DE503770C

DE503770C - Diaphragmaventil

Info

Publication number: DE503770C
Application number: DES93134D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-08-02
Filing date: 1929-08-02
Publication date: 1930-07-31

Description

Die Erfindung betrifft ein Diaphragmaventil, dessen Diaphragma zwischen zwei durchbrochenen Wänden angeordnet ist, von denen die eine die Ventilsitzfläche bildet und die andere als Anschlagswand zur Begrenzung der Offenstellung des Diaphragmas dient. Es ist bekannt, die Anschlagswand nach dem Ventilsitz hin konvex und topfartig auszubilden. Diese topfartige Wand stellt ein starkes Hindernis für den Durchfluß des Druckmittels dar und verhindert zugleich jede Einwirkung auf die Stellung des Diaphragmas von außen. Es ist zwar eine Bauart eines Diaphragmaventils bekannt, bei dem das Diaphragma mittels der Ventilspindel auf den Sitz gedrückt werden kann. Aber in der Offenstellung wird das Diaphragma durch das Druckmittel rings um den Umfang des Ventilspindelkopfes gepreßt und würde bei starkem Drücken so verformt werden, daß es an seinem Befestigungsrande unter der Belastung leicht abreißt oder nicht mehr auf die Sitzfläche paßt. Durch die Erfindung wird bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen und ein für höhere Drücke sowie für größere Durchflußmengen des Druckmittels geeignetes Diaphragmaventil zu schaffen, das eine gleichmäßige Abstützung und Durchbiegung des Diaphragmas ermöglicht und dessen Diaphragma von übermäßigen Beanspruchungen entlastet ist.

Erfindungsgemäß besitzt die über dem Ventilsitz angeordnete Anschlagswand, welche die Offenstellung des Diaphragmas begrenzt, eine Durchtrittsöffnung für einen Schraubspindelkopf, mittels dessen das Diaphragma nicht nur geschlossen, sondern auch zwischen der Wand und dem Sitz in beliebigen Offenstellungen gehalten oder zum Anlegen an die Wand freigegeben werden kann.

Der Gegenstand der Erfindung ist in Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt.

Abb. ι zeigt einen Längsschnitt des Diaphragmaventils im geöffneten Zustande,

Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Abb. 1,

Abb. 3 einen Querschnitt des geschlossenen Ventils in der Schließstellung,

Abb. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 der Abb. 3 mit abgenommenem Diaphragma,

Abb. 5 eine Draufsicht und teilweise einen Schnitt durch das Diaphragma und

Abb. 6 einen radialen Querschnitt eines Teiles des in Abb. 5 dargestellten Teils des biegsamen Diaphragmas im größeren Maßstäbe.

Das in den Zeichnungen dargestellte Diaphragmaventil ist mit einem Ventilkörper 1 versehen, das eine im wesentlichen gerade Durchgangsöffnung 2 besitzt und dessen untere Wand 3 allmählich von den Einlaß- und Auslaßseiten nach einem schwach vertieften Gitter 4 ansteigen, das eine konkave Oberfläche besitzt und zwischen den Enden des Durchganges eingeschaltet ist. Der Ventilkörper ist in der Mitte so erweitert, daß nur eine geringe Ermäßigung des kreuzförmigen Querschnittes des Ventildurchganges in der

Mitte des Ventils auftreten kann, wenn dieses ganz geöffnet ist. Andernfalls kann das Ventil so bemessen werden, daß ein Durchgang von gleichförmigen Kreuzquerschnitt erhalten wird, wenn das Ventil offen ist. Auf der Oberseite ist der Ventilkörper ι mit einem niedrigen Ringflansch 5 versehen, auf dem das biegsame Diaphragma 6 und der Ventildekkel 7 durch Schraubenmuttern 8 befestigt ist, die auf im Körper befestigte Schraubbolzen 9 aufgeschraubt werden. Die Oberflächen des Flansches 5 und der Deckel 7, die an dem biegsamen Diaphragma 6 anliegen, sind vorzugsweise mit Rippen und Nuten 10 versehen, die eine starke flüssigkeitsdichte Verbindung mit dem Diaphragma sichern. Andernfalls können diese Oberflächen gezahnt oder sonstwie aufgerauht werden, um eine ähnliche Wirkung zu erreichen. Der Raum im Flansch 5 besteht aus einer konkaven kugelförmigen Vertiefung, in welche der Einlaß und der Auslaß durch, im wesentlichen D-förmige Durchlässe münden, zwischen denen die Oberkante des Gitters 4 liegt. Die Innenflächen des Ventilkörpers und des Deckels 7 werden an allen Stellen, wo ein Richtungswechsel stattfindet, und wo das biegsame Diaphragma berührt wird, abgerundet, damit die Flüssigkeit wirbelfrei hindurchströmen kann und das Diaphragma durch Berührung mit scharfen Metallkanten nicht beschädigt wird.

Das biegsame Diaphragma 6 ist vorteilhaft aus Gummi hergestellt, der mit einer Gewebelage oder mit mehreren miteinander verbundenen Gewebelagen verstärkt ist, die auf beiden Seiten mit Gummi überzogen sind, der vulkanisiert ist, um das Ganze stark und widerstandsfähig gegen hohe Beanspruchung zu machen, wobei der Gummiüberzug der Unterseite, beispielsweise der mit dem Sitz zusammenarbeitenden Seite des Diaphragmas eine größere Dicke hat als die Rückseite, wie in Abb. 5 gezeigt ist. Da Gummi, wenn er eine Zeitlang auf eine Metallfläche gedrückt wird, geneigt ist, kleben zu bleiben, wird der Ventilsitz mit einem Gummiüberzug versehen. Zu diesem Zweck ist in dem Gitter 4 eine schwalbenschwanzförmige Nut 11 ausgespart, die einen Gummistreifen 12 von entsprechendem Querschnitt aufnehmen kann, der in der Nut verkittet oder sonstwie befestigt wird, wobei dieser Streifen sich über die volle Länge des Gitters und teilweise in den Flansch 5 erstreckt, wo er durch das Diaphragma 6 dicht zusammengepreßt wird.

Auf der Oberseite ist das Diaphragma 6 durch einen starren Rückschlagkörper abgestützt, der in dem gezeigten Beispiel aus einer als Ouersektor gestalteten Druckstange 13, einer als Längssektor gestalteten und rechtwinklig zur ersten liegenden Stange 13¹ und anderen sektorförmigen Stangen oder Fingern 13² besteht, die auf jeder Seite und parallel zur mittleren Druckstange angeordnet und mit den anderen zu einem einheitlichen Gußkörper vereinigt sind. Die Enden der Druckstange 13 greifen in Führungsnuten 14 der Deckelwand 7 ein und ermöglichen so dem Rückschlagkörper, als Ganzes in dem Deckel drehungslos zu gleiten. Eine Innenschraubmuffe 15 ist mit dem Rückschlagkörper fest verbunden und durch eine Stopfbüchse 16 des Deckels 7 hindurchgeführt und außerhalb des Ventils mit einer Schraubspindel 17 verbunden, die mittels eines Handrades 18 angetrieben wird. Die Nabe des Handrades 18 ist in einem Lager 19 drehbar gelagert, das in Form eines Joches 20 ausgebildet und mit dem Ventildeckel verbunden ist und eine Stauffer- oder andere Schmierung 21 besitzt.

Die mittlere sektorförmige Druckstange 13, die quer zum Ventil steht, bewirkt beim Niederdrücken des Diaphragmas 6 auf den Gummieinsatz 12 der Oberfläche des Gitters und auf die Flanschkanten des Körpers, daß die Einlaßseite von der Auslaßseite völlig abgesperrt ist. Die Krümmung der Unterfläche des Rückschlagkörpers als Ganzes stimmt mit derjenigen der Aussparung überein, welche die Einlaß- und Auslaßöffnungen und den Sitz enthalten, welcher der Dicke des Diaphragmas angepaßt ist. Von der Innenwand des Dekkels 7 springen feste Stangen oder Finger 22 vor, die konkave Unterflächen besitzen, die der Krümmung der Oberseite des Diaphragmas entsprechen, wenn das Ventil offen ist. Diese festen Stangen oder Finger stehen senkrecht Zwischenräumen gegenüber, die zwischen den Stangen oder Fingern des Rückschlagkörpers 13 sich befinden, so daß die festen und beweglichen Finger miteinander im Eingriff stehen, wenn das Ventil betätigt wird und zusammenwirken, um die Stöße aufzufangen, welche durch den Flüssigkeitsdruck auf die Unterseite des Diaphragmas ausgeübt werden. Die Kanten der festen und beweglichen Stützfinger sind gut abgerundet, um das auf ihnen liegende Diaphragma vor Beschädigungen zu schützen. Die Lage und die Krümmung der Unterflächen der festen Stützfinger sind derart, daß das Diaphragma bei ganz geöffnetem Ventil denselben Grad der Aufwärtsbiegung annehmen kann, die es beim Schließen in der Senkrichtung erfährt, wodurch ein Maximum des Wirkungsbereiches des Durchflusses bei einem Minimum der Formverzerrung des Diaphragmas erreicht wird. Obgleich in dem eben erwähnten Beispiel die Stützfinger quer und längs zum Ventil angeordnet sind, können sie auch radial oder in anderer Art angeordnet sein·.

Um eine ungewöhnliche Zusammenpressung des Diaphragmas auf dem Sitz, wie sie bei zu starkem Niederschrauben des Handrades 18 vorkommen könnte, zu verhindern, ist ein einstellbarer Anschlag in Form eines Ringes 23 auf das obere Ende der Muffe 15 aufgeschraubt und in beliebiger Lage durch eine Stiftschraube 24 festgestellt. Dieser Ring ist auf der Muffe 15 so angebracht, daß er auf den Rand der Stopfbüchse 16 aufstößt, wenn das Diaphragma beim Schließen des Ventils genügend zusammengepreßt ist.

Bei Ventilen für große Leistung und bei Flüssigkeiten mit hohen Drücken kann die erforderliche Kraft zum Drehen des Handrades 18 übermäßig groß werden. Diese Schwierigkeit kann jedoch dadurch überwunden werden, daß man in den zwischen dem Deckel 7 und dem Diaphragma befindlichen Raum eine Flüssigkeit, beispielsweise eine unter Druck stehende Flüssigkeit, einführt, die durch das Ventil reguliert wird und durch Einwirkung auf die Oberseite des Diaphragmas das Ventil betätigen hilft. Das nicht gezeigte Rohr zum Einführen des Flüssigkeitsdruckes kann an den Deckel bei 25 angeschlossen werden. Ein geeignetes Hilfsventil oder ein Hahn kann vorgesehen werden, um den Eintritt und den Austritt des Flüssigkeitsdruckes im Bedarfsfall zu regulieren. Wenn die Ausgangsstelle oder Quelle, aus der die Druckflüssigkeit entnommen wird, den Druck der von dem Ventil regulierten Flüssigkeit überschreitet, kann das Ventil ganz durch die Handhabung des Hilfsventils oder Hahnes betätigt werden. Mit einer derartigen Einrichtung ist es möglich, von einer beliebigen Stelle aus, die mehr oder weniger weit von dem Ventil entfernt liegt, das Ventil zu betätigen. Dies hat den Vorteil, daß das Diaphragma auf seinen Sitz gedrückt wird, wenn das Hilfsventil geschlossen ist, und so auch beim Nachlassen des Flüssigkeitsdruckes dicht gehalten werden kann. Wenn das Ventil unter gewöhnlichen Verhältnissen durch den Flüssigkeitsdruck betätigt werden soll, wird das Handrad 18 zuerst gedreht, um den Rückschlagkörper 13 in die oberste Stellung zu bewegen, wo es das Diaphragma für die Betätigung freigibt. Eine auf der Oberseite des Rückschlagkörpers 13 angebrachte Unterlegscheibe 26 berührt dann die Unterseite des Deckels 7 und verhindert Undichtheiten der Stopfbüchse 16.

Wenn jetzt das Schließen des Ventils teilweise oder ganz durch die Wirkung des Flüssigkeitsdruckes herbeigeführt werden soll, ruht eine etwas große Last auf der Oberseite des Diaphragmas, weshalb vorgezogen wird, in den Einlaß- und Aus laß öffnungen Stützgitter 2y vorzusehen, die vorzugsweise aus stromlinienförmigen Rippen bestehen, die mit dem Ventilkörper aus einem Stück gegossen sind, wobei die Oberkanten der Rippen der kugeligen Form des Ventilsitzes angepaßt sind. Um den Ventilkörper besonders bei Ventilen von großen Abmessungen zu verstärken und zu verbessern, wird der Körper mit einer gekrümmten angegossenen Rippe 28 versehen, die auf der Unterseite des Ventils die Einlaß- und Auslaßflanschen verbindet und einen Raum 29 unterhalb des Gitters 4 einschließt, der durch ein Handloch 30 zugänglich ist, das für die Entfernung des Kernsandes vorgesehen wird. Dieser Raum 29 kann für Speicherungszwecke ausgenutzt und durch einen Deckel der Öffnung 30 abgedichtet werden.

Durch Überziehen des Ventils mit Gummi, Blei oder anderem rostfreien Material wird eine Bauart erhalten, die für ätzende Flüssigkeiten geeignet ist, die durch Berührung mit Eisen gewöhnlich verunreinigt werden würde. Der Ventilkörper kann auch aus einem anderen Baustoff geformt werden.

Die Abb. 5 und 6 zeigen vorzugsweise die Bauart des biegsamen Diaphragmas, bei welchen drei besondere Lagen von Gewebeverstärkungen 31, 32, 33 angewendet werden, die in dem Diaphragma mit ihren in verschiedenen Richtungen verlaufenden Fäden so eingebettet sind, daß ein hoher Grad von Festigkeit in allen radialen Richtungen erreicht wird. LTm zu verhindern, daß Schmutz in das Verstärkungsgewebe eindringt und dieses angreift, wird das Gewebe vorteilhaft ganz mit Gummi bedeckt. Aus diesem Grunde wird, wie Abb. 5 zeigt, der Durchmesser des Gewebes kleiner bemessen als der Durchmesser des ganzen Diaphragmas, und das Gewebe wird nahe seiner Kante mit Löchern versehen, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Bolzen 9, so daß der Gummiüberzug das Gewebe sowohl auf seinen Rändern als auch um die Bolzenlöcher vollständig bedeckt. Wie vorher erwähnt, ist die Gummischicht, die durchweg vulkanisiert wird, auf der Unterseite, die den Sitz berühren soll, dicker als an anderen Stellen.

Claims

Patentansprüche:

i. Diaphragmaventil, dessen Diaphragma zwischen zwei durchbrochenen Wänden angeordnet ist, von denen die eine dem Diaphragma in der Schließlage als Sitz und die andere in der Offenstellung als fester Anschlag dient, dadurch gekennzeichnet, daß die als Anschlag wirkende durchbrochene Wand eine Durchtrittsöffnung1"einen Schraubenspindelkopf (13, 15) besitzt, mittels dessen das Diaphragma geschlossen, oder in beliebi-

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ger Offenstellung zwischen Sitz und Anschlagswand abgestützt oder zum Anlegen an die letztere freigegeben werden kann.
2. Diaphragmaventil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagswand für das Diaphragma zum Sitz entgegengesetzt konkav gewölbt ist, wodurch der Hub der Diaphragmamitte vergrößert wird und das Diaphragma nach

ίο entgegengesetzten Seiten hin sich kugelig ausbauchen kann.
3. Diaphragmaventil nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenspindelkopf (13) und die obere Anschlagswand kammförmig ausgebildet und so zueinander angeordnet sind, daß die Anschlagskammzähne oder Finger (22) durch Lücken (13¹) zwischen den Kammzähnen oder Fingern (13²) des Schrauben-

Spindelkopfes (13) hindurchtreten können.
4. Diaphragmaventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Finger des Schraubenspindelkopfes (13) zwischen verlängerten Fingern des Ventilgehäuseoberteiles (7) gerade geführt sind und den Diaphragmarand auf einen vorspringenden Flansch des Gehäuseunterteiles drücken.
5. Diaphragmaventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Ventilsitz bildenden durchbrochenen Wand zwischen der Ein- und Austrittsöffnung ein Gummieinsatz (12) angeordnet ist, der beim Andrücken des Diaphragmas an den Sitz federnd nachgeben kann.
6. Diaphragmaventil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspindel (15) mit einem Anschlag (24) versehen ist, durch den beim Schließen des Ventils das Zusammendrücken des Diaphragmas und die Wirkung der Finger (13²) begrenzt werden kann.
7. Diaphragmaventil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durchbrochene Ventilsitzwand mit in der Strömrichtung des Druckmittels verlaufenden Längsrippen und mit senkrecht zu diesen und radial zur Krümmung der Sitzfläche verlaufenden Querrippen (22) von stromlinienförmigem Querschnitt versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Ergänzungsblatt zur Patentschrift 503 Kl. 47g Gr, 1

Der 1. Nichtigkeitssenat des Deutschen Patentamts hat am 29. September 1953 rechtskräftig entschieden:

"Das Patent 503 770 kann im Bundesgebiet nur noch in der Fassung geltend gemacht werden, daß die Ansprüche 1 und 3 des Patents zu einem neuen Anspruch 1 wie folgt zusammengefaßt werdenj

Diaphragmaventil-, dessen Diaphragma zwischen zwei durchbrochenen Wänden angeordnet ist, von denen die eine dem Diaphragma in der Schließlage, als Sitz und die andere in der Offenstellung als fester Anschlag dient, dadurch gekennzeichnet, daß die als Anschlag wirkende durchbrochene Yv'and eine Durchtrittsöffnung für einen Schraubenspindelkopf (13,15) besitzt und daß der Schraubenspindelkopf (13) und die obere Ansehlagswand kammförmig ausgebildet und so zueinander angeordnet sind, daß die Anschiagskammzahne oder Pinger (22) durch Lücken (I3I) zwischen den Kammzähnen oder Pingern (132) des Schraubenspindelkopfes (13) hindurchtreten können, so daß mittels des Schraubenspindelkopfes das Diaphragma geschlossen oder in beliebiger Offenstellung Zwischen Sitz und Ansehlagswand abgestützt oder zum Anlegen an die letztere freigegeben werden kann."