DE913486C - Membranventil - Google Patents

Membranventil

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Publication number
DE913486C
DE913486C DES20447A DES0020447A DE913486C DE 913486 C DE913486 C DE 913486C DE S20447 A DES20447 A DE S20447A DE S0020447 A DES0020447 A DE S0020447A DE 913486 C DE913486 C DE 913486C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
membrane
valve
edge
diaphragm
clamped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DES20447A
Other languages
English (en)
Inventor
Oliver Kaye
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Crane Process Flow Technologies Ltd
Original Assignee
Saunders Valve Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saunders Valve Co Ltd filed Critical Saunders Valve Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE913486C publication Critical patent/DE913486C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/126Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm the seat being formed on a rib perpendicular to the fluid line

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Description

  • Membranventil Die Erfindung bezieht sich auf Membranventile, d. h. auf Ventile, bei denen der Flüssigkeitsstrom in einem Kanal durch das Ventilgehäuse unterbrochen wird., indem eine aus Gummi oder ähnlichem biegsamern Stoff bestehende Membran durch Niederdrücken mit einer sich quer über den Kanal erstreckenden Trennwand in Berührung gebracht wird. Die Membran erstreckt sich quer über eine Öffnung in der Metallwand des Ventilgehäuses, und ihr Rand wird rund um diese öffnung auf das Gehäuse von einer Kappe geklemmt, die auf das Gehäuse geschraubt oder in anderer Art darauf befestigt ist und in welcher die Betätigungsmittel zum Niederdrücken der Membran untergebracht sind.
  • In spannungslosem Zustand ist die Membran im wesentlichen gemäß der geöffneten Ventilstellung durchgewölbt. Erfindungsgemäß ist der Rand der Membran für ein derartiges Membranventil jedoch derart eingespannt, daß er in nicht eingebautem Zustand kegelstumpfförmig oder ähnlich so abgebogen ist, daß die dem Durchfluß zugewandte Seite nach dem Einbau der Membran an der Einspannstelle auf Zug vorgespannt, in Schließlage aber spannungslos ist.
  • Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen näher erklärt, in denen Abb. reinen Aufriß zur Hälfte im Längsschnitt eines bekannten Membranrventils darstellt, bei dem die Erfindung vorzugsweise Anwendung finden soll, Abb.2 einen diametralen Schnitt durch eine Membran der üblichen, gegenwärtig bei solchen Membranen gebräuchlichen Form in entspanntem Zustand, Abb. 3 einen diametralen Schnitt der Form einer entspannten Membran für das Ventil der Abb. i gemäß Erfindung und Abb. q. einen Grundriß der Membran nach Abb. 3.
  • Die allgemeine Form des in Abb. i gezeigten Ventils ist bekannt. Das Ventilgehäuse i hat Flansche 2 und 3, die zum Anschluß, an eine Rohrleitung geeignet sind:. Ein Flüssigkeitskanal ,4 geht von einem Ende zum anderen. durch das Gehäuse; aber der Kanal ist: nicht gerade, da er von einer Trennwand 5 mit einem nach unten: gewölbten oberen Rand 6 durchsetzt ist, die sich quer über den Flüssigkeitskanal erstreckt. Gegenüber der Trennwand ist eine annähernd kreisförmige Öffnung 7 im Ventilgehäuse i, gewöhnlich von doppeltem Durchmesser der Bohrung des Flüssigkeitskanals q.. Auf den Rand 8 dieser Öffnung ist der Rand g einer Membran io geklemmt, die sich über die gesamte Oberfläche der Öffnung 7 erstreckt. Der Rand der Membran ist mittels einer Kappe i i auf das Ventilgehäuse geklemmt. Diese Kappe i i ist in der dargestellten Ausführung mittels Schrauben oder Stiftschrauben. i2 auf dem Körper gehalten; jedoch ist diese Art der Befestigung der Kappe nicht wesentlich für die Erfindung.
  • Es gibt viele bekannte Arten, auf die man die Membran io in dichte Berührung mit der Trennwand 6 bringen kann. Diese bilden nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Membran kann pneumatlisch oder hydraulisch durch Luft-oder Wasserdruck, der gewöhnlich auf einen Kolben oder eine andere Membran wirkt, und durch ein Betätigungsorgan niedergedrückt werden. Das dargestellte Ventil ist ein handbetätigtes Ventil, in dem das Betätigungsorgan 13 durch Schraubenbewegung auf die Membran wirkt. Die Kappe i i besitzt ein Lager für die Spindel 1q., die außerhalb des Gehäuses ein Handrad 15 trägt und an ihrem unteren Ende bei 16 mit Gewinde versehen ist, um in eine Mutter 17 einzugreifen, die im Betätigungsorgan 13 gelagert ist.
  • Das hier gezeigte Betätigungsorgan 13 hat einen festen Mittelteil, aus dem radiale Stege 18 mit erhaben gekrümmten, fingerartigen unteren Vorsprüngen ig vorstehen. Der feste Mittelteil ist durch eine eingeschraubte und in die Membran eingebettete Stiftschraube mit :der Membran io verbunden.
  • In der gezeigten Ausführung ist zwischen die Kappe ii und den, Rand der Membran io ein gewölbtes Metallblech 21 geklemmt, das in, seiner Mitte eine weite Öffnung hat und dessen innerer Teil 2:2 geschlitzt ist, um den Durchgang der Stege rg zu gestatten, Diese Einzelheiten an sich bekannter Ausführungen sind hier nicht beschrieben, um die vorliegende Erfindung einzuschränken, sondern um die beträchtlichen Bemühungen aufzuzeigen, die bisher schon, gemacht wurden, um einen weiten Durchflußraum in einem mäßig großen Ventil zu erreichen, wenn das Ventil geöffnet _ ist, und um einen vollständigen Verschluß des Flüssigkeitskanals zu sichern, wenn das Ventil geschlossen ist.
  • Gewöhnlich ist. die Membran, io aus Gummi, jedoch in bestimmten Fällen kann sie auch aus Gummiersatz hergestellt sein. Sie muß stark genug sein, um dem Druck der Flüssigkeit zu widerstehen. Ist sie indessen sehr dick, so wird ihre Biegsamkeit gering sein. Sie kann daher mit Textilgewebe od. dgl. verstärkt werden, wie bei 23 gezeigt. Denn es erhellt, daß- das Ausmaß, in dem -die Membran gebogen oder nach oben und unten ausgebaucht werden kann, von der Biegsamkeit der Membran und von ihrem Durchmesser abhängt. Um ihren Durchmesser zu vergrößern, müßte man das Gehäuse i und die Kappe i i vergrößern, wodurch sich das Gewicht und die Kosten des Ventils erhöhen. Daher ist die Membran verhältnismäßig dünn und biegsam gemacht, und sie wird gegen den Flüssigkeitsdruck bei offener Stellung durch das gewölbte Blech2i und in, geschlossener Stellung von -den gekrümmten Rändern der Stege ig des Antriebsorgans gestützt.
  • Während, diese Maßnahmen ein Ventil mit weitem Rauminhalt des Flüssigkeitskanals in geöffneter Stellung im Verhältnis zur Größe und zum Gewicht des Ventils schaffen, neigen sie dazu, den, zuverlässigen Schluß bei geschlossenem Ventil schwieriger zu gestalten- Denn unvermeidlicherweise gibt es Unvollkommenheiten in: -der Oberfläche des Trennnwandrandes 6; die Trennwand weist vielfach nicht die nötige Maß- und Formgenauigkeit, auf, es können. Unebenheiten in ihrer Oberfläche vorliegen oder winzige Löcher. Natürlich werden: solche Mängel auf das praktisch mögliche Mindestmaß beschränkt, doch muß immer mit der Unvollkommenheit des Trennwandrandes gerechnet werden.
  • Wenn nun eine dicke Gummimembran auf die Trennwand gedrückt wird, wird bei genügendem Druck die Pressung des Gummis selbst bewirken, daß er sich in die Unvollkommenheiten: der Form einpaßt, in die winzigen Löcher bettet und die Verschlußberührung mit den unebenen Stellen der Oberfläche herstellt. Aus diesem Grund hat man vorgeschlagen, die Membran :dicker zu machen, als Festigkeitserwägungen es verlangen, trotz des damit verbundenen Verlustes an Biegsamkeit.
  • Wenn: alle diese Maßnahmen getroffen sind, wird immer noch beobachtet, daß ein sehr beträchtlicher Druck auf die Membran ausgeübt werden muß, um vollständigen Schluß zu sichern. Es ist aus vielen Gründen nicht wünschenswert, daß solcher Druck nötig wird, da :die Membran hierunter leidet. Die Teile, durch die der Druck ausgeübt wird, müssen stärker und daher schwerer gemacht werden, und wenn, wie in einer Wäscherei, das Ventil mit seifigen Händen bedient werden muß, kann es schwierig sein, den notwendigen Druck auszuüben.
  • Eine Untersuchung hat gezeigt, daß das Lecken, das am schlechtesten verhindert werden kann, an den Enden der Trennwand auftritt, und man hat festgestellt, :daß dies der Tatsache zuzuschreiben ist, daß der Gummi, wenn, er durch das Betätigungsorgan. niedergedrückt wird, sich nicht der Gestalt der Trennwand anpaßt.
  • Es ist offensichtlich, daß eine Membran für ein Membranventil auf dreierlei Weise gebildet sein kann. Sie kann flach sein. Das ist nicht wünschenswert, denn der Gummi muß dann zur ganz geöffneten oder geschlossenen Stellung umgeformt werden, bevor sein Randeingeklemmt wird, und obgleich dies von Sachverständigen in Ventilfabriken geschehen kann, wird es gewöhnlich vom Bedienungsmann, wenn die Membran ersetzt werden soll, nicht richtig gemacht. Sie kann in der Form hergestellt werden, die sie in geschlossener Stellung hat, aber da sie durch Flüssigkeitsdruck in die geöffnete Stellung gehoben wird, wird sie sich nicht völlig heben. Man hat es daher bisher für das beste gehalten, die Membran in der Form herzustellen, die sie bei völlig geöffneter Stellung des Ventils aufweist, wie in Abb.2 gezeigt wird. Der mittlere Teil 2.4 der Membran ist so tief gewölbt, wie es mit dem Durchmesser und der Stärke der Membran vereinbar ist, wobei berücksichtigt werden muß, daß die Wölbung umgestülpt werden muß, wenn die Membran auf die Trennwand gedrückt wird; der Rand 3o der Membran, der zwischen die Kappe i i und das Ventilgehäuse i geklemmt ist, ist hierbei flach. Abb.2 zeigt die Form der entspannten Membran; ihre Oberfläche ist weder zusammengepreßt noch gespannt. Praktische Untersuchungen haben ergeben, daß, wenn die Krümmung einer solchen Membran umgekehrt wird, sich der Gummi gerade aus dem eingeklemmten Rand 3o hervorbeult; das ist verständlich, denn die Oberfläche des Teiles 25, der auf der Abb. 2 erhaben ist, muß, wenn die Membran auf die Trennwand gepreßt ist, hohl werden, gerade so, wie der hohle Teil 26 der äußeren Oberfläche erhaben werden muß. Nun verursacht die Streckung des Teiles 26 selbst keinerlei besondere Schwierigkeit; doch führt die Pressung des Teiles 25 zur Bildung einer ringförmigen Rippe oder Beule aus Gummi. Da diese Beule durch die Formveränderung des Gummis selbst bereits unter Druck steht, kann sie nur schwerlich weiter zusammengepreßt werden. Dies ist die Ursache dafür, daß der mittlere Teil der Membran und besonders der der Beule zunächst gelegene Teil nicht fest auf der Trennwand aufliegt.
  • Um diese Schwierigkeit zu beheben, wird der Rand der Membran gemäß der Erfindung derart eingespannt, wie es einleitend angegeben ist, so daß sich die Membran in Schließlage nicht beult.
  • Eine typische Form der Membran gemäß der Erfindung, wie sie für das Ventil auf Abb. i geeignet ist, wird in Abb. 3 gezeigt. Daraus ist zu ersehen, daß der gesamte Randteil der Membran, nämlich der Teil 26, konisch ist. Die Erzeugerlinie der konischen Oberfläche ist nicht gerade; eine Tangente an die Oberfläche wird um so steiler zur Ebene des Membranrandes geneigt, je weiter der Berührungspunkt der Tangente sich vom Rande entfernt.
  • Die Membran ist im Grundriß auf Abb. q. zu sehen. Sie ist in der Längsrichtung des Ventilgehäuses etwas verlängert, damit sie den Nuten im Gehäuse i i entspricht, in die Nasen am Antriebsorgan eingreifen, um es gegen Drehung zu sichern. In ihrem Rand sind Aussparungen 2-7 oder Durchbohrungen für den Durchlaß von Stiftschrauben 12 vorgesehen. Vorsprünge 28 an ihrem Rand dienen dazu, Typen- und Größenbezeichnungen des Ventils anzubringen, für das die Membran bestimmt ist, so daß die zum Ersatz erforderliche Membran ermittelt werden kann, ohne das Ventil auseinanderzunehmen. Die Einspannbreite ist durch die gestrichelte Linie 2o angegeben.
  • Es ist jedoch nicht wesentlich, -daß die Membran bis ganz an ihren Außenrand hin konisch ist. Es soll lediglich erreicht werden, daß der Teil 25 in Spannung ist, wenn die Membran auf das Ventilgehäuse geklemmt und in geöffneter Stellung ist, so daß, wenn seine Krümmung umgekehrt wird, der Teil 25 im wesentlichen entspannt ist anstatt zusammengedrückt. Es kann. daher für manche Zwecke gut sein, die Membran etwa bis zum Radius der inneren Ränder der Öffnung 27 konisch zu formen und den äußeren Rand flach zu lassen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE- i. Ventil mit einer biegsamen Membran, die in Schließlage mit der Oberkante einer quer zur Durchflußrichtung sich erstreckenden Trennwand in dichte Berührung gebracht wird und die in spannungslosem Zustand im wesentlichen gemäß der geöffneten Ventilstellung durchgewölbt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Membran in nicht eingebautem Zustand kegelstumpfförmi.g oder ähnlich so abgebogen, ist, daß die dem Durchfluß zugewandte Seite nach dem Einbau der Membran an der Einspannstelle auf Zug vorgespannt, in Schließlage aber spannungslos ist.
  2. 2. Ventil mit einer Membran nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Rand in nicht eingeklemmtem Zustand sich vom Ventilgehäuse wenigstens über den inneren Teil der Einspannbreite abhebt.
  3. 3. Ventil mit einer Membran nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der dem eingespannten Rand am nächsten liegende Teil der Membran auf seiner inneren Oberfläche gespannt ist, wenn das Ventil ganz geöffnet ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 383 507; britische Patentschrift Nr. 585 6o7.
DES20447A 1944-07-25 1950-10-04 Membranventil Expired DE913486C (de)

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GB913486X 1944-07-25

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ID=10707083

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DES20447A Expired DE913486C (de) 1944-07-25 1950-10-04 Membranventil

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DE (1) DE913486C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1035994B (de) * 1956-09-01 1958-08-07 Waldenmaier J E H Membran-Rueckschlagventil
DE976108C (de) * 1952-08-28 1963-02-28 Grinnell Corp Membranventil

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE383507C (de) * 1920-12-01 1923-10-13 Chemische Werke Vormals Auerge Aus einer am Rande eingespannten Membran bestehendes Rueckschlagventil
GB585607A (en) * 1944-07-25 1947-02-13 Saunders Valve Co Ltd Improvements in diaphragm valves

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