DE6603174U - Aus einem einheitlichen block bestehendee ventil mit zwei stroemungsbahnen. - Google Patents

Description

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Emile HUNSINGER

149 rue Perronet, Neuilly sur Seine, itankreich

Aus einem einheitlichen Block bestehendes Ventil mit zwei Strömungsbahnen

ii5: Diese Umenoge (8es=nr?!pun9 ung Scnuizonsp-) & αχ. wteis emqsrthhte, «· #«ctif »n der Wortfo33uno ä'V ureprunaiich «ingereichten U!wio.jen ob O'-e f*-hfj--.e £-.o'eu*un9 <Sar Afa-Aeichumj Isf n!ch) gepföff. Dks fifspTJnglich eingerefchiSn Unfer>»5»n b»'ino'?n (¹^h :_n te*. .\rnho'<)ir,. Sfe Vönnen Jederzeit ohne Nachweis eifrss fec-hi!iei^lviii inisrsssis gebühren fr»; jinjesehen **<<ier. »i»> \r,i,-co *?'<3»n hieran ogc*B fofokopleo 9dar FBm· teocim w ifep ΐώΙκΛβίι Preisen geliefert deutsch« ?otentomi, GebrauohvnuDvtMl·.

Die Neuerung "betrifft ein aus einem einheitlichen Block (Monolith) bestehendes Ventil mit zwei Strömungshahnen, welchee insbesondere in Pumpen oder Kompressoren, jcber auch ganz all» gemein in allen Einrichtungen Verwendung finden kann, bei denen abwechselnd ein Ansaugen und Komprimieren eines strömenden Mediums erfolgt_e

Es sind bereits zahlreiche Klappentoentile, insbesondere doppelt wirkende Klappenventil, bekanntgeworden, die diesen Zweck erfüllen. Sie können beispielsweise eine elastische Membran aufweisen, derea Ugfssgsflscae unter der Wirkung des Druckes des

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die Druoköffnung 12a gebohrt sind, die durch einen mittleren Teil voneinander getrennt sind»

Xus der Membran 10 sind Aussdhnitte I4 und 15 ausgeschnitt ten, welche die Teile 14a und 15» in der Nähe des mittleren Teils der Membran begrenzen und ihr dadurch eine grössere Beweglichkeit gegenüber diesen sichern, Der Teil 14a liegt zwischen den Ansaugöffnungen 11 und 11a und der Teil 15» ist zwischen die Drucköffnungen 12 und 12a eingeschaltet«

Die Öffnung 11 hat bei diesem Ausführungsbeispiel einen ■jcleinereii Querschnitt als die Öffnung 11a und umgekehrt hat die Öffnung 12 eingn sehr viel grösseren Querschnitt als die Öffnung 12a« Sie Öffnungen haben eine längliche und gebogene Form, die mäö. etwa sit der xOrs einer Bohne vergleichen kann; das Gleichs gilt von den Membranteilen 14a und 15&. Die Teile 14a und 15a werden in dem mittleren Teil durch den Druck der Ventilsitzstütze unter absoluter Dichthaltung voneinander getrennt«

In der Mitte der Membran 10 befindet sich ein Loch 16, um die Membran an den vorgesehenen Platz zwischen der Ventilsitzstütze 15 und der Fläche in der Kammer des Oberteil* 2 drücken zu können. Die Oberfläche der Ventilsitzstütze, die in Berührung mit der Membran 10 steht, kann leicht konkav und halbkugelförmig geformt sein, damit die Membran noch vollkommener gegen ihren Sitz gedruckt wird, um auf diese Weise sowohl beim Ansaugen als auch beim Wegdrücken des strömenden Mediums eon möglichst vollkommenes Dichtsein zu erzielen»

Die Abdichtung der Teile 14a und 15» auf ihren entsprechenden Sitzen ergibt sich aus der Differenz zwischen dem inneren

strömenden Mediums abwechselnd eine Ansaugöffnung verdeckt und öffnet; dabei verdeckt und öffnet der mittlere Teil der Membram abwechselnd und gleichzeitig eine Drucköffnung und das strömen» de Medium fliesst durch die Membran durch Offnungen hinduroh, die sich in ihr befinden«

Die bekannten Ventile dieser Art haben aber immer hoch einen Kachteil· Es ist nämlich unbedingt erforderlich, mit höchster Genauigkeit der fabrikatoriechen Herstellung zu arbeiten, ua das Dicht8ein zwischen dem Ansaugteil und dem Druckteil herbeizuführen und ausserden einen konstanten Selastungsverlust der beiden Elemente des Klappenventils aufrechtzuerhalten.

Der Heuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aus einem einheitlichen Block bestehendes Tentil mit zwei Strömungebahnen zu schaffen, welches diesen Sachteil nicht aufweist.. THn beson» derer Zweck der Neuerung besteht dabei darin, ein Tentil mit einer Membran zu schaffen, die eben ist und sich aus s er dem leicht und einfach fabrikatorisch herstellen läßt; ausserdem soll ein möglichst vollkommenes Dichtsein sowohl beim Ansaugen als auch beim Wegdrücken garantiert werden. Innerhalb des Ventils sollen die Ansaug«* und die Drucköffmmgen ständig absolut dicht voneinander getrennt β^φ/φ^ sein.

Das Ventil nach der Neuerung enthält zunächst in an sich bekannter Weise eine Membran aus einem sehr biegsamen wS elastischen Material; sie wird an ihrem Umfang und in ihrem mittleren Teil auf einen Ventilsitz gedrückt, der entweder eben ist oder dessen Form leicht konkav oder halbkugelförmig gestaltet

ist} sie enthält eine Ansaugöffnung und eine Drucköffnung sowie ein Bauelement mit entsprechenden Öffnungen· Dieses Bauelement Van* beispielsweise das Oberteil oder der obere "Körper" einer Pumpe sein; in diesen Falle sind die einzelnen Teile der Membran, welche diesen Öffnungen gegenüberstehen, auf ganz besondere Weise ausgeschnitten, so daß der Membran eine erhebliche Bewegungsfreiheit gegeben wird, die es ihr ermöglicht, sich beim Ansaugen oder beim Wegdrücken zu verstellen, um die entsprechende Öffnung zu bedecken oder zu öffnen und die Arbeit von Klappen zu überneh« men·

Das Ventil nach der feuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Membran eine Symmetrieachse aufweist und dass die An« saug«· und Drucköffnungen der Tentilsitzstütze sowie das Bauelement, Jl gegen weiches die Membran, drückt, eiae längliche und gekrümmte

Form aufweisen, wobei ihre Konkavität der geometrischen Achse fl der Membran zugewendet ist und di$ Ansaug- und Drucköffnung des

·' Stützsitzes einen relativ grosseren Querschnitt bzw« kleineren

Querschnitt hat als die entsprechenden Öffnungen des Bauelementes, gegen welches die Membran gedrückt ist, derart, dass eine Verschiebung der beweglichen Teile der Membran unter dem Einfluss des strömenden Mediums ermöglicht ist, wobei die Teile gegenüber der Achse der Membran in einem Abstand angeordnet sind, der grosser bzw. kleiner ist als der Abstand der entsprechenden Öffnungen dieses Bauteils gegenüber der Achse, derart, dass die beweglichen Teile der Membran hermetisch und zwangsläufig in der Schließstellung auf ihren Sitz gedruckt werden«

Im mittleren Teil der Membran ist ein Loch vorgesehen, ^T

welches es ermöglicht, die Membran mit Hilfe einer Schraube oder %

\ eines Niets auf den Stützsitz zu drücken, damit der ausgeübte \

Druck die Membran in vollkommener Weise auf den Stützsits und auf den oberen Teil oder den oberen Körper drückt, so das« auf diese Weise eine hermetische Abdichtung der gesamten Anordnung herbeigeführt wird.

Zur Erzielung dieses Zweckes kann man auch zwei Löcher vorsehen, die symmetrisch zur Mitt4 der Membran angeordnet sind»

Überraschenderweise hat sich ergeben, dass un die eigentliche Flüssigkeitsmenge bei dem gleichen Druck für die Flüssig·· keitsabgabe ganz beträchtlich steigern kann, die durch das Ventil i nach der Neuerung abgegeben wird, wenn man in dem Stützsitz in . I der Nähe der Drucköffnung und in der Oberfläche, die sich nicht f

in Berührung mit der biegsamen Membran befindet, eine Ausnehmung I

vorsieht, die eine Kammer bildet, welche die Aufgabe hat, den Flüssigkeitsstrom in Richtung der Drucköffnung zu orientieren und zu leiten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Ventils nach der Neuerung nimmt diese Kammer ungefähr eine Hälfte der Ober« fläche des Stützsitzes in Anspruch und ist durch zwei Schräge flächen begrenzt, die auf einen ebenen Teil zulaufen, der den Boden dieser Kammer bildet« Eine dieser Schrägflächen hat prak·· tisch den Durchmesser dieser Oberfläche und weist eine starke Neigung in Richtung auf den ebenen Teil auf, während die andere Sohrägflache, in welche die Drucköffnung mündet, einen Teil der

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Umfangsfläche der genannten Oberfläche bildet und eine geringere Neigung in Riohtung auf den ebenen Teil aufweist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Heuerung gehen aus der nun folgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele des Ifeuerungsgegenetandes in seiner Anwendung auf eine Membranpumpe näher erläutert sind«

In der Zeichnung ist:
!"ig, 1 die Ansicht eine» axialen Längsschnitts durch eine Pumpe, in die eine erste Ausführungsform des Yentila nach der

Heuerung eingebaut ist;
Fig. 2 eine auseinandergezogene Schnittdarstellung, die der

Figur 1 entspriehtj
Fig* J eine Draufsicht auf die Membran in dem Tentil nach der Heuerung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Stützsitz für die Membran; Fig. 5 eine Ansicht von unten auf den oberen Körper der Pumpe

und auf den Stützsitz;
Fig· 6 und 7 J^e eine Ansicht eines Teilschnitts nach Linie A-A der Fig.5, die zusammen der Erläuterung der Wirkung des Ventils naoh der Heuerung dienen, und zwar so^wohl

während der Ansaugphase als auch während der Druckphase; Fig. θ eine schaubildliche Darstellung einer Ausführungsform

des Stütssitsss des Ventils nach der Erfindung; Fig. 9 eine Draufsioht auf den Stützsitz nach Fig. θ und

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Fig* 10 die Ansicht einest axialen Teilschnitts durch das Oberteil eines Pumpemgehäuses, in welchem ein Ventil nach der Neuerung untergebracht ist»

In den Fig_e 1 bis 1 der Zeichnung ist eine an sich be» kannte Membranpumpe in Yerbindung mit dem Ventil nach der Erfindung dargestellt· Die Pumpe soll daher nicht im einzelnen beschrieben werden, vielmehr soll lediglich festgestellt werden, dass sie aus einem Unterteil 1 und einem Oberteil 2 besteht und ausserdem einen Deckel 3 besitzt. Eine Membran 4, die auf beiden Seiten eine Schutzscheibe 5 aufweist, ist zwischen das Unterteil 1 und den unteren Teil des Oberteils 2 eingeschaltet. Eine Spindel 6 und eine Eücki3tellfeder 7 steuern die Verschiebungen der Membran. In das Innere des Oberteils 2 münden eine Ansaugleitung 8 und eine Druckleitung 9«

Neuerungsgemäss ist eine Membran 10 aus biegsamen und elastischem Material vo.x-handen, beispielsweise aus den unter der Handelsbezeichnung " Teflon ⁿ oder unter der Handelsbezeichnung "Viton" bekannten Werkstoffen oder aus anderen Materialien, die im wesentlichen aus Kunststoff oder Kautschuk bestehen; die Membran ist an die Fläche der Ausnehmung des Oberteils 2 und relativ zu der Saugöffnung 11 uiad der Drucköffnung 12 in dieser Fläohe gjjgelsgtj so dass sich ein aus eines einheitlichen Blook bestehendes Ventil mit zwei Strömungswegen ergibt. Die Membran 10 liegt auf einem Stützsitz 13t *ⁿ welchen die Ansaugöffnung 11a und

Sadius R der Öffnungen 11a und 12 und dem inneren Radius r der öffnungen 11 und 12a (Hg_e5)» und zwar muss der Radius R etwas grosser sein als der Kadius r, so dass dieser Unterschied ein zwangsläufiges Anliegen der Klappen auf ihren Sitzen bewirkt, ohne dass irgendein Rückführelement erforderlich wäre. Hieraus ergibt sich eine ungewöhnliche Einfachheit des Aufhaus des Ventils.

Die Wirkung des aus einem einheitlichen Block bestehenden Ventils nach der Neuerung ist folgende:

Beim Ansaugen (siehe Fig,6) geht der Teil 14a des Ventils, der beim Ansaugen einem Unterdruck ausgesetzt ist, in der Öffnung 11a nach unten, wähtend der Teil 15a, der beim Ansaugen dem gleichen Unterdruck ausgesetzt ist, eng an die Ventilsitzstütze 13 angedrückt bleibt und auf diese Weise die Öffnungen 12 und 12a vollkommen dicht gegeneinander abschliesst und von·· einander trennt«

Der umgekehrte Fall spielt sich beim Wegdrücken des strö-

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menden Mediums ab» Der Teil/ist dem Überdruck der Kompression ausgesetzt und trennt dann die Öffnungen 11 und 11a voneinander, während der Teil 15a dich im Innern der Öffnung 12 anhebt und auf diese Weise die öffnung 12 mit der Öffnung 12a in Verbindung bringt. Der Umfangsteil der Membran 10 bleibt sowohl beim An« saugen als auoii bei« Zuruckarückss des streuenden Mediums gegen die Ventilsitzstütze 13 und gegen die Oberfläche der Kammer in dem otsren Körper 2 der Pumpe gedrückt, so dass diese

Teile auf nahezu vollkomnene Weise dicht voneinander getrennt sind} is übrigen bleiben die Teile 14» und 1Ja der lieabran durch die Wirkung des mittleren Teils der Ventilsitzstütze 13 vollkommen voneinander getrennt. Diese Teil· spielen infolgedessen die Holle zweier voneinander unabhängiger Klappenventile, die Luftdicht und zwangsläufig auf ihren Ventilsitzen verbleiben, ohne dass irgendwelche Rückführorgane erforderlich wären} diese Wirkung wird einzig und allein durch den unterschiedlichen Abstand herbeigeführt, der die Öffnungen der Ventilsitzstütze 13 und die entsprechenden Öffnungen im Oberteil 2 der Pumpe von der geometrischen Achse der Membran 10 trennt. Das neue monolithische Ventil nach der !feuerung kann also mit Fug und Hecht als aus einem einheitliches. Blesk "bestehendes Ventil mit zwei StrSmungg"bahnen bezeichnet werden.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Fig· 8 und 10 der Zeichnung eine zweite Ausführungsform des lentils nach der Heuerung näher beschrieben werden«

Die oben bereits näher beschriebenen Einzelteile des Ventils sind in diesen drei Figuren mit den gleichen Bezugsziffern, versehen. Diese Bauteile haben die gleichen Funktionen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel und sollen deshalb hier nicht im einzelnen erläutert werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Ventilsitzstütze 13, wie oben bereits beschrieben, eine Einlassöffnung 11a und eine Öffnung 12a für aam Zurückdrücken des strömenden Mediums auf. Diejenige Fläche der Ventilsitzstütze, die in Berührung mit

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der Membran 10 steht, ist eben, so dass die gegenüberliegende Fläche gemäsa einem Durchmesser in zwei verschiedene Bereiche geteilt ist. Eine erste Hälfte, in welche die Eintrittβöffnung 11a mündet, ist im wesentlichen eben, während eine zweite Hälfte, in welch« die Mündung 12a für das Zurüokdrüoken mündet, so gebogen ist, das* eine Kammer entsteht, deren Wände das strömende Medium auf die Mündung 12a zuleitet.

Diese Kammer ist durch zwei Schrägflächen 20 bzw* 21 begrenzt, die gegenüber einem ebenen Teil 22, welcher den Boden der Easjter bildet_t schräg gestellt ist* Die SnhragflaGke 2O. die ein Teii des Umfanges der Kammer bildet, ist gegenüber dem ebenen Teil 22 weniger schräg gestellt als die Schrägfläche 21» Me Öffnung iza für das zurückdrücken des strömenden Mediums mundet in die Schrägfläche 20 hinein, und die äussersten Enden der länglichen und gebogenen Öffnung, welche diese Mündung darstellt, grenzen an die Verbindungslinie der Schrä&fläche 20 mit dem ebenen Teil 22 an»

Bei praktischen Versuchen mit dem Yentil nach der Heuerung mit zwei Strömungsbahnen in Verbindung mit einer Brennstoffpumpe hat sich überraschenderweise ergeben, dass das Vorhandensein einer derartigen Druckkammer in dem als Ventilsitz dienenden Stützsitz zu einer Erhöhung der Leistimg der Pumpe um etwa 20$ gegenüber der Leistung einer Pumpe führt, die mit der oben be» schriebenen Ausführungsform ausgerüstet war, wobei sogar noch der Druck der Kompression der zurückgedrückten Flüssigkeitsmenge gleichgross war. Daraus ergibt sich mit aller Klarheit, dass die

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zweite Aueführungsform des Ventile nach der Neuerung sich ganz besonders gut für Anwendungszwecke eigent, bei denen gross© Flüssig»- kcitsaengen bei kleinem Überdruck geliefert werden müssen·

Die Vorteile des Ventils nach der Neuerung sind folgendet

1«) Vermeidung jeglicher Bearbeitung des Oberteils der Pumpe und des als Ventilsitz dienenden Stützsitzes.

2«) Verblüffende Einfachheit des Zusammenbaus.

3·) Sehr geringe Herstellungskosten. -

4.) Vermeidung jeglichen fiückfuhrorgans, also beispielsweise Vermeidung von Federn, die selbst bei bester* Tarierung am Anfang schliesslich im praktischen Betrieb einen erhebliehen Teil ihrer Wirksamkeit verlieren, so dass der Wirkungsgrad der Pumpe natürlich beeinträchtigt- wird_s

5.) Absolutes Dichtsein des Ventils.

Schutzanspruche

Claims (1)

1. Schutzansprüche

   1_β Aus einem einheitlichen Block bestehendes Ventil mit zwei Strömungsbahnen und einer Membran aus einem sehr biegsamen

   und elastischem Material, die an ihreai Umfangsteil und in ihrem

   sitz mittleren Teil zwischen eine Ventiiistütze mit einer Ansaugöffnung

   und einer Drucköffnung und ein Element gedruckt ist, welches entsprechende Öffnungen aufweist, beispielsweise zwischen das Oberteil oder den Körper einer pumpe, wobei Teile der Membran diesen entsprechend ausgeschnittenenÖffnungen so gegenüberstehen, dass die Membran eine erhebliche Bewegungsfreiheit erhält, da» durch gekennzeichnet, dass die Membran (10) eine Symmetrieachse aufweist und dass die Ansaug- und Drucköffnungen der Ventilsitz« stütze (15) sowie das Bauelement (2), gegen welches die Membran gedrückt ist, eine längliche und gekrümmte Form aufweisen, wobei ihre Konkavität der geometrischen Achse der Membran (10) zugewendet ist und die Ansaugöffnung (11a) und die Drucköffnung (12a) der Stütze einen relativ grosseren Querschnitt bzw* kleineren Querschnitt hat als die entsprechenden Öffnungen (11 und 12) des Bauelementes (2), gegen welche die Membran gedrückt ist, derart, dass eine Verschie« bung der beweglichen Teile (14a und 15a) der Membran unter dem Einfluss des strömenden Mediums ermöglicht ist, wobei die Teils gegenüber der Achse der Membran in einem Abstand angeordnet sind, der grosser (R) bzw* kleiner (r) ist als der Abstand der entsprechenden Öffnungen (11 und 12) dieses Bauelementes von der Achse, derart, dass die beweglichen Teile (14a- und 15a ) der Membran (10) hermetisch

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   und zwangsläufig in der Schließstellung auf ihren Sitz gedrückt werden»

   2» Tentil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das· die

   Ventillitzstütze (13) in der Hähe d«r Drucköffnung (12a) und in der Oberfläche, die sich nicht in Berührung mit der biegsamen Membran (10) befindet, eine Ausnehmung befindet, die eine Kammer bildet, welche die Aufgabe hat, den Flüssigkeitsstrom in Richtung der Drucköffnung (I2a) zu orientieren und zu leiten und gleichzeitig die Korapressionsvenainderung des strömenden Mediums zu erleichtern.

   3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das· eine Kammer an der Ventilsitzstütze (13) ungefähr eine Hälfte der Ober-

   ί fläche der Stütze in Anspruch nimmt, die der Membran (10) abgewendet

   ist, und dass die Kammer durch zwei Schrägflächen begrenzt ist, die auf einen ebenen Teil (22) zulaufen, der dtn Moden dieser Kammer bildet, wobei eine dieser Schrägflächen (21) praktisch den Durch« messer dieser Oberfläche hat und eine starke Neigung in Richtung auf den ebenen T^iI zu aufweist, während die andere §chrägflache (20), in welche die Drucköffnung (12a) mündet, einen leih der Umfangeflache der genannten Oberfläche bildet und eine geringere Neigung in Richtung auf den ebenen Teil zu aufweist»