NO312980B1

NO312980B1 - Membranventil

Info

Publication number: NO312980B1
Application number: NO19982123A
Authority: NO
Inventors: Ingvar Baecklund
Original assignee: Robovalve Ab
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 2002-07-22
Also published as: SE510424C2; EP0859923B1; CA2235965C; WO1997017558A1; DE69615212D1; SE9503995L; USRE42084E1; NO982123L; NO982123D0; ES2160844T3; DK0859923T3; AU7593696A; EP0859923A1; JP2000501156A; US5971025A; DE69615212T2; ATE205584T1; CA2235965A1; SE9503995D0; JP3956152B2

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en utvikling av en treveis membranventil beskrevet i WO 95/00782.

Denne kjente membranventilen er beregnet til å regulere en strøm av gassformet eller væskeformet fluid og omfatter et ventilhus som har et ventilkammer. En midtre kanal munner ut i ventilkammeret, og på hver side av denne en første sidekanal og en andre sidekanal. En ventilseteanordning er anordnet i huset, og en elastisk membran er innrettet til å bringes til og bort fra tettende anlegg med i det minste en av ventilseteanordningene ved hjelp av styremidler, for å aktivere membranen. I det minste et parti av hver ventilseteanordning er felles for den midtre kanalen og en av sidekanalene. To reguleringsmidler er anordnet for hvert å trykke membranen mot et slikt parti, for derved å stenge for passasje av fluid mellom den midtre kanalen og den tilhørende sidekanalen, og for hvert å heve et parti av membranen fra det tilhørende partiet av ventilseteanordningen, for derved å åpne for strømningspassasje mellom den midtre kanalen og den tilhørende sidekanalen.

Denne kjente membranventilen har vist seg å virke ekstremt bra. Det er imidlertid et ønske om å omdanne den til en fireveisventil, dvs. en ventil for blanding av tre strømmer, eller for å lede en strøm til ett eller flere av tre forskjellige utløp. Ved at dette oppnås skal den nye membranventilen oppfylle de samme vidtrekkende sanitære betingelser som den tidligere kjente ventilen. Den skal være enkel og pålitelig i bruk og omfatte forholdsvis få bevegelige deler.

Dette formålet oppnås med en membranventil som har de kjennetegnende trekk som er angitt i de etterfølgende patentkrav.

Den foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives nærmere, med henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 er en første sideprojeksjon av en ventil ihht. den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 2 er en planprojeksjon i retningen ll-ll antydet i fig. 1.

Fig. 3 er en andre sideprojeksjon av ventilen ihht. fig. 1 sett i retningen lll-lll antydet

i fig. 1.

Fig. 4 er et vertikalt, midtre snitt etter linjen IV-IV i fig. 3, men i større målestokk. Fig. 5 er et snitt gjennom ventilhuset og den nedre drivenhet, etter linjen V-V i fig. 4.

Fig. 6 er en planprojeksjon av ventilhuset.

Fig. 7 er et snitt etter linjen VII-VII i fig. 6.

Fig. 8 er et snitt etter linjen VII-VIII i fig. 6.

Fig. 9 er et snitt etter linjen IX-IX i fig. 6, og

Fig. 10 viser ventilhuset sett nedenfra.

Den fireveis membranventilen ihht. den foreliggende oppfinnelse omfatter tre hoveddeler: Et ventilhus 11, en øvre drivenhet 12 og en nedre drivenhet 13.

Som angitt innledningsvis, utgjør ventilen ihht. den foreliggende oppfinnelse en utvikling av den treveis membranventilen som er beskrevet i WO 95/00782. Den ventilen omfatter et ventilhus og en drivenhet som kan styre bevegelser av en membran, for å bringe membranen til og bort fra tettende anlegg mot ventilseter anordnet i en øvre flate av ventilhuset, rundt munninger av tre kanaler som er anordnet i ventilhuset, og som hver har en ytre åpning. Den kjente ventilen tilsvarer i alt vesentlig den øvre del av ventilen ihht. den foreliggende oppfinnelse, dvs. den øvre drivenheten 12 og et øvre parti av ventilhuset 11, og skal i det følgende beskrives mere detaljert.

Ventilhuset 11 har et oppover vendende, hovedsakelig sirkulært ventilkammer 14

(fig. 6 - 9) i hvilket munner ut en første sidekanal 15, en midtre kanal 16 og en andre sidekanal 17, som hver har en ytre fluid-forbindelse eller åpning A, B og C. Kanalene 15 og 17 er hovedsakelig symmetrisk anordnet i forhold til den midtre kanalen 16. Munningene til kanalene 15 og 16, og 16 og 17 er adskilt av ventilhusvegger 11a og 11b, som befinner seg symmetrisk i forhold til den midtre kanalen 16. Partier av overflaten til ventilhuset rundt munningene av kanalene danner ventilseter 18 og 19

(fig. 6, 8, 9).

En ettergivende membran 21 (fig. 4) er anordnet på ventilhuset 11 og er innrettet til å bringes til og bort fra tettende anlegg mot i det minste ett av ventilsetene.

For å styre bevegelsene av membranen 21 er ventilen utstyrt med den øvre drivenheten 12, som omfatter styremidler som virker mot membranen og drivmidler for selektiv bevegelse av styremidlene.

Styremidlene omfatter to trykk- og løfteblokker 22 og 23, som styres for bevegelse oppover og nedover inne i det nedre partiet av et hus 24, som danner en del av den øvre drivenheten. Blokkene er innrettet til å trykke et parti hver av membranen 21 mot ventilhuset og de tilhørende seter og å heve tilsvarende partier bort fra ventilhuset. For det sistnevnte formål er membranen 21 utstyrt med to adskilte åk 21a og 21b, som har hovedsakelig T-formede tverrsnitt og befinner seg symmetrisk om et vertikalt symmetriplan, som omfatter midtlinjen til membranen og aksen til den midtre kanalen 16. I en nedre flate har blokkene 22 og 23 opp/ned T-formede utsparinger, som opptar ett av åkene 21a, 21b. I blokkene er festet de nedre ender av trekke- og skyvestaver 25 og 26, som er tettende styrt i en vegg 27 i huset 24.

Stavene 25, 26 er koblet til blokkene 22, 23 ved hjelp av gjengede, koniske tapper

28, 29, som er skrudd inn i gjengede hull i blokkene og har endene innført i spor 30, 31 i stavene. Montering av tappene skjer gjennom åpninger i sideveggene 32, 33 i huset 24, som er lukket av deksler 34, 35.

Drivanordningen for selektiv bevegelse av blokkene 22, 23 omfatter en første sylinder 36 anordnet i huset 24 og en andre sylinder 37 anordnet i et hus 38 som befinner seg på toppen av huset 24 og lukker sylinderen 36 med sin bunn 39.

Stempler 40 og 41 styres i sylindrene 36 og 37 og er fast forbundet med de øvre ender av stavene 25 og 26.

Som det er forklart nærmere og beskrevet i WO 95/00782, rager staven 25 med tetning gjennom sylinderen 36 og det tilhørende stempel 40.

En fjær 41, 42 befinner seg mellom stempelet 40 og bunnen 39 til huset 38 og mellom stempelet 41 og et deksel 44, som lukker sylinderen 37, for å kraftpåvirke stempelet og den tilhørende staven 25, 26 og blokken 22, 23 i retning nedover.

Membranen 21 er tettende fastklemt mellom en ytre ringflate 11' på ventilhuset 11 og tilsvarende ringflater 32', 33' på veggene 32, 33. Som vist i snittet i fig. 4, trykker blokkene 22, 23 et parti av membranen 21 tettende mot setene 18, 19. Selektiv tilførsel av trykksatt fluid (generelt luft) gjennom et innløp 36', 37' (fig. 1) og inn i en sylinder 36, 37 under det tilhørende stempel 40, 41 vil bevirke at den ene eller begge blokkene heves, slik at et parti av membranen heves fra setene 18, 19 mot virkningen av fjærene. Hevning av bare blokken 22 vil bevirke fluidkommunikasjon mellom kanalene 15 og 16 (åpninger A og B), hevning av bare blokken 23 vil bevirke fluidkommunikasjon mellom kanalene 16 og 17 (kanaler B og C), og hevning av begge blokkene 22 og 23 vil bevirke fluidkommunikasjon mellom alle tre kanalene 15, 16 og 17 (åpninger A, B og C). Luft på oversiden av stemplene slippes ut gjennom åpninger 36", 37" (fig. 1).

Så langt som ventilen hittil er beskrevet, tilsvarer den i alt vesentlig en ventil ihht. en andre utførelse av treveisventilen beskrevet i WO 95/00782. I en slik ventil er den midtre kanalen 16 den kanalen gjennom hvilken et medium innføres i ventilen, for å fordeles selektivt til den ene eller begge av sidekanalene 15, 17, eller den midtre kanalen 16 er den kanalen som selektivt kan motta et medium fra den ene eller begge av kanalene 15, 16.

Ihht. den foreliggende oppfinnelse er den kjente ventilen modifisert ved at det er utformet en fjerde åpning D, som selektivt kan settes i kommunikasjon med åpningen B.

Dette er oppnådd ved utformning av et andre ventilkammer 45 i den nedre flaten av ventilhuset 11. Dette ventilkammeret, som i den viste utførelsen også er hovedsakelig sirkulært, kommuniserer gjennom en åpning 46 i ventilhuset med kanalen 16. Åpningen D kommuniserer gjennom en kanal 48 med ventilkammeret 45. Kanalen 48 er hovedsakelig innrettet etter den midtre kanalen 16, dvs. at det også er en midtre kanal i forhold til sidekanalene 15 og 17. En ventilhusvegg 47 inndeler ventilkammeret i to deler, én som kommuniserer med kanalen 48 og én med åpningen 46. En flate på ventilhusveggen danner et ventilsete 49, hovedsakelig tilsvarende ett av ventilsetene 18, 19. Ventilsetet 49 rager i et retning hovedsakelig vinkelrett på retningen til ventilsetene 18, 19, og, av en grunn som skal forklares i det følgende, er fortrinnsvis eksentrisk over ventilkammeret 45. Denne eksentrisiteten tilsvarer fortrinnsvis eksentrisiteten til hvilket som helst av ventilsetene 18, 19.

En andre membran 50 er fastklemt mellom en nedre ringflate 11" på ventilhuset 11 og tilsvarende øvre ringflater 51', 52' på sideveggene 51, 52 til et hus 53, som danner en del av den nedre drivenheten 13. I likhet med den øvre drivenheten 12 omfatter den nedre drivenheten styremidler som påvirker den andre membranen 50 og en drivanordning for å bevege styremidlene.

Disse styremidler omfatter en trykk- og løfteblokk 54, som styres for bevegelse oppover og nedover innenfor veggene 51, 52 i huset 53. Denne blokken er innrettet til å trykke, med et neseparti 54', et parti av membranen 50 mot ventilsetet 49 (se fig. 7) og å heve dette partiet fra ventilsetet. For det sistnevnte formål er membranen 50 utstyrt med et åk 55, som hovedsakelig har et T-formet tverrsnitt og befinner seg eksentrisk, tilsvarende den eksentriske beliggenheten til ventilsetet 49.

I en øvre flate har blokken 54 en opp/ned T-formet utsparing 56 for innføring av åket 55. I blokken 54 er fastgjort den øvre enden av en trekke- og skyvestav 57, som styres med tetning i en vegg 58 i huset 53.

Staven 57 er koblet til blokken 54 ved hjelp av en gjenget, konisk tapp 59, som er skrudd inn i et gjenget hull i blokken og har sin ende innført i et spor 60 i staven. Montering av tappen skjer gjennom en åpning i en sidevegg i huset 53, som er lukket av et deksel 61.

Drivanordningen for å bevege blokken 54 omfatter en sylinder 62 utformet i huset 53. Et stempel 63 styres i sylinderen 62 og er fast forbundet med den nedre enden av staven 57. En fjær 64 er anbrakt mellom stempelet 63 og et deksel 65, som lukker sylinderen 62, for å trykke stempelet og den tilhørende staven 57 og blokken 54 i retning oppover.

Tilførsel av trykksatt fluid (generelt luft) gjennom et innløp 66 (se fig. 3 og 4) og inn i sylinderen 62 vil bevirke at stempelet 63 beveges nedover mot kraften i fjæren 64, for derved å senke det partiet av membranen 50 som tetter mot ventilsetet 49 fra dette setet og muliggjøre strømning fra kanalen 48 (åpning D) gjennom åpningen 46, til kanalen 16 (åpning B), eller vice versa. Følgelig kan åpningen B forbindes med hver av åpningene A, C og D, samtidig med åpningene A + C, A + D, eller C + D, eller samtidig med åpningene A + C + D. Luft på undersiden av stempelet 63 slippes ut gjennom en åpning 67 (fig. 3).

For å oppnå en ensartet senkning av membranen 50 kan den være utstyrt med et andre åk 55', som er innført i en andre utsparing 56' i blokken 54, slik som vist i fig. 5. Denne membranen, som har to åk, er fortrinnsvis identisk med membranen 21, og dette er grunnen til at det foretrekkes at ventilsetet 49 befinner seg eksentrisk i ventilkammeret 45.

Det foretrekkes dessuten å fremstille blokkene 22, 23 og 54 av det samme emnet med form som en sylindrisk bolt. Bolten kappes, og hver avkappet del formes til enten en blokk 54, eller til to blokker 22 og 23.

Det vil fremgå for fagfolk på området at fjærene 42, 43, 64 kan erstattes av andre midler som driver stemplene i en retning som trykker membranen mot de tilhørende ventilseter. Særlig når det gjelder store ventiler, omfatter slike midler fortrinnsvis bruken av trykkluft.

Det fremgår av fig. 1 og 2 og av fig. 6 og 10 at ventilhuset 11 har øvre og nedre flenser 68, 69. Disse flenser benyttes for å fastspenne den øvre og nedre drivenheten mot ventilhuset 11 ved hjelp av bolter og muttere 70.

I fig. 1, 2 og 3 er det også vist bolthoder 71, 72 for fastgjøring av dekslene 44, 65 til husene 38 og 53.

Claims

1. Membranventil for regulering av en strøm av gassformet eller flytende fluid og omfattende et ventilhus (11), som har et første ventilkammer (14), i hvilket munner ut en midtre kanal (16) og på hver sin side av denne en første sidekanal (15) og en andre sidekanal (17), som hver har en ytre tilkobling (A, B, C) for fluid, en første og andre ventilseteanordning (18, 19) anordnet i huset, en første elastisk membran (21) innrettet til å bringes til og bort fra tettende anlegg mot i det minste den ene av den første og andre ventilseteanordningen, idet i det minste et parti av hver ventilseteanordning er felles for den midtre kanalen (16) og en av sidekanalene (15, 17), og første og andre styreanordninger (22, 23) er anordnet for å trykke den første membranen (21) mot en ventilseteanordning, for derved å stenge for passasje av fluid mellom den midtre kanalen og den tilhørende sidekanalen, og for hver å heve et parti av den første membranen fra den tilhørende ventilseteanordningen, for derved å åpne for passasje av fluid mellom den midtre kanalen og den tilhørende sidekanalen, karakterisert ved at

ventilhuset (11) er utstyrt med et andre ventilkammer (45), i hvilket munner ut en fjerde kanal (48), som har en ytre tilkobling (D) for fluid og som kommuniserer med den midtre kanalen (16) gjennom en åpning (46) i ventilhuset, at en tredje ventilseteanordning (49) er anordnet i det andre ventilkammeret (45), at en andre elastisk membran (52) er anordnet og innrettet til å bringes til og bort fra tettende anlegg mot den tredje ventilseteanordningen (49), og at en tredje styreanordning (54) er anordnet for å trykke den andre membranen (52) mot den tredje ventilseteanordningen (49), for derved å stenge for passasje av fluid mellom den fjerde kanalen (48) og den midtre kanalen (16), og å frigjøre membranen fra anlegget mot den tredje ventilseteanordningen (49), for derved å åpne for passasje av fluid mellom den fjerde kanalen (48) og den midtre kanalen (16).

2. Membranventil som angitt i krav 1,karakterisert ved at det første ventilkammeret (14) befinner seg på én side av ventilhuset (11) og det andre ventilkammeret (45) befinner seg på en motsatt side av ventilhuset.

3. Membranventil som angitt i krav 1,karakterisert ved at den fjerde kanalen (48) hovedsakelig er innrettet etter den midtre kanalen (16).

4. Membranventil som angitt i krav 1,karakterisert ved at den tredje ventilseteanordningen (49) rager hovedsakelig vinkelrett på retningen til den første og andre ventilseteanordningen (18, 19).

5. Membranventil som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den første og andre ventilseteanordningen (18, 19) er anordnet symmetrisk i forhold til et vertikalt symmetriplan gjennom ventilen, hvilket plan inneholder den midtre kanalen (16), at den første og andre styreanordningen (22, 23) er anordnet symmetrisk om et midtre parti av den første membranen (21), for å virke mot denne over en av den første og andre ventilseteanordningen (18, 19), slik at den tredje ventilseteanordningen (49) befinner seg eksentrisk i det andre ventilkammeret (45), og at den tredje styreanordningen (54) er innrettet til å virke mot den andre membranen (52) over den tredje ventilseteanordningen (49).