichen Membranventil in Verbindung mit der Befestigung der Membran am Kompressor Angewendete.

Erfindungsgemäß wird die Stützmembran 5 weitergebildet, die in den äußeren Abmessungen gleich der Teflonmembran 4 ist und die zwischen letzterer und dem Kompressor 7 positioniert ist. Die Membran 5 ist mit einem stehenden Vorsprung 18 versehen, der mit einer entsprechenden Ausnehmung 19 im Bodenteil des Kompressors zusammenwirkt und ist auf der Unterseite mit einer Ausnehmung 20 versehen, die mit einer Erhebung 11

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der Teflonmembran zusammenwirkt. Die "!Erhebung 18 ist durch ein mittiges Loch 21 einer Größe perforiert, die die Durchführung des Bolzenschaftes 13 hierdurch ermöglicht sowie von einem Schlitz 22 durchsetzt, der das Loch 21 mittig kreuzt; der Schlitz hat eine Abmessung derart, daß der Stift 14 durchgeführt werden kann.

Beim Zusammenbau der Ventilbauteile geht man wie folgt vor: Die Stützmembran wird über die Teflonmembran so aufgebracht, daß die Welle 13 sowie der Stift 14 zunächst durch die Perforation(21, 22)in der Erhebung 18 geschoben werden. Die beiden Membranen sind nun im Winkel verschoben, indem eine hiervon um einen rechten Winkel bezüglich der anderen gedreht wird; hernach werden Schaft und Stift in die Ausnehmung 15 des Kompressors durch das'Loch 16 und den Schlitz 17 im Bodenteil des Kompressors eingeführt; die beiden Membranen zusammen werden wieder um einen rechten Winkel gedreht, so daß der Stift in der Ausnehmung gehalten wird und sein Herausrutschen durch das Loch 17 verhindert wird. Die Ränder der beiden Membranen werden nun zwischen dem Körper 1 und der Haube 3 mittels Bolzen zusammengepreßt, die durch die Löcher in den Ecken sämtlicher zusammenzubauender Bauteile geführt sind.

Die Form der Perforation (21, 22) der Erhebung 18, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, ist vorteilhaft, da sie für eine mittige Führung des Schaftes 13 im Loch 21 sorgt, nachdem der Stift 14 durch die Membran in die Ausnehmung 15 des Kompressors geschoben ist. Ein ähnliches Ergebnis läßt sich jedoch durch eine elliptische oder längliche Perforation gemäß Fig. 4 der Zeichnung erreichen. Die Breite der länglichen Perforation sollte dem Durchmesser des Bolzenschaftes 13 entsprechen, wodurch eine Führungswirkung des Schaftes in der Membran ausgeführt wird.

Noch eine weitere Ausführungsform hat eine kreisförmige Perforation durch die Erhebung 18 von einem Durchmesser zum Gegenstand, der der Länge des Stiftes 14 entspricht.

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Die Perforation ermöglicht den Durchgang des Schaftes und des Stiftes in irgend einer relativen Lage der beiden Membranen.

Größe und Gestalt der Perforation in der Erhebung 18 sind nicht auf die drei vorstehend beschriebenen Ausführungen begrenzt; eine Perforation irgend einer anderen Gestalt und Größe muß aber die Durchführung des Stiftes 14 ermöglichen, ohne daß jedoch die Konstruktion der Membran selbst geschwächt würde.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Auslegung des besonderen in Fig. 1 gezeigten Membranventils beschränkt; sie läßt sich vielmehr auf jede Art von Ventil anwenden, solange als die Verbindung zwischen Membran und Kompressor von der Art ist, bei der ein Stehbolzen mit durchgehendem Stift verwendet wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Membranventil für korrosive Fluide mit einer dünnen Hauptmembran aus einem antikorrosiven Material wie Polytetrafluoräthylen (Teflon) und einer Stützmembran aus einem Polymer wie Kautschuk, die zwischen dieser Hauptmembran und dem "Kompressor" des Ventils positioniert ist, wobei die Verbindung der Hauptmembran mit dem Kompressor mittels eines mit Kopf versehenen Bolzens erfolgt, und der Kopf fest in der Mitte der Hauptmembran eingebettet und ein Kreuzstift durch den Schaft des Stehbolzens nahe dem dem Kopf abgelegenen Ende geführt ist, gekennzeichent durch eine mittige Perforation in der Mitte dieser Stützmembran von einer Größe, daß ein ungehinderter Durchgang des Stehbolzenschaftes und des Kreuzstiftes möglich wird.

D-8000 München 2

IsartotDlatz 6

FOB 26 02 47 n-R000 München 26

Kabel: Telefon Telecopier Infotec 6400 B Telex

MuebODat 089/2214 83-7 GII+ III fn R91 22 96 43 5-24285

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2. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Perforation in dieser Stützmembran in der Gestalt eines kreisförmigen Loches dem Durchmesser des Schaftes des Stehbolzens und eines Schlitzes entspricht, der quer durch dieses kreisförmige Loch bei mittiger Ausrichtung reicht, wobei die Abmessung und Größe des Schlitzes den Abmessungen des Kreuzstiftes entspricht.
3. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Perforation in der Stützmembran von länglicher Gestalt und einer Länge ist, die der Länge des Kreuzstiftes entspricht und eine Breite aufweist, die dem Durchmesser des Stehbolzenschaftes entspricht.
4. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Perforation in dieser Stützmembran die Gestalt eines kreisförmigen Loches hat und über einen Durchmesser verfügt, der wenigstens gleich der Länge des Kreuzstiftes ist.
5. Membranventil im wesentlichen wie beschrieben und dargestellt.