DE3637207A1 - Wegeventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisch zu betätigendes 2/2 Wege-Ventil zum Verschließen von Rohrleitungen mittels eines Verschlußelementes.

Zum Verschließen von Rohrleitungen, insbesondere umlenkfreier Rohrlei­ tungen, werden entsprechend den Anforderungen Klappen, Schieber, Kugelhähne, Schlauchquetschventile, Kugelventile, Koaxialventile etc. eingesetzt.

In solchen Rohrleitungen mit geringen Strömungsgeschwindigkeiten und niedrigen Drücken stellen Klappen und Schieber aufwendige Lösungen dar. Die Betätigung eines Kugelhahns setzt einen Drehantrieb voraus, während Kugelventile bei niedrigen Drücken verhältnismäßig lange Schließzeiten benötigen. Schlauchventile hingegen erfordern hohe Stellkräfte, um geringe Leckraten zu erzielen und Koaxialventile neigen bei verschmutzten Medien zum Festsitzen.

Die Verwendung der vorgenannten Ventile bei verschmutzten Abwässern und niedrigen Drücken ist daher technisch unbefriedigend oder auf­ wendig und teuer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein 2/2 Wege-Ventil der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß Rohrleitungen, ins­ besondere umlenkfreie Rohrleitungen, mit einfachsten Mitteln sicher verschlossen werden können, wobei eine Verschmutzungsunempfindlichkeit gewährleistet sein sollte.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Verschlußelement aus einem Hohlkörper aus einem flexiblen elastischen Material, z.B. einem Elastomer besteht.

Das Verschlußelement hat zweckmäßigerweise einen zentralen z.B. rohr­ förmigen Ansatz, der mit einer Betätigungs-Spindel verbunden ist.

Vorzugsweise ist das Verschlußelement an seinem rohrseitigen Ende in Form einer Halbkugel ausgebildet, an die sich ein im wesentlichen zylindrischer Bereich anschließt. Der Durchmesser des zylindrischen Bereichs im unbelasteten Zustand ist vorteilhafterweise etwas geringer als der Durchmesser der Halbkugel. Das freie Ende des zylindrischen Bereiches ist zweckmäßigerweise als Dichtlippe ausgebildet.

Das Verschlußelement kann mittels einer Feder in Offenstellung ge­ halten sein.

Vorzugsweise ist das Verschlußelement über ein 3/2 Wege-Vorsteuer­ magnetventil ansteuerbar. Es wird durch dieses Magnetventil zunächst pneumatisch in die Schließstellung verschoben und nach Erreichen der Schließstellung aufgeblasen, wodurch es sich dichtend an die Wand der Rohrleitung anlegt.

Zweckmäßigerweise wird hierzu das hohle Verschlußelement zunächst gedrosselt mit Druckluft beaufschlagt und in die Schließstellung verschoben, worauf es mit dem vollen Nenndruck beaufschlagt und dadurch aufgeblasen und gegen die Wand der Rohrleitung angedrückt wird.

Eine beispielsweise Ausführungsform wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die im Schnitt ein er­ findungsgemäßes Ventil zeigt.

Das Ventil 10 hat ein im wesentlichen hohlzylindrisches Gehäuse 20, das an seinen beiden axialen Enden mit je einer Muffe 21 versehen ist. Die beiden gegenüberliegenden Muffen 21 sind über eine Durch­ gangsbohrung 22 miteinander verbunden.

In der Wand 12 des Gehäuses 20 im Bereich der Durchgangsbohrung 22 ist eine zylindrische Bohrung 14 ausgebildet, deren Durchmesser gleich groß ist wie der Durchmesser der Durchgangsbohrung 22. Die Achse der Bohrung 14 verläuft rechtwinklig zur Längsachse der Durchgangsbohrung 22.

Ein hohler Zylinder 30 ist fest mit dem Gehäuse 20 im Bereich der Wand 12 verbunden und seine zylindrische Bohrung 31 schließt direkt an die Bohrung 14 der Wand 12 an und sie hat den gleichen Durchmesser wie diese und damit den gleichen Durchmesser wie die Durchgangsbohrung 22. Die Mittelachse der Bohrung 31 des Zylinders 30 verläuft damit eben­ falls senkrecht zur Längsachse der Durchgangsbohrung 22. Auf seiner zum Gehäuse 20 abgewandeten Seite ist der Zylinder 30 mit einer Steuer­ bohrung 32 versehen, die mit einem 3/2 Wege-Magnetventil 35 verbunden ist, das an eine Druckluftquelle (nicht gezeigt) angeschlossen ist.

In der Bohrung 31 des Zylinders 30 ist ein Verschlußelement 40 axial verschiebbar angeordnet. Das Verschlußelement 40 ist am rohrleitungs­ seitigen oder gehäuseseitigen Ende in Form einer Halbkugel 41 ausge­ bildet, deren Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Durchgangsbohrung 22 ist. An die Halbkugel 41 schließt sich ein zylindrischer Bereich 42 an, dessen Durchmesser im unbelasteten Zu­ stand etwas kleiner ist als derjenige der Halbkugel 41 und damit auch etwas kleiner als der Durchmesser der Bohrung 14 und der Boh­ rung 31.

Das freie Ende des zylindrischen Bereiches 42 ist in Form einer Dicht­ lippe 43 ausgebildet, die gegen die Innenwand des Zylinders 30 abdichtet.

Das Verschlußelement 40 ist, wie dargestellt, hohl ausgebildet, d.h. es hat in der dargestellten Ausführungsform einen ringförmigen Hohl­ raum 44, der sich zur Bohrung 31 des Zylinders 30 hin öffnet. Das Ver­ schlußelement 40 hat ferner einen zentralen axialen rohrförmigen An­ satz 16, in welchem ein Ende einer Betätigungsspindel 45 aufgenommen ist. Die Spindel 45, die fest mit dem Ansatz 16 verbunden ist, erstreckt sich durch den Zylinder 30 hindurch und sie ist über dessen Boden 33 hinaus nach außen geführt. Das Ende der Spindel 45 ist in Form eines Tellers 46 ausgebildet. Zwischen dem Teller 46 und dem Boden 33 des Zylinders 30 ist eine Druckfeder 34 angeordnet.

Das erfindungsgemäße Ventil arbeitet folgendermaßen.

Das Magnetventil 35 öffnet bei Betätigung den Weg von der nicht-ge­ zeigten Druckluftquelle zur Steuerbohrung 32 und damit in die Bohrung 31 des Zylinders 30. In der Bohrung 31 steigt nun der Druck an, wodurch das Verschlußelement 40 beaufschlagt und in Richtung zur Durchgangs­ bohrung 22 hin verschoben wird, wobei gleichzeitig die Druckfeder 34 gespannt wird.

Das Magnetventil 35 ist hierbei zweckmäßigerweise mit einer Drossel­ bohrung versehen, so daß der Druckanstieg im Zylinder 31 zunächst nur gering ist und ausreicht, das Verschlußelement axial gegen die Kraft der Feder 34 zu verschieben und in seine Schließposition zu bringen, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist.

Sobald die Halbkugel 41 des Verschlußelementes 40 an der Wand der Durchgangsbohrung 22 anliegt, kommt die Schließbewegung zum Stillstand. Der Druck in der Bohrung 31 steigt nun auf den Nenndruck (Netzdruck) an und durch die in den Hohlraum 44 des Verschlußelementes 40 einge­ strömte Druckluft wird das Verschlußelement 40 aufgebläht oder der­ art aufgeblasen, daß sich das Verschlußelement 40 unter Druck gegen die Innenwand der Durchgangsbohrung 22 anlegt und deren Querschnitt gasdicht verschließt.

Das nachträgliche Aufblähen oder Aufblasen, nachdem das Verschlußelement 40 seine Schließposition erreicht hat, bewirkt einen verminderten Reib­ widerstand während der Schließbewegung und sichert einen gasdichten Verschluß der Durchgangsbohrung 22.

Fällt die Spannung des Magnetventils 35 ab, so öffnet dieses den Weg von der Bohrung 31 über die Steuerbohrung 32 zur Atmosphäre. Der Druck in der Bohrung 31 und im Hohlraum 44 des Verschlußelementes 40 wird abgebaut und das letztere nimmt seine ursprüngliche Form wieder an. Durch die vorgespannte Druckfeder 34 wird dann das Verschlußelement 40 aus der Schließstellung wieder in die Offenstellung gezogen.

Claims (9)

1. Pneumatisch zu betätigendes 2/2 Wege-Ventil zum Verschließen einer Rohrleitung mittels eines Verschlußelementes, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (40) aus einem Hohl­ körper (41, 42) aus einem flexiblen elastischen Material be­ steht.

2. Wege-Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (40) aus einem Elastomer besteht.

3. Wege-Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (40) einen zentralen, z.B. rohr­ förmigen Ansatz (16) aufweist, der mit einer Betätigungs- Spindel (45) verbunden ist.

4. Wege-Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (40) an seinem rohr­ leitungsseitigen Ende in Form einer Halbkugel (41) ausgebildet ist, an die sich ein im wesentlichen zylindrischer Bereich (42) anschließt.

5. Wege-Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des zylindrischen Bereichs (42) im unbelasteten Zustand etwas geringer ist als der Durchmesser der Halbkugel (41).

6. Wege-Ventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des zylindrischen Bereichs (42) als Dichtlippe (43) ausgebildet ist.

7. Wege-Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verschlußelement (40) mittels einer Feder (34) in Offenstellung gehalten ist.

8. Wege-Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (40) über ein 3/2 Wege-Magnetventil (35) pneumatisch in die Schließstellung verschiebbar und nach Er­ reichen der Schließstellung aufblasbar ist.

9. Verfahren zur Betätigung eines 2/2 Wege-Ventils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hohle Verschlußelement zunächst gedrosselt mit Druckluft beaufschlagt und in die Schließstellung verschoben wird, und daß es dann mit dem vollen Nenndruck be­ aufschlagt und aufgeblasen wird, so daß es sich dichtend an die Wand der Rohrleitung anlegt.