WO2007048163A1 - Quetschventil - Google Patents

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WO2007048163A1
WO2007048163A1 PCT/AT2006/000442 AT2006000442W WO2007048163A1 WO 2007048163 A1 WO2007048163 A1 WO 2007048163A1 AT 2006000442 W AT2006000442 W AT 2006000442W WO 2007048163 A1 WO2007048163 A1 WO 2007048163A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pinch valve
clamping
membrane
central axis
valve
Prior art date
Application number
PCT/AT2006/000442
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Johann Pohn
Gerhard FÜHRER
Martin Fritz
Reinhard Hafellner
Original Assignee
E. Hawle Armaturenwerke Gmbh
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 E. Hawle Armaturenwerke Gmbh filed Critical E. Hawle Armaturenwerke Gmbh
Publication of WO2007048163A1 publication Critical patent/WO2007048163A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/02—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with tubular diaphragm
    • F16K7/04—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with tubular diaphragm constrictable by external radial force
    • F16K7/06—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with tubular diaphragm constrictable by external radial force by means of a screw-spindle, cam, or other mechanical means
    • F16K7/063—Lever clamps

Definitions

  • the invention relates to a pinch valve, as described in the preamble of claim 1.
  • Pinch valves in which a flow path for a fluid formed by a flexible, cylindrical membrane or sleeve is closed by radially compressing the diaphragm are particularly useful where the mechanics of a valve is not intended to contact the fluid to be delivered, such as e.g. aggressive or contaminated fluids that may affect or destroy the valve mechanism.
  • known types of pinch valves often have a large overall length, which requires a relatively large space requirement for installation.
  • Blendenregulierschieber with a relatively short length for flow control of liquid, granular, gaseous or other media is known.
  • This comprises a plurality of diaphragm elements, which are adjustable relative to each other by a diaphragm mechanism transverse to the flow direction and thereby change the flow cross-section of the slider.
  • a tubular elastic rubber diaphragm which is compressed by the shutter elements upon actuation of the slide and thereby the flow area can be reduced or completely closed.
  • a disadvantage of this embodiment of a pinch valve is that the diaphragm circumference is compressed by the shutter elements in the closed state approximately in one point and inevitably an uncontrolled formation of wrinkles occurs, on the one hand causes a strong mechanical stress on the membrane and on the other hand, the tight completion of the Slider adversely affects. Furthermore, the mutual sliding of the edges between the cooperating diaphragm elements act large frictional forces, whereby high actuation forces for the adjustment of the slider are required.
  • the mounting of the clamping elements on joint arrangements with the central axis largely parallel pivot axes allows a short length of the valve and is structurally easily realized by hinges or by bending joints.
  • the pivot axes are largely parallel to the central axis, but can also deviate from it, for example, for structural reasons, for example, up to an angle of 20 ° thereof.
  • Cooperating clamping elements can have different shape and size and execute the pivoting movement in the same direction or in different directions when closing the pinch valve.
  • the drive device for the clamping elements can be based on a manual operation in the simplest case, but also include a drive motor, whereby the valve adjustment can be automated and done in hard to reach installation positions.
  • the formation of the pinch valve with exactly two clamping elements is inexpensive to produce and causes a gentle compression of the membrane by a simple deformation movement.
  • a circular cylindrical design of the passage in the valve housing is advantageous because the connected pipes usually also have a circular cylindrical cross-section, and the circular cylindrical shape can be produced inexpensively. Likewise, the membrane abutting the inner wall of the passage is less expensive to manufacture than others, e.g. rectangular cross-sectional shapes.
  • the clamping surfaces of the clamping elements are formed by general cylindrical surfaces with generatrix parallel to the center or the flow direction generatrix, since such surfaces can be made relatively simple and with high accuracy and a surface contact of the compressed membrane inside is effected with a correspondingly good sealing effect.
  • flat clamping surfaces are to be regarded as a limiting case of a cylinder surface, if a straight line is used as a guide curve, through which the generator is moved in parallel.
  • clamping surfaces can also be curved in two dimensions, for example toroidal or spherical, with opposite inner sides of the membrane being able to touch along a line or flat in the closed state, depending on the design of the co-operating clamping surfaces.
  • Another advantageous feature is to design the contour of the co-operating clamping surfaces so that they can be approximated along the entire effective contour to a distance less than or equal to twice the wall thickness of the membrane and the flow cross-section determined by the membrane be completely and pressure-tightly closed can. Due to the elastic properties of the membrane, the pinch valve is also insensitive to small foreign bodies which can be absorbed by the membrane by deformation.
  • the clamping elements can be pivoted so far away from the central axis, that the clamping surfaces in the flow position of the pinch valve are completely outside the passage, i. the diaphragm releases the maximum flow area without deformation.
  • the wall thickness of the membrane can be chosen to be relatively thin, since the pressure in the shut-off line is taken up by the end faces of the clamping elements and the membrane is supported flat at corresponding fluid pressure of the clamping elements.
  • the cooperating clamping elements form, except for the passage opening for the membrane, a closed shut-off area corresponding to a topological tiling of the passage cross-section. It is also advantageous to form the clamping surfaces of the clamping elements identical, whereby in particular an identical embodiment of the clamping elements is possible. When closed, there is then a point symmetry between the clamping surfaces when viewed axially.
  • a further advantageous embodiment of the pinch valve is to assemble the clamping surfaces, viewed in the axial direction in each case from two continuous mutually merging, oppositely curved general Zylindemiantelab bainen, in particular of two circular cylinder jacket sections. If one does not consider changes in length due to expansion of the membrane, when the valve is closed, half the circumference of the undeformed membrane will be approximately equal to the arc length of the compressed membrane. Now, if the clamping surfaces are curved, the distance or the chord between the end points of the compressed membrane is shorter than with flat clamping surfaces and, accordingly, the length of the clamping elements can be smaller.
  • the space requirement for the movement space of the clamping elements can be reduced and the valve housing can be made smaller than with longer clamping elements with flat clamping surfaces.
  • the circular cylindrical shape is even easier to produce than a general cylindrical shape. When viewed in the closed state, the two clamping elements resemble a so-called Ying-Yang symbol.
  • a particularly space-saving arrangement of the clamping elements is formed by the hinge assembly adjacent part of the clamping surface as a concave circular cylindrical shell portion and the hinge assembly more distant part of the clamping surface as a convex circular cylindrical shell portion, whereby the required pivot angle of the clamping elements between fully closed to completely open flow area is particularly small ,
  • the required length of the clamping elements by curved clamping surfaces To minimize can be formed according to a development, a clamping surface of a first clamping member in the form of a concave circular cylinder jacket portion and a cooperating clamping surface of a second clamping member in the form of a convex circular cylinder jacket portion.
  • Another embodiment of the invention is to provide each clamping element with its own drive device, whereby the pivoting movements of the individual clamping elements can be carried out independently of one another, with appropriate control of the drive devices, e.g. in order to effect a reduction of the flow cross-section by a certain amount by pivoting in only one clamping element or to execute the swiveling-in process of the clamping elements one after the other.
  • all clamping elements can be adjusted by a common drive device at the same time, whereby a rapid change of the free fürströmqueritess and a correspondingly short ⁇ ffhungs- or closing time of the pinch valve is possible. Since the pinch valve is used in many cases only as a pure closure fitting, the restriction to a drive means a reduction of possible sources of error.
  • An advantageous embodiment of the drive device comprises a coaxial to the central axis, rotatable control ring and a plurality of the control ring each with a clamping element hingedly connecting coupling elements.
  • the drive of the control ring can be placed in an area outside the parts moved in the pinch valve.
  • the sprocket can run over the entire circumference of the control ring or even arranged only in sections.
  • An advantageous embodiment is to guide the control ring with its inner diameter on one or more circular cylindrical guide surfaces, since this is a structurally simple solution and the forces acting radially on the control ring from the drive forces are absorbed over a large area and with a small surface pressure.
  • a further embodiment of the pinch valve is advantageous, in which the clamping elements are slidably guided in the axial direction between two parallel inner surfaces of the valve housing.
  • the formation of the pinch valve according to a further sub-claim, according to which the joint arrangements are mounted on a valve housing relative to the fixed diaphragm rotatable about the central adjusting ring, allows the direction in which the clamping elements press on the membrane by rotating the adjusting ring can be changed.
  • the kinks at the ends between the clamping surfaces resulting from the complete compression of the membrane are thus not always located at the same point in the membrane. ran and the life of the membrane can be significantly increased.
  • the adjusting ring is arranged in the valve housing coaxial with the central axis and guided in corresponding guide surfaces in the valve housing, similar to that described above for the adjusting ring.
  • the switching device may comprise a, independent of the force acting on the adjusting ring drive device drive for the adjusting ring or in a gear arrangement that transforms the movement of the control ring in a stepwise adjustment of the adjusting ring.
  • a step transmission, a one-way clutch or a combination thereof are used.
  • this advantageously consists of an elastomer selected from a group comprising rubber, PTFE, silicone, EPDM, NBR, TPE, TPU.
  • an elastomer selected from a group comprising rubber, PTFE, silicone, EPDM, NBR, TPE, TPU.
  • the chemical resistance to the fluid to be pumped as well as to aging must be taken into consideration.
  • this tension layer may be limited to a central portion between the front edges, which lies in the region of the recesses or cavities.
  • the tension layer can have circumferentially acting reinforcing threads, which reduce the flexibility in the axial direction only slightly.
  • flange approaches which are axially secured in the valve housing by clamping.
  • the flange approaches can additionally have on the outer circumference a circumferential bead, which in a corresponding groove in the valve housing comes to rest, whereby the fit of the fixation is improved.
  • the membrane may have on the outer periphery of the central axis outwardly facing expansion folds. These run preferably in the circumferential direction and in a further embodiment only over portions of the outer periphery, whereby only there is additional material available, where strong deformations occur and the membrane experiences high strains.
  • Forming the membrane with a ratio of inner diameter of the undeformed membrane to the length of the membrane in the flow direction with a value greater than 1 results in a short length of the pinch valve and thereby an extension of the possible uses.
  • An advantage for an economical production of the pinch valve is when the valve housing from at least two in the flow direction behind the other and arranged perpendicular to the flow direction, flat plates with holes or recesses for the passage, the clamping elements and the drive device is formed.
  • Another advantage of this design is to fix the Flanschan accounts the membrane according to another dependent claim between two plates by a clamping connection. This can be done simply by the fact that the thickness of the flange lugs is chosen to be greater than a receiving this recess between the assembled during assembly plates.
  • the design of the pinch valve according to two further subclaims relates to size relationships between components, whereby favorable mechanical conditions of the power transmission between the coupling elements and the clamping elements are achieved. The following geometric relationships have proved favorable.
  • the coupling elements in the closed position approximately in the direction of the central axis and a relatively large angle of rotation of the control ring causes only a small displacement of the clamping element.
  • the edge at the transition from the clamping surfaces to the transverse to the central axis oriented end faces of the clamping elements with a chamfer or a rounding to avoid premature tearing of the membrane by sharp edges.
  • FIG. 1 shows a pinch valve according to the invention, viewed in the open position and axially in the flow direction, in a simplified representation
  • FIG. 2 shows an inventive pinch valve in another embodiment, in the open position, viewed in cross-section axially in the flow direction.
  • FIG. 3 shows a pinch valve according to the invention according to FIG. 2, in the closed position, cut longitudinally;
  • FIG. 4 shows an inventive pinch valve according to FIG. 2, in the closed position, viewed axially in the direction of flow in cross section;
  • FIG. 5 shows an inventive pinch valve in a modified clamping surface design, in the closed position, viewed axially in the flow direction in cross section.
  • Fig. 6 shows a Ausf ⁇ ihrungsform the diaphragm of the pinch valve half cut in an oblique view.
  • a erfmdungsconcees pinch valve 1 is shown in the open position or flow position.
  • a valve housing 2 forms a cylindrical passage 3 through which a fluid, in particular a liquid or a gas can enter or exit the pinch valve 1 which is guided in a pipeline 4.
  • the shape of the passage 3 is selected in the embodiment as a straight circular cylinder, but can be replaced by any general cylinder with other cross-sectional shapes such. oval, elliptical, square, rectangular, etc. be formed in which the lateral surface is formed by parallel generatrix.
  • a flexible membrane 6 is arranged, which defines a flow cross section 8 for the fluid with its inner shell 7.
  • the front edges 9 of the diaphragm 6 are fixed to the inner wall 5 of the passage 3.
  • the membrane 6 In the open state of the pinch valve 1, the membrane 6 is undeformed and is due to its own stiffness and / or by the pressure prevailing in the pipe 4 internal pressure on the inner wall 5 at.
  • the flow cross section corresponds approximately to the clear cross section of the pipeline 4.
  • the operation of the pinch valve 1 consists in a reduction of the flow cross-section 8 by a deformation or a clamping of the membrane 6 by compressing opposite peripheral portions between the fixed edges 9 in the region of the central axis 10 of the passage 3.
  • the hinge assemblies 12 are formed in the illustrated embodiments by hinges, but may also be formed by bending joints by the clamping elements 11 is connected in each case by a bending soft element with the valve housing 2.
  • the pivot axes 13 are oriented parallel to the central axis 10, but may also be slightly inclined to the central axis 10 thereof for structural reasons.
  • the functional surfaces of the clamping elements 11 are essentially formed by a respective clamping surface 14 and in the axial direction by an end face 16 facing the throughflow direction 15 and a downstream end face 17.
  • the clamping elements 11 and the hinge assemblies 12 are arranged in the exemplary embodiments point-symmetrical or diametrically with respect to the central axis 10, deviating from a different positioning of the hinge assemblies 12 and thus also the pivot axes 13 would be possible.
  • a mirror-symmetrical arrangement would also be possible conceivable in which the joint arrangements 12 are arranged near the plane of symmetry and the closing movement of the clamping elements 11 takes place in opposite directions.
  • the clamping elements 11 are each operatively connected to a drive device 18.
  • the drive device 18 can be based on a wide variety of operating principles, by way of example only the following types of drive are mentioned: pneumatic, hydraulic, electric rotary or linear motors possibly combined with a transmission such. a gear transmission, worm gear, coupling gear, etc.
  • Figs. 2 and 3 show another embodiment of the pinch valve 1 according to the invention in transverse and longitudinal section and that Fig. 2 in almost fully open position and Fig. 3 in the fully closed position.
  • the elastic membrane 6 is arranged in the cylindrical passage 3, wherein the fixing of the frontal edges 9 by two Flanschan instruments 19, each between an outer housing plate 20 and an inner housing plate 21 axially clamped, whereby the frontal edges 9 at the inner wall 5 of the passage 3 are held and a seal of the mechanism of the pinch valve 1 is ensured before contact with the fluid in the pipe 4.
  • the inner jacket 7 of the membrane 6 defines the passage cross-section 8, which is circular at the front edges 9 by clamping, between the edges depending on the position of the clamping elements 11 deformed approximately transversely to the central axis 10 and thereby reduced.
  • Clamping elements 11 are each pivotally mounted in a hinge assembly 12 with pivot axis 13 parallel to the central axis 10.
  • the hinge assembly 12 includes a fixed bolt that connects the two inner housing plates 21 and a bore in the clamping element 11, which includes the bolt.
  • a pin fixed in the clamping element 11 and protruding on both sides in the axial direction would also be conceivable which is rotatably guided in bores of the valve housing or inner housing plates 21. Deviating from the joint arrangement, it can also be formed by a bending element.
  • the thickness 22 between the end faces 16, 17 of the clamping elements 11 in the axial direction is chosen so that they are guided with little axial play between two inner surfaces of the inner housing plates 21.
  • the clamping surfaces 14 can not be formed by flat surfaces, but also curved surfaces, in particular general cylindrical surfaces with generatrices parallel to the central axis 10.
  • the clamping surfaces 14 are each formed of two continuous and tangentially merging into each other, oppositely curved circular cylindrical shell sections 23, 24.
  • the circular cylinder jacket section 23 closer to the joint arrangement 12 is concave when viewed axially, ie curved inwards, the circular cylinder jacket section 24 farther from the hinge arrangement 12 is convex, ie curved outwards, and the radii of curvature of both sections are approximately equal.
  • the resulting contour of the clamping surface 14 is similar to a waveform.
  • the clamping surfaces 14 can also be formed from flat partial surfaces of different directions, with a contour in cross-section which resembles a zigzag line, whereby the total length of the completely compressed diaphragm 6 can likewise be shortened compared with a straight-line deformation. Furthermore, the points at which the diaphragm 6 is deformed are precisely defined and provision can be made at these positions for premature breakage.
  • Fig. 3 it is also seen that the edges are provided at the transition from the clamping surfaces 14 to the transverse to the central axis 10 oriented end faces 16,17 of the clamping elements 11 with a chamfer or a rounding.
  • the drive device 18 for carrying out the pivoting movement comprises a drive shaft 25 which penetrates the valve housing 2 and is manually driven (for example) by means of a setting lever, a crank, a handwheel or the like or is operatively connected to a servomotor, two on the drive shaft 25 sitting pinion 26 and two disc-shaped control rings 27 with a ring gear 28 which are driven by the pinion 26.
  • the two control rings 27 are arranged concentrically to the central axis 10, connected to each other by spacer elements 29 and are arranged around the passage 3 and the clamping elements 11 pivotally.
  • the control rings 27 are pivotally connected by means of two coupling elements 30 with the clamping elements 11, wherein in each case a first end portion 31 of the coupling element 30 is pivotally mounted in a first pivot point 32 between the control rings and a second end portion 33 of the coupling element in a second pivot point 34 ver with a clamping element 11 ver - is tied.
  • the pivot points 32, 34 are similar to the hinge assemblies 12 formed.
  • the second end portions 33 of the coupling elements 30 protrude into recesses 35 on the side facing away from the central axis 10, circular arc-shaped backs of the clamping elements 11.
  • the recesses 35 are also designed so that the coupling elements 30 at fully open pinch valve 1, that is maximum of the central axis 10 wegge pivoted clamping elements 11 come to rest in the recesses 35, whereby the space required for the drive mechanism is low overall.
  • coupling elements 30 and clamping elements 11 locking mechanism has proven to realize the following proportions.
  • the distance from the central axis 10 to the first articulation point 32 of the coupling element 30 on the control ring 27 is about 1.6 times greater than the distance between the central axis 10 and the pivot axis 13 of the clamping element 11, furthermore, the distance between the pivot axis 13 of the clamping element 11 and the second pivot point 34 of the coupling element 30 is about 1.8 times greater than the distance between the first pivot point 32 and the second pivot point 34 on the coupling element 30th
  • control rings 27 are guided with their inner diameter 36 on circular-cylindrical guide surfaces 37 formed by the valve housing 2 or the inner housing plates 21.
  • the first articulation points 32 of the coupling elements 30 are guided on a circular path section about the central axis 10 and the second articulation points on a circular path section about the pivot axes 13, whereby clamping elements 11 in the direction of Center axis 10 are pivoted and the membrane 6 is compressed between the clamping surfaces 14.
  • the passage cross-section 8 is reduced to zero and the pinch valve 1 is shut off.
  • the longitudinal axes of the coupling elements 30 are in this position approximately in the radial direction, whereby similar to the action of a toggle lever very high closing forces are exerted on the clamping elements 11.
  • a further embodiment of the pinch valve 1 is shown in cross-section, also viewed in the fully closed position axially in the flow direction.
  • the cooperating clamping elements 11 are not identical but different by the formation of their clamping surfaces 14.
  • a first clamping surface 14 is convexly curved while the second, with the first cooperating clamping surface 14 is concavely curved.
  • the diaphragm 6 is thereby not deformed symmetrically when pivoting the clamping elements 11, but compressed in the form of a circular arc.
  • the joint arrangements 12 are again arranged diametrically relative to the central axis 10, but could again be arranged at a position deviating therefrom.
  • end portions 38 which are very much deformed, upon actuation of the pinch valve 1 not at a To leave position, but to change by the end portions 38 are adjustable by an adjusting device 39 in different positions on the circumference of the membrane.
  • One possible embodiment is shown in FIG. 5.
  • the adjusting device 39 comprises an adjusting drive 40 which substantially corresponds to the drive of the control rings 27 and drives a pinion 41 in the interior of the valve housing 2.
  • This pinion 41 acts via an external toothing 42 on an adjusting ring 43, which is rotatably mounted coaxially to the central axis 10 and relative to the valve housing 2.
  • the clamping elements 11 acting on the fixedly clamped membrane 6 are now not supported in the stationary valve housing 2, but in the adjusting ring 43 rotatable relative to the membrane 6.
  • the position of the clamping elements 11 is thus determined not only by the angle of rotation of the control rings 27 alone, but the relative angle between the control rings 27 and the adjusting ring 43.
  • the required to close and open the pinch valve 1 reciprocating pivotal movement of the control rings 27 is for repositioning the end portions 38 added a common rotation of the adjusting ring 43 and the control rings 27 with the clamping elements 11 and coupling elements 30 connecting them.
  • This adjustment may be e.g. take place at each valve actuation, the rotational angle of the adjusting ring 43 and control rings 27 must be coordinated by the mechanical coupling each other.
  • the tuning can be done by the control of the two pinions 26, 41, but can be done in the simplest case by solely rotating the adjusting ring 43 in a half-open position of the pinch valve 1. In any case, it is a prerequisite that the adjusting ring 43 can not be moved by the pivotal movement of the control rings 27 alone, but is self-locking or held in its position by an additional brake between the adjusting operations. For large adjustment angles, e.g. If the end regions 38 of the diaphragm 6 loaded by buckling are to travel over the entire circumference, it is necessary, as shown in FIG. 5, to carry the toothed rim 28 on the control rings 27 and the external teeth 42 of the adjusting ring 43 over the entire circumference.
  • Fig. 6 shows an embodiment of the diaphragm 6 of the pinch valve 1 half cut in an oblique view.
  • the outer circumference of the Mitteil Telachse 10 outwardly facing expansion creases 44 arranged. These extend in the circumferential direction and have an axial distance which is greater than the thickness 22 of the clamping elements 11, whereby they facilitate the deformation of the diaphragm 6 in the radial direction, but do not cause uncontrolled folds between the clamping surfaces 14.
  • the flange projections 19 formed radially outwardly from the frontal edges 9 can be seen.
  • the membrane 6 is provided with a tensile tensile layer 45 which is incorporated in the interior of the membrane wall.
  • the tension layer 45 may be formed as a woven fabric or has a plurality of largely circumferentially extending reinforcing threads 46, while in the axial direction, the extensibility may not be restricted too much, so the tension layer 45 mainly act in the circumferential direction or even should have a certain elasticity.
  • the membrane 6 itself consists of reasons of the required elasticity of an elastomer such as rubber, PTFE, silicone, EPDM, NBR, TPE 5 TPU, etc.
  • FIGS. 1 and 2 also show two recesses 47 protruding outwards in the valve housing 2, the cylindrical inner wall 5 outwardly projecting, which can receive the ends of the compressed membrane 6 in order to avoid uncontrolled wrinkling between the clamping surfaces 14. Furthermore, the recesses 47 in the undeformed state of the membrane 6 can accommodate the aforementioned expansion folds 44.
  • FIGS. 2, 4, 5 and 6 form the subject of independent solutions according to the invention.
  • the relevant objects and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.
  • valve housing 37 guide surface

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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Quetschventil (1) umfassend ein Ventilgehäuse (2) das einen zylindrischen Durchgang (3) bildet, eine an der Innenwand (5) des Durchgangs (3) angeordnete, weitgehend zylindrische, an ihren stirnseitigen Rändern (9) an der Innenwand (5) des Durchganges (3) fixierte, flexible Membran (6), die mit ihrem Innenmantel (7) einen Durchflussquerschnitt (8) für ein Fluid umgrenzt, sowie zumindest zwei zusammenwirkende, mittels einer Antriebsvorrichtung (18) quer zur Mittelachse (10) des Durchgangs (3) verstellbare Klemmelemente (11) die bei Annäherung an die Mittelachse (10) mit Klemmflächen (14) gegenüberliegende Umfangsabschnitte der Membran (6) zwischen den Rändern (9) annähern und dabei den Durchflussquerschnitt (8) verringern und gegebenenfalls verschließen. Dabei sind die Klemmelemente (11) an Gelenkanordnungen (12) mit zur Mittelachse (10) weitgehend parallelen Schwenkachsen (13) gelagert.

Description

Quetschventil
Die Erfindung betrifft ein Quetschventil, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben.
Quetschventile, bei denen ein von einer flexiblen, zylinderförmigen Membran oder Manschette gebildeter Durchflussweg für ein Fluid durch radiales Zusammendrücken der Membran verschlossen wird, sind insbesondere dort im Einsatz, wo die Mechanik eines Ventils nicht mit dem zu fördernden Fluid in Kontakt treten soll, wie z.B. bei aggressiven oder verunreinigten Flüssigkeiten, die die Ventilmechanik beeinträchtigen oder zerstören können. Bekannte Aus- führungsformen von Quetschventilen besitzen allerdings häufig eine große Baulänge, wodurch ein relativ großer Platzbedarf für den Einbau erforderlich ist.
Aus AT 222 965 ist ein Blendenregulierschieber mit relativ kurzer Baulänge zur Durchflussregelung von flüssigen, körnigen, gasförmigen oder sonstigen Medien bekannt. Dieser um- fasst mehrere Blendenelemente, die durch eine Blendenmechanik quer zur Durchströmrichtung relativ zueinander verstellbar sind und dadurch den Durchflussquerschnitt des Schiebers verändern. In einer speziellen Ausführung gemäß Seite 4 der Beschreibung (vorletzter Absatz) ist im Durchgang eine rohrförmige, elastische Membran aus Gummi eingesetzt, die bei Betätigung des Schiebers von den Blendenelementen zusammengedrückt wird und dadurch der Durchflussquerschnitt verringert bzw. vollständig verschlossen werden kann.
Von Nachteil bei dieser Ausführung eines Quetschventils ist, dass der Membranumfang durch die Blendenelemente im geschlossenen Zustand annähernd in einem Punkt zusammengedrückt wird und dabei zwangsläufig eine unkontrollierte Bildung von Falten auftritt, die einerseits eine starke mechanische Belastung für die Membran bewirkt und andererseits das dichte Abschließen des Schiebers nachteilig beeinfiusst. Weiters wirken beim gegenseitigen Abgleiten der Kanten zwischen den zusammenwirkenden Blendenelementen große Reibungskräfte, wodurch hohe Betätigungskräfte für die Verstellung des Schiebers erforderlich sind.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Quetschventil mit kurzer Baulänge bereitzustellen, das eine geringe mechanische Belastung für die Membran bewirkt und eine stabile, verlustarme Mechanik zum Zusammendrücken der Membran besitzt. Diese Aufgabe der Erfindung wird durch das eingangs genannte Quetschventil, bei dem die Klemmelemente an Gelenkanordnungen mir zur Mittelachse weitgehend parallelen Schwenkachsen gelagert sind, gelöst. Zwischen den zusammenwirkenden, in den Durchgang einschwenkenden Klemmelementen wird die im unverformten Zustand zylindrische Membran zwischen ihren fixierten Rändern schonend und ohne Bildung von Falten zusammengedrückt wobei sich gegenüberliegende Umfangsabschnitte entlang einer Linie oder flächig berühren und den Fließweg für das Fluid verschließen. Die Lagerung der Klemmelemente an Gelenkanordnungen mit zur Mittelachse weitgehend parallelen Schwenkachsen ermöglicht eine kurze Baulänge des Ventils und ist durch Drehgelenke oder durch Biegegelenke konstruktiv leicht realisierbar. Die Schwenkachsen sind dabei weitgehend parallel zur Mittelachse, können aber auch davon z.B. aus konstruktiven Gründen etwa bis zu einem Winkel von 20° davon abweichen. Zusammenwirkende Klemmelemente können dabei unterschiedliche Form und Größe aufweisen und beim Schließen des Quetschventils die Schwenkbewegung gleichsinnig oder in unterschiedlichen Richtungen ausführen. Die Antriebsvorrichtung für die Klemmelemente kann im einfachsten Fall auf einer manuellen Betätigung basieren, jedoch auch einen Antriebsmotor umfassen, wodurch die Ventilverstellung automatisiert und in schwer zugänglichen Einbaulagen erfolgen kann.
Die Ausbildung des Quetschventils mit genau zwei Klemmelementen ist kostengünstig herzu- stellen und bewirkt ein schonendes Zusammendrücken der Membran durch eine einfache Verformungsbewegung.
Vorteilhaft ist eine punktsymmetrische Anordnung der Gelenkanordnungen bezüglich der Mittelachse, wodurch die zusammenwirkenden Klemmelemente zumindest ähnliche Abmes- sungen besitzen und ohne aufwändige Umrüstvorgänge hergestellt werden können.
Obwohl nicht zwingend erforderlich, ist eine kreiszylindrische Ausbildung des Durchgangs im Ventilgehäuse von Vorteil, da die angeschlossenen Rohre meist ebenfalls einen kreiszylindrischen Querschnitt besitzen, und die Kreiszylinderform kostengünstig herstellbar ist. Ebenso ist die an der Innenwand des Durchgangs anliegende Membran kostengünstiger herstellbar als andere, z.B. rechteckige Querschnittsformen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Quetschventils ist es vorteil- haft, wenn die Klemmflächen der Klemmelemente durch allgemeine Zylinderflächen mit zur Mittelachse bzw. der Durchströmrichtung parallelen Erzeugenden gebildet sind, da solche Flächen relativ einfach sowie mit hoher Genauigkeit hergestellt werden können und eine flächige Berührung der zusammengedrückten Membraninnenseite mit dementsprechend guter Dichtwirkung bewirkt wird. Auch ebene Klemmflächen sind als Grenzfall einer Zylinderfläche zu betrachten, wenn als Leitkurve, durch die die Erzeugende parallel verschoben wird, eine Gerade verwendet wird. Die Klemmflächen können jedoch auch in zwei Dimensionen gekrümmt, z.B. torusförmig oder ballig ausgebildet sein, wobei sich gegenüberliegende Innenseiten der Membran im abgesperrten Zustand je nach Ausführung der zusammenwirken- den Klemmflächen entlang einer Linie oder flächig berühren können.
Eine weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht darin, die Kontur der zusammenwirkenden Klemmflächen so auszubilden, dass diese entlang der gesamten wirksamen Kontur auf einen Abstand kleiner oder gleich der doppelten Wandstärke der Membran angenähert werden kön- nen und der von der Membran bestimmte Durchflussquerschnitt vollständig und druckdicht verschlossen werden kann. Durch die elastischen Eigenschaften der Membran ist das Quetschventil auch unempfindlich auf kleine Fremdkörper die von der Membran durch Verformung aufgenommen werden können.
Strömungstechnisch von Vorteil ist, wenn die Klemmelemente so weit von der Mittelachse weggeschwenkt werden können, dass die Klemmflächen in der Durchflussstellung des Quetschventils vollständig außerhalb des Durchgangs liegen, d.h. die Membran ohne Verformung den maximalen Durchflussquerschnitt freigibt.
Durch die Ausbildung der Klemmelemente gemäß einem weiteren Unteranspruch, wonach in Sperrstellung d.h. im geschlossenen Zustand des Quetschventils der gesamte Querschnitt des Durchgangs verschlossen ist kann die Wandstärke der Membran relativ dünn gewählt werden, da der Druck in der abgesperrten Leitung von den Stirnflächen der Klemmelemente aufgenommen wird und die Membran bei entsprechendem Fluiddruck von den Klemmelementen flächig unterstützt ist. Die zusammenwirkenden Klemmelemente bilden bis auf die Durch- trittsöffhung für die Membran eine geschlossene Absperrfläche entsprechend einer topolo- gischen Parkettierung des Durchgangquerschnitts. Ebenfalls günstig ist es, die Klemmflächen der Klemmelemente identisch auszubilden, wodurch insbesondere auch eine identische Ausführung der Klemmelemente möglich ist. Im geschlossenen Zustand besteht dann zwischen den Klemmflächen bei axialer Betrachtung eine Punktsymmetrie.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung des Quetschventils besteht darin, die Klemmflächen, in axialer Richtung betrachtet jeweils aus zwei stetig ineinander übergehenden, gegensinnig gekrümmten allgemeinen Zylindemiantelabschnitten, insbesondere aus zwei Kreiszylindermantelabschnitten zusammenzusetzen. Lässt man Längenänderungen durch Dehnungen der Mem- bran außer Betracht wird beim Schließen des Ventils der halbe Umfang der unverformten Membran etwa zur Bogenlänge der zusammengedrückten Membran. Sind nun die Klemmflächen gekrümmt, ist der Abstand bzw. die Sehne zwischen den Endpunkten der zusammengedrückten Membran kürzer, als bei ebenen Klemmflächen und dementsprechend kann die Länge der Klemmelemente kleiner sein. Dadurch kann der Platzbedarf für den Bewegungs- räum der Klemmelemente reduziert werden und das Ventilgehäuse kleiner ausgeführt werden, als bei längeren Klemmelementen mit ebenen Klemmflächen. Die Kreiszylinderform ist gegenüber einer allgemeinen Zylinderform noch einfacher herzustellen. Die beiden Klemmelemente ähneln bei Betrachtung im geschlossenen Zustand einem so genannte Ying- Yang- Symbol.
Eine besonders Platz sparende Anordnung der Klemmelemente entsteht dadurch den der Gelenkanordnung benachbarten Teil der Klemmfläche als konkaven Kreiszylindermantelabschnitt und den von der Gelenkanordnung weiter entfernten Teil der Klemmfläche als konvexen Kreiszylindermantelabschnitt auszubilden, wodurch der erforderliche Schwenkwinkel der Klemmelemente zwischen vollständig geschlossenem zum vollständig geöffnetem Durchströmquerschnitt besonders klein ist.
Abweichend von den letzten Ausführungsformen kann es jedoch auch vorteilhaft sein, die Klemmflächen der zusammenwirkenden Klemmelemente unterschiedlich auszubilden, z.B. wenn die Bauform des Ventilgehäuses einen eingeschränkten Schwenkwinkel für ein Klemmelement erzwingt.
Um wiederum die erforderliche Länge der Klemmelemente durch gekrümmte Klemmflächen zu minimieren kann nach einer Weiterbildung eine Klemmfläche eines ersten Klemmelements in Form eines konkaven Kreiszylindermantelabschnittes und eine damit zusammenwirkende Klemmfläche eines zweiten Klemmelements in Form eines konvexen Kreiszylindermantelabschnittes ausgebildet sein.
Eine andere Ausfuhrungsform der Erfindung besteht darin, jedes Klemmelement mit einer eigenen Antriebsvorrichtung auszustatten, wodurch die Schwenkbewegungen der einzelnen Klemmelemente bei entsprechender Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen unabhängig voneinander ausgeführt werden können, z.B. um durch Einschwenken nur eines Klemmelements eine Reduktion des Durchflussquerschnitts um einen bestimmten Betrag zu bewirken oder den Einschwenkvorgang der Klemmelemente nacheinander auszufuhren.
Zum Unterschied dazu können gemäß einer anderen Ausfuhrung jedoch auch alle Klemmelemente von einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung gleichzeitig verstellt werden, wodurch eine schnelle Veränderung des freien Durchströmquerschnitts und eine dementsprechend kurze Öffhungs- bzw. Schließzeit des Quetschventils möglich ist. Da das Quetschventil in vielen Fällen nur als reine Abschlussarmatur eingesetzt wird, bedeutet die Beschränkung auf eine Antriebseinrichtung eine Verringerung möglicher Fehlerquellen.
Eine vorteilhafte Ausführung der Antriebsvorrichtung umfasst einen zur Mittelachse koaxial angeordneten, drehbaren Steuerring und mehrere, den Steuerring jeweils mit einem Klemmelement gelenkig verbindende Koppelelemente. Dadurch wird die Bewegung des Steuerrings über die Koppelelemente gleichzeitig auf alle Klemmelemente übertragen. Diese Anordnung des Steuerrings ist Platz sparend und ermöglicht relativ kleine Außenabmessungen des Quetschventils.
Durch die Ausführung mit einem am Außenumfang des Steuerrings angeordneten Zahnkranz kann der Antrieb des Steuerrings in einen Bereich außerhalb der im Quetschventil bewegten Teile gelegt werden. Der Zahnkranz kann dabei über den gesamten Umfang des Steuerrings verlaufen oder auch nur abschnittsweise angeordnet sein.
Weiters von Vorteil ist es, den Zahnkranz durch ein Zahnritzel anzutreiben, das seinerseits durch einen Stellhebel, eine Stellkurbel oder einen Stellmotor angetrieben ist. die Wahl des Übersetzungsverhältnisses zwischen Zahnritzel und Zahnkranz kann die Schließkraft in einem weiten Bereich beeinflusst werden.
Eine vorteilhafte Ausfuhrung besteht darin, den Steuerring mit seinem Innendurchmesser auf einer oder mehreren kreiszylindrischen Führungsflächen zu führen, da dies eine konstruktiv einfache Lösung ist und die vom Antrieb radial auf den Steuerring wirkenden Kräfte großflächig und mit kleiner Flächenpressung aufgenommen werden.
Gemäß einem weiteren Unteranspruch ist es aus Gründen der Stabilität günstig, zwei Steuer- ringe, die durch Distanzelemente koaxial miteinander verbunden sind, vorzusehen. Dadurch wird, in Durchströmrichtung betrachtet, ein symmetrischer Aufbau des Quetschventils erreicht, wodurch seitlich wirkende Zwangskräfte, die das mechanische Zusammenwirken Steuerring, Koppelelementen und Klemmelementen ungünstig beeinflussen können.
Weiters ist es dadurch möglich, erste Endabschnitte der Koppelelemente zwischen den Steuerringen schwenkbar zu lagern, wobei die Koppelelemente bei vollständig geöffnetem Ventil Platz sparend zwischen den Steuerringen zu liegen kommen.
Ebenfalls Platz sparend ist es, zweite Endabschnitte der Koppelelemente jeweils in einer Aus- nehmung in den Klemmelementen schwenkbar zu lagern.
Vorteilhaft ist eine weitere Ausführungsform des Quetschventils, bei dem die Klemmelementen in axialer Richtung zwischen zwei parallelen Innenflächen des Ventilgehäuses gleitend geführt sind. Dadurch werden einerseits Zwischenräume, in die die unter Innendruck stehende Membran ausweichen könnte vermieden und andererseits im abgesperrten Zustand auf die Klemmelemente wirkende Druckkräfte in das Ventilgehäuse abgeleitet.
Die Ausbildung des Quetschventil nach einem weiteren Unteranspruch, wonach die Gelenkanordnungen an einem im Ventilgehäuse relativ zur fixierten Membran um die Mittelachse drehbaren Verstellring gelagert sind, ermöglicht, dass die Richtung, in der die Klemmelemente auf die Membran drücken durch Verdrehen des Verstellringes verändert werden kann. Die beim vollständigen Zusammendrücken der Membran entstehenden Knickstellen an den Enden zwischen den Klemmflächen befinden sich somit nicht immer an der selben Stelle der Memb- ran und die Lebensdauer der Membran kann deutlich erhöht werden. Der Verstellring ist dazu im Ventilgehäuse koaxial zur Mittelachse angeordnet und in entsprechenden Führungsflächen im Ventilgehäuse geführt, ähnlich wie zuvor beim Stellring beschrieben.
Von Vorteil ist weiters eine Schaltvorrichtung, die den Verstellring in Winkelschritten um die Mittelachse dreht, wodurch die Verstellung z.B. nach jedem vollständigen Öffnen des Quetschventils automatisch erfolgen kann. Die Schaltvorrichtung kann dabei einen, von der auf den Stellring wirkenden Antriebsvorrichtung unabhängigen Antrieb für den Verstellring umfassen oder auch in einer Getriebeanordnung, die die Bewegung des Steuerrings in eine schrittweise Verstellbewegung des Verstellrings umformt. Dazu kann z.B. ein Schrittgetriebe, eine Freilaufkupplung oder eine Kombination daraus eingesetzt werden.
Um die für die zwangsläufige Dehnung der Membran ausreichende Elastizität zu erzielen, besteht diese vorteilhaft aus einem Elastomer, ausgewählt einer Gruppe umfassend Gummi, PTFE, Silikon, EPDM, NBR, TPE, TPU. Bei der Auswahl ist neben den mechanischen Eigenschaften auch die chemische Beständigkeit gegenüber dem zu fördernden Fluid als auch gegen Alterung zu berücksichtigen.
Um ein Ausweichen der unter Innendruck stehenden Membran in die für die Bewegung der Klemmelemente erforderlichen Hohlräume oder Ausnehmungen im Ventilgehäuse zu verhindern kann es insbesondere bei dünnen Wandstärken der Membran von günstig sein, diese mit einer zugfesten Zugschicht ausgestattet ist, diese kann dabei im Inneren der Membranwand oder auch am Außenumfang angeordnet sein. Um die Flexibilität der Membran insgesamt nicht zu stark einzuschränken kann die Größe dieser Zugschicht auf einen Mittenabschnitt zwischen den stirnseitigen Rändern beschränkt sein, der im Bereich der Ausnehmungen oder Hohlräume liegt.
Weiters kann die Zugschicht in Umfangsrichtung wirkende Verstärkungsfäden aufweisen, die die Flexibilität in axialer Richtung nur geringfügig reduzieren.
Zur Fixierung der stirnseitigen Ränder der Membran ist es vorteilhaft wenn diese Flanschansätze ausbildet, die im Ventilgehäuse axial durch Klemmen befestigt werden. Die Flanschansätze können dabei zusätzlich am Außenumfang einen umlaufenden Wulst aufweisen, der in einer entsprechenden Rille im Ventilgehäuse zu liegen kommt, wodurch der Formschluss der Fixierung verbessert wird.
Um die Dehnung der Membran an den kritischen Stellen z.B. den Kanten der Klemmelemente zu reduzieren, kann die Membran am Außenumfang von der Mittelachse nach außen weisende Dehnfalten aufweisen. Diese verlaufen vorzugsweise in Umfangsrichtung und in einer weiteren Ausfuhrungsform nur über Teilabschnitte des Außenumfangs, wodurch nur dort zusätzliches Material zur Verfügung steht, wo starke Verformungen auftreten und die Membran hohe Dehnungen erfährt.
Eine Ausbildung der Membran mit einem Verhältnis von Innendurchmesser der unverformten Membran zur Länge der Membran in Durchflussrichtung mit einen Wert größer als 1 ergibt eine kurze Baulänge des Quetschventils und dadurch eine Erweiterung der Verwendungsmöglichkeiten.
Um die unkontrollierte Bildung von Falten beim Zusammendrücken der Membran weitgehend zu vermeiden, ist es von Vorteil, in der Innenwand des Durchgangs im Ventilgehäuse von der Mittelachse nach außen weisende Ausnehmungen zur Aufnahme der verformten Membran bzw. der Dehnfalten vorzusehen, insbesondere wenn die zusammengedrückte Membran über den Durchmesser des Durchgangs hinausragen würde.
Von Vorteil für eine wirtschaftliche Herstellung des Quetschventils ist, wenn das Ventilgehäuse aus zumindest zwei in Durchströmrichtung betrachtet hintereinander liegenden und zur Strömungsrichtung rechtwinkelig angeordneten, ebenen Platten mit Bohrungen bzw. Ausneh- mungen für den Durchgang, die Klemmelemente und die Antriebsvorrichtung gebildet ist.
Durch die kurze Baulänge kann auf diese Weise das Ventilgehäuse aus, mit einfachen Mitteln und trotzdem mit hoher Genauigkeit zu fertigenden Bauteilen aufgebaut werden.
Ein weiterer Vorteil dieser Bauweise besteht darin, die Flanschansätze der Membran gemäß einem weiteren Unteranspruch zwischen jeweils zwei Platten durch eine Klemmverbindung zu fixieren. Dies kann einfach dadurch erfolgen, dass die Dicke der Flanschansätze größer gewählt ist, als eine diese aufnehmende Ausnehmung zwischen den bei der Montage zusammengefügten Platten. Die Ausbildung des Quetschventils gemäß zweier weiterer Unteransprüche betrifft Größenverhältnisse zwischen Bauteilen, wodurch günstige mechanische Verhältnisse der Kraftübertragung zwischen den Koppelelementen und den Klemmelementen erzielt werden. Dabei haben sich folgende geometrischen Beziehungen als günstig erwiesen. Ein Verhältnis des Radi- us zwischen Mittelachse und Anlenkpunkt des ersten Endabschnitts eines Koppelelements am Steuerring zum Abstand zwischen Mittelachse und Schwenkachse des Klemmelements mit einem Wert ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1,4, insbesondere 1,6 und einer oberen Grenze von 2, insbesondere 1,8 sowie ein Verhältnis des Schwenkradius zwischen Schwenkachse und dem Anlenkpunkt des zweiten Endabschnitts des Koppelelements am Klemmelement zum Abstand bzw. Koppellänge zwischen den Anlenkpunkten am ersten und am zweiten Endabschnitt des Koppelelements mit einem Wert ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1,4, insbesondere 1,6 und einer oberen Grenze von 2, insbesondere 1,8. In dieser Ausführung weisen die Koppelemente in der geschlossenen Stellung annähernd in Richtung der Mittelachse und ein relativ großer Drehwinkel des Steuerrings bewirkt nur eine geringe Verschiebung des Klemmelements. Durch das in dieser Lage bestehende Übersetzungsverhältnis zwischen Steuerring und Klemmelementen wirken sehr hohe Schließkräfte, die ein vollständiges Zusammendrücken und Abdichten des Ventils bewirken.
Zur Schonung der Membran ist es vorteilhaft, die Kante am Übergang von den Klemmflächen zu den quer zur Mittelachse orientierten Stirnflächen der Klemmelemente mit einer Fase oder einer Abrundung auszustatten, um einem vorzeitigen Einreißen der Membran durch scharfe Kanten zu vermeiden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Quetschventil, in geöffneter Stellung und axial in Durch- Strömrichtung betrachtet, in vereinfachter Darstellung;
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Quetschventil in anderer Ausführung, in geöffneter Stellung, im Querschnitt axial in Durchströmrichtung betrachtet; Fig. 3 ein erfmdungsgemäßes Quetschventil gemäß Fig. 2, in geschlossener Stellung, längs geschnitten;
Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Quetschventil gemäß Fig. 2, in geschlossener Stellung, axial in Durchströmrichtung betrachtet im Querschnitt;
Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Quetschventil in geänderter Klemmflächenausführung, in geschlossener Stellung, axial in Durchströmrichtung betrachtet im Querschnitt;
Fig. 6 eine Ausfϊihrungsform der Membran des Quetschventils halb geschnitten in Schrägdarstellung.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausfuhrungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer- den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
In der Fig. 1 ist ein erfmdungsgemäßes Quetschventil 1 in offener Stellung bzw. Durchfluss- Stellung dargestellt. Ein Ventilgehäuse 2 bildet einen zylindrischen Durchgang 3 durch den ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit oder ein Gas in das Quetschventil 1 ein- bzw. austreten kann das in einer Rohrleitung 4 geführt ist. Die Form des Durchgangs 3 ist im Ausführungsbeispiel als gerader Kreiszylinder gewählt, kann jedoch durch jeden allgemeinen Zylinder mit anderen Querschnittsformen wie z.B. oval, elliptisch, viereckig, rechteckig usw. ge- bildet sein bei dem die Mantelfläche durch parallele Erzeugende gebildet ist.
An der Innenwand 5 des Durchgangs 3 ist eine flexible Membran 6 angeordnet, die mit ihrem Innenmantel 7 einen Durchflussquerschnitt 8 für das Fluid umgrenzt. Die stirnseitigen Ränder 9 der Membran 6 sind an der Innenwand 5 des Durchgangs 3 befestigt. Im geöffneten Zustand des Quetschventils 1 ist die Membran 6 unverformt und liegt durch ihre eigene Formsteifigkeit und/oder durch den in der Rohrleitung 4 herrschenden Innendruck an der Innenwand 5 an. Um optimale Strömungsverhältnisse für das Fluid zu erzielen, entspricht der Durchflussquer- schnitt annähernd dem lichten Querschnitt der Rohrleitung 4.
Die Wirkungsweise des Quetschventils 1 besteht in einer Reduktion des Durchflussquerschnitts 8 durch eine Verformung bzw. ein Abklemmen der Membran 6 durch Zusammendrücken gegenüberliegender Umfangsabschnitte zwischen den fixierten Rändern 9 im Bereich der Mittelachse 10 des Durchgangs 3. Dazu sind im Inneren des Ventilgehäuses 2 zumindest zwei Klemmelemente 11 angeordnet, die an Gelenkanordnungen 12 schwenkbar gelagert sind. Die Gelenkanordnungen 12 sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen durch Drehgelenke gebildet, können aber auch durch Biegegelenke gebildet sein, indem die Klemmelemente 11 jeweils durch ein biege weiches Element mit dem Ventilgehäuse 2 verbunden ist. Die Schwenkachsen 13 sind dabei parallel zur Mittelachse 10 orientiert, können jedoch auch davon aus baulichen Gründen leicht schräg zur Mittelachse 10 orientiert sein. Die Funktionsflächen der Klemmelemente 11 sind im wesentlichen durch jeweils eine Klemmfläche 14 sowie in axialer Richtung durch eine der Durchströmrichtung 15 zugewandte Stirnfläche 16 und eine stromabwärts orientierte Stirnfläche 17 gebildet.
Jeweils zwei Klemmelemente 11 sind in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse 10 angeordnet und liegen bei komplett geöffnetem Quetschventil 1 (siehe Fig. 1) zur Gänze außerhalb des Durchgangs 3 bzw. der unverformten Membran 6. Bei Betätigung des Quetschventils 1 quetschen sie durch eine Schwenkbewegung in Richtung der Mittelachse 10 mit ihren Klemm- flächen 14 die Membran 6 zusammen und verringern bzw. versperren dadurch den Durchflussquerschnitt 8. Im abgesperrten Zustand werden gegenüberliegende Abschnitte des Innenmantels 7 der Membran 6 flächig gegeneinander gedrückt und bewirken somit eine gute Abdichtung des geschlossenen Quetschventils 1.
Die Klemmelemente 11 und die Gelenkanordnungen 12 sind in den Ausfuhrungsbeispielen punktsymmetrisch bzw. diametral bezüglich der Mittelachse 10 angeordnet, abweichend davon wäre auch eine andere Positionierung der Gelenkanordnungen 12 und damit auch der Schwenkachsen 13 möglich. Beispielsweise wäre auch eine spiegelsymmetrische Anordnung denkbar, bei der die Gelenkanordnungen 12 nahe der Symmetrieebene angeordnet sind und die Schließbewegung der Klemmelemente 11 gegensinnig erfolgt.
Zur Durchfuhrung der Schwenk- bzw. Schließbewegung sind die Klemmelemente 11 jeweils mit einer Antriebsvorrichtung 18 wirkverbunden. Die Antriebseinrichtung 18 kann auf verschiedensten Funktionsprinzipien basieren, beispielhaft seien nur folgende Antriebsarten genannt: pneumatische, hydraulische, elektrische Dreh- oder Linearmotoren evtl. kombiniert mit einem Getriebe wie z.B. einem Zahnradgetriebe, Schneckengetriebe, Koppelgetriebe usw.
Die Fig. 2 und 3 zeigen eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Quetschventils 1 im Quer- und Längsschnitt und zwar Fig. 2 in fast vollständig geöffneter Stellung und Fig. 3 in vollständig geschlossener Stellung. Im Ventilgehäuse 2 ist im zylindrischen Durchgang 3 die elastische Membran 6 angeordnet, wobei die Fixierung deren stirnseitigen Ränder 9 durch zwei Flanschansätze 19, die jeweils zwischen einer äußeren Gehäuseplatte 20 und einer inne- ren Gehäuseplatte 21 axial geklemmt werden, wodurch die stirnseitigen Ränder 9 an der Innenwand 5 des Durchgangs 3 gehalten werden und eine Abdichtung der Mechanik des Quetschventils 1 vor Kontakt mit dem Fluid in der Rohrleitung 4 sichergestellt ist. Der Innenmantel 7 der Membran 6 umgrenzt dabei den Durchtrittsquerschnitt 8, der an den stirnseitigen Rändern 9 durch die Einspannung kreisförmig ist, zwischen den Rändern je nach Stellung der Klemm- elemente 11 in etwa quer zur Mittelachse 10 verformt und dadurch verringert ist. Die zwei
Klemmelemente 11 sind jeweils in einer Gelenkanordnung 12 mit zur Mittelachse 10 parallelen Schwenkachse 13 schwenkbar gelagert. Die Gelenkanordnung 12 umfasst dabei einen feststehenden Bolzen, der die zwei inneren Gehäuseplatten 21 verbindet und eine Bohrung im Klemmelement 11, die den Bolzen umfasst. Alternativ wäre auch ein im Klemmelement 11 fixierter und dieses in axialer Richtung beidseitig überragender Bolzen denkbar der in Bohrungen des Ventilgehäuses bzw. der inneren Gehäuseplatten 21 drehbar geführt ist. Die Gelenkanordnung kann abweichend davon auch durch ein Biegeelement gebildet sein.
Die Dicke 22 zwischen den Stirnflächen 16, 17 der Klemmelemente 11 in axialer Richtung ist so gewählt, dass diese mit geringem axialen Spiel zwischen zwei Innenflächen der inneren Gehäuseplatten 21 geführt sind. Dadurch werden zusätzliche Spalten, in welche die unter Innendruck stehende Membran 6 ausweichen könnte, vermieden und zusätzlich die auf die Stirnfläche 16 der Klemmelemente 11 axial wirkenden Druckkräfte auch von der inneren Gehäuseplatte 21 aufgenommen und nicht ausschließlich von den Gelenkanordnungen 12.
Die Klemmflächen 14 können abweichend zum Ausführungsbeispiel in Fig. 1 nicht durch ebene Flächen gebildet, sondern auch gekrümmte Flächen, insbesondere allgemeine zylindri- sehe Flächen mit zur Mittelachse 10 parallelen Erzeugenden. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 sind die Klemmflächen 14 jeweils aus zwei stetig und tangential ineinander übergehenden, gegensinnig gekrümmten Kreiszylindermantelabschnitten 23, 24 gebildet. Der der Gelenkanordnung 12 nähere Kreiszylindermantelabschnitt 23 ist bei axialer Betrachtung gemäß Fig. 2 konkav, also nach innen gekrümmt, der von der Gelenkanordnung 12 weiter ent- fernte Kreiszylindermantelabschnitt 24 ist konvex, also nach außen gekrümmt und die Krümmungsradien beider Abschnitte sind annähernd gleich. Die sich daraus ergebende Kontur der Klemmfläche 14 ähnelt einer Wellenform. Bei der Wahl der Kontur ist darauf zu achten, dass die zusammenwirkenden, gegenüberliegenden Klemmflächen 14 einander vollständig, zumindest bis auf die doppelte Dicke der Membran 6 angenähert werden können. Die Klemmflä- chen 14 können abweichend von den genannten gekrümmten Flächen auch aus ebenen Teilflächen unterschiedlicher Richtung gebildet sein, mit einer Kontur im Querschnitt, die einer Zickzacklinie ähnelt, wodurch die Gesamtlänge der vollständig zusammengedrückten Membran 6 ebenfalls gegenüber einer geradlinigen Verformung verkürzt werden kann. Weiters sind dadurch die Punkte, an denen die Membran 6 verformt wird genau definiert und können an diesen Positionen Vorkehrungen gegen vorzeitigen Bruch getroffen werden.
In Fig. 3 ist auch ersichtlich, dass die Kanten am Übergang von den Klemmflächen 14 zu den quer zur Mittelachse 10 orientierten Stirnflächen 16,17 der Klemmelemente 11 mit einer Fase oder einer Abrundung versehen sind.
Die Antriebsvorrichtung 18 zur Durchführung der Schwenkbewegung umfasst im Ausführungsbeispiel eine das Ventilgehäuse 2 durchdringende Antriebswelle 25, die (nicht dargestellt) z.B. mittels eines Stellhebels, einer Stellkurbel, einem Handrad oder ähnlichem manuell angetrieben ist oder mit einem Stellmotor wirkverbunden ist, zwei auf der Antriebswelle 25 sitzende Zahnritzel 26 sowie zwei scheibenförmige Steuerringe 27 mit einem Zahnkranz 28, die vom Zahnritzel 26 angetrieben sind. Die beiden Steuerringe 27 sind konzentrisch zur Mittelachse 10 angeordnet, durch Distanzelemente 29 miteinander verbunden und sind rings um den Durchgang 3 sowie die Klemmelemente 11 schwenkbar angeordnet. Die Steuerringe 27 sind mittels zweier Koppelelemente 30 gelenkig mit den Klemmelementen 11 verbunden, wobei jeweils ein erster Endabschnitt 31 des Koppelelements 30 in einem ersten Anlenkpunkt 32 schwenkbar zwischen den Steuerringen gelagert ist und ein zweiter Endabschnitt 33 des Koppelelements in einem zweiten Anlenkpunkt 34 schwenkbar mit einem Klemmelement 11 ver- bunden ist. Die Anlenkpunkte 32, 34 sind dabei ähnlich wie die Gelenkanordnungen 12 ausgebildet. Die zweiten Endabschnitte 33 der Koppelelemente 30 ragen dabei in Ausnehmungen 35 auf den von der Mittelachse 10 abgewandten, kreisbogenförmigen Rückseiten der Klemmelemente 11. Die Ausnehmungen 35 sind darüber hinaus so gestaltet, dass die Koppelelemente 30 bei vollständig geöffnetem Quetschventil 1, also maximal von der Mittelachse 10 wegge- schwenkten Klemmelementen 11 in den Ausnehmungen 35 zu liegen kommen, wodurch der Platzbedarf für die Antriebsmechanik insgesamt gering ist.
Als besonders vorteilhaft für die kinematischen Verhältnisse der aus Steuerringen 27, Koppelelementen 30 und Klemmelementen 11 bestehenden Schließmechanik hat sich erwiesen, folgende Größenverhältnisse zu realisieren.
Der Abstand von Mittelachse 10 zum ersten Anlenkpunkt 32 des Koppelelements 30 auf dem Steuerring 27 ist etwa 1,6 mal größer als der Abstand zwischen der Mittelachse 10 und der Schwenkachse 13 des Klemmelements 11, weiters ist der Abstand zwischen der Schwenk- achse 13 des Klemmelements 11 und dem zweiten Anlenkpunkt 34 des Koppelelements 30 ist etwa 1,8 mal größer als der Abstand zwischen dem ersten Anlenkpunkt 32 und dem zweiten Anlenkpunkt 34 am Koppelelement 30.
Die Steuerringe 27 sind mit ihrem Innendurchmesser 36 auf vom Ventilgehäuse 2 bzw. den inneren Gehäuseplatten 21 gebildeten kreiszylindrischen Führungsflächen 37 geführt.
Die im Längsschnitt in Fig. 3 erkennbare Symmetrie der Membran 6 sowie des Schließmechanismus bewirkt, dass trotz kurzer Bauweise und der zum dichten Absperren des Quetschventils 1 hohen zu übertragenden Kräfte kaum Reaktionskräfte in axialer Richtung auftreten, wodurch mechanisch eine hohe Zuverlässigkeit erzielt wird.
In Fig. 4 ist das Quetschventil 1 gemäß der Ausführung in den Fig. 2 und 3 in vollständig geschlossener Stellung axial in Durchströmrichtung betrachtet im Querschnitt dargestellt. Hier- bei ist das Zusammenwirken der Klemmelemente 11 und die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung 18 noch einmal erkennbar.
Durch die Drehung der Steuerringe 27 etwa um eine Vierteldrehung um die Mittelachse 10 wer- den die ersten Anlenkpunkte 32 der Koppelelemente 30 auf einem Kreisbahnabschnitt um die Mittelachse 10 und die zweiten Anlenkpunkte auf einem Kreisbahnabschnitt um die Schwenkachsen 13 geführt, wodurch Klemmelemente 11 in Richtung der Mittelachse 10 eingeschwenkt werden und die Membran 6 zwischen den Klemmflächen 14 zusammengedrückt wird. Der Durchtrittsquerschnitt 8 wird dabei auf Null reduziert und das Quetschventil 1 ist abgesperrt.
Die Längsachsen der Koppelelemente 30 stehen in dieser Lage annähernd in radialer Richtung, wodurch ähnlich der Wirkung eines Kniehebels sehr hohe Schließkräfte auf die Klemmelemente 11 ausgeübt werden.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des Quetschventils 1 im Querschnitt dargestellt, ebenfalls in vollständig geschlossener Stellung axial in Durchströmrichtung betrachtet. In dieser Ausführung sind die zusammenwirkenden Klemmelemente 11 nicht identisch sondern durch die Ausbildung ihrer Klemmflächen 14 unterschiedlich.
Eine erste Klemmfläche 14 ist dabei konvex gekrümmt während die zweite, mit der ersten zusammenwirkende Klemmfläche 14 konkav gekrümmt ist. Die Membran 6 wird dadurch beim Einschwenken der Klemmelemente 11 nicht symmetrisch verformt, sondern in Form eines Kreisbogens zusammengedrückt. Die Gelenkanordnungen 12 sind bei der dargestellten Ausführung wieder diametral bezogen auf die Mittelachse 10 angeordnet, könnten aber wie- der an einer davon abweichenden Position angeordnet sein.
Wie in den Fig. 4 und 5 erkennbar, wird die Membran 6 beim vollständigen Schließen des Quetschventils 1 an ihren Endbereichen 38 durch Knicken sehr stark verformt, weshalb in diesen Bereichen hohe Anforderungen an die Elastizität und die Haltbarkeit der Membran 6 gestellt werden, insbesondere, wenn immer die gleichen Bereiche beansprucht werden.
Eine Möglichkeit diese Beanspruchungsspitzen zu reduzieren besteht darin, die Endbereiche 38, die sehr stark verformt werden, bei der Betätigung des Quetschventils 1 nicht an einer Position zu belassen, sondern zu verändern, indem die Endbereiche 38 durch eine Verstellvorrichtung 39 in verschiedene Positionen am Umfang der Membran verstellbar sind. Eine mögliche Ausfuhrung ist in Fig. 5 dargestellt.
Die Verstell Vorrichtung 39 umfasst einen Verstellantrieb 40, der im wesentlichen dem Antrieb der Steuerringe 27 entspricht und ein Zahnritzel 41 im Inneren des Ventilgehäuses 2 antreibt. Dieses Zahnritzel 41 wirkt über eine Außenverzahnung 42 auf einen Verstellring 43, der koaxial zur Mittelachse 10 und relativ zum Ventilgehäuse 2 drehbar gelagert ist. Die auf die fix eingespannte Membran 6 wirkenden Klemmelemente 11 sind nun nicht im ortsfesten Ventilgehäuse 2 gelagert, sondern im relativ zur Membran 6 drehbaren Verstellring 43.
Die Stellung der Klemmelemente 11 ist somit nicht nur vom Drehwinkel der Steuerringe 27 alleine bestimmt, sondern vom relativen Drehwinkel zwischen den Steuerringen 27 und dem Verstellring 43. Der zum Schließen und Öffnen des Quetschventils 1 erforderlichen hin- und hergehenden Schwenkbewegung der Steuerringe 27 wird zur Neupositionierung der Endbereiche 38 eine gemeinsame Drehung des Verstellrings 43 und der Steuerringe 27 mit den diese verbindenden Klemmelementen 11 und Koppelelementen 30 hinzugefügt. Diese Verstellung kann dabei z.B. bei jeder Ventilbetätigung erfolgen, wobei die Drehwinkel von Verstellring 43 und Steuerringen 27 durch die mechanische Kopplung jeweils aufeinander abgestimmt sein müssen. Die Abstimmung kann durch die Ansteuerung der beiden Zahnritzel 26, 41 erfolgen, kann aber im einfachsten Fall durch alleiniges Verdrehen des Verstellringes 43 in einer halbgeöffneten Stellung des Quetschventils 1 erfolgen. Vorraussetzung dafür ist jedenfalls, dass der Verstellring 43 nicht alleine durch die Schwenkbewegung der Steuerringe 27 mitbewegt werden kann, sondern selbsthemmend ist oder durch einen zusätzliche Bremse zwischen den Verstellvorgängen in seiner Position gehalten wird. Für große Verstellwinkel, z.B. wenn die durch Knicken belasteten Endbereiche 38 der Membran 6 über den gesamten Umfang wandern sollen, ist es wie in Fig. 5 dargestellt nötig, den Zahnkranz 28 an den Steuerringen 27 und die Außenverzahnung 42 des Verstellringes 43 über den gesamten Umfang auszuführen.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Membran 6 des Quetschventils 1 halb geschnitten in Schrägdarstellung. Um die beim Schließen des Quetschventils 1 auftretende Dehnung der Membran 6 zu verringern sind bei dieser Ausführungsform am Außenumfang von der Mit- telachse 10 nach außen weisende Dehnfalten 44 angeordnet. Diese verlaufen in Umfangsrich- tung und besitzen einen axialen Abstand der größer ist, als die Dicke 22 der Klemmelemente 11, wodurch sie die Verformung der Membran 6 in radialer Richtung erleichtern, jedoch keine unkontrollierte Falten zwischen den Klemmflächen 14 verursachen. Weiters sind die von den stirnseitigen Rändern 9 radial nach außen ausgebildeten Flanschansätze 19 erkennbar.
Um eine unkontrollierte Verformung der Membran 6 durch den in der Rohrleitung 4 herrschenden Innendruck zu verhindern ist die Membran 6 mit einer zugfesten Zugschicht 45 ausgestattet, die im Inneren der Membranwand eingearbeitet ist. Die Zugschicht 45 kann als Ge- webe ausgebildet sein oder weist mehrere weitgehend in Umfangsrichtung verlaufende Verstärkungsfäden 46 auf, während in axialer Richtung die Dehnbarkeit nicht zu stark eingeschränkt werden darf, also die Zugschicht 45 hauptsächlich in Umfangsrichtung wirken oder selbst eine gewisse Elastizität aufweisen sollte.
Die Membran 6 selbst besteht aus Gründen der erforderlichen Elastizität aus einem Elastomer wie z.B. Gummi, PTFE, Silikon, EPDM, NBR, TPE5 TPU usw.
In den Fig. 1 und 2 sind weiters noch zwei, die zylindrische Innenwand 5 nach außen überragende Ausnehmungen 47 im Ventilgehäuse 2 dargestellt, die die Enden der zusammenge- drückten Membran 6 aufnehmen können, um eine unkontrollierte Faltenbildung zwischen den Klemmflächen 14 zu vermeiden. Weiters können die Ausnehmungen 47 im unverformten Zustand der Membran 6 die vorgenannten Dehnfalten 44 aufnehmen.
Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Kupplungsvorrichtung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Quetschventils 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Aus- führungs Varianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfuhrungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche deiikbaren Ausfuhrungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausfuhrungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mitumfasst.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 ; 2 — 4, 5 und 6 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenaufstellung
1 Quetschventil 36 Innendurchmesser
2 Ventilgehäuse 37 Führungsfläche
3 Durchgang 38 Endbereich
4 Rohrleitung 39 Verstellvorrichtung
5 Innenwand 40 Verstellantrieb
6 Membran 41 Zahnritzel
7 Innenmantel 42 Außenverzahnung
8 Durchflussquerschnitt 43 Verstellring
9 Rand 44 Dehnfalte
10 Mittelachse 45 Zugschicht
11 Klemmelement 46 Verstärkungsfaden
12 Gelenkanordnung 47 Ausnehmung
13 S chwenkachse
14 Klemmfläche
15 Durchströmrichtung
16 Stirnfläche
17 Stirnfläche
18 Antriebsvorrichtung
19 Flanschansatz
20 Gehäuseplatte
21 Gehäuseplatte 22 Dicke
23 Kreiszylindermantelabschnitt
24 Kreiszylindermantelabschnitt
25 Antriebswelle
26 Zahnritzel
27 Steuerring
28 Zahnkranz
29 Distanzelement
30 Koppelelement
31 Endabschnitt
32 Anlenkpunkt
33 Endabschnitt
34 Anlenkpunkt 35 Ausnehmung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Quetschventil (1) umfassend ein Ventilgehäuse (2) das einen zylindrischen Durchgang (3) bildet, eine an der Innenwand (5) des Durchgangs (3) angeordnete, weitgehend zylindri- sehe, an ihren stirnseitigen Rändern (9) an der Innenwand (5) des Durchganges (3) fixierte, flexible Membran (6), die mit ihrem Innenmantel (7) einen Durchflussquerschnitt (8) für ein Fluid umgrenzt, sowie zumindest zwei zusammenwirkende, mittels einer Antriebsvorrichtung (18) quer zur Mittelachse (10) des Durchgangs (3) verstellbare Klemmelemente (11) die bei Annäherung an die Mittelachse (10) mit Klemmflächen (14) gegenüberliegende Umfangsab- schnitte der Membran (6) zwischen den Rändern (9) annähern und dabei den Durchflussquerschnitt (8) verringern und gegebenenfalls verschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmelemente (11) an Gelenkanordnungen (12) mit zur Mittelachse (10) weitgehend parallelen Schwenkachsen (13) gelagert sind.
2. Quetschventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses genau zwei Klemmelemente (11) aufweist.
3. Quetschventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkanordnungen (12) punktsymmetrisch in Bezug auf die Mittelachse (10) angeordnet sind.
4. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (3) kreiszylindrisch ausgebildet ist.
5. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmflächen (14) durch allgemeine Zylinderflächen mit zur Mittelachse (10) parallelen Erzeugenden gebildet sind.
6. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmflächen (14) zweier Klemmelemente (11) entlang ihrer gesamten wirksamen Kontur bis auf einen Abstand kleiner oder gleich der doppelten Wandstärke der Membran (6) angenähert werden können.
7. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmflächen (14) in Durchflussstellung des Quetschventils (1) vollständig außerhalb des Durchgangs (3) liegen.
8. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen (16, 17) der Klemmelemente (11) in der Sperrstellung des Quetschventils (1) zusammen mit der Membran (6) den gesamten Querschnitt des Durchgangs (3) verschließen.
9. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmflächen (14) der Klemmelemente (11) identisch ausgebildet sind.
10. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klemmfläche (14) jeweils aus zwei stetig und tangential ineinander übergehenden, gegensinnig gekrümmten allgemeinen Zylindermantelabschnitten gebildet ist.
11. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klemmfläche (14) jeweils aus zwei stetig und tangential ineinander übergehenden, gegensinnig gekrümmten Kreiszylindermantelabschnitten (23, 24) gebildet ist.
12. Quetschventil (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der näher an der Gelenkanordnung (12) liegende Kreiszylindermantelabschnitt (23) konkav und der von der
Gelenkanordnung (12) weiter entfernte Kreiszylindermantelabschnitt (24) konvex ausgebildet ist.
13. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmflächen (14) der Klemmelemente (11) unterschiedlich ausgebildet sind.
14. Quetschventil (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmfläche (14) eines Klemmelements (11) in Form eines konkaven Kreiszylindermantelabschnittes und die Klemmfläche (14) eines damit zusammenwirkenden zweiten Klemmelements (11) in Form eines konvexen Kreiszylindermantelabschnittes ausgebildet ist.
15. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Klemmelement (11) mit einer eigenen Antriebsvorrichtung (18) wirkverbunden ist.
16. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass alle Klemmelemente (11) mit einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung (18) wirkverbunden sind.
17. Quetschventil (1) nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs Vorrichtung (18) einen zur Mittelachse (10) koaxial angeordneten, drehbaren Steuerring (27) und mehrere, den Steuerring (27) jeweils mit einem Klemmelement (11) gelenkig verbindende Koppelelemente (30) umfasst.
18. Quetschventil (1) nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerring (27) am Außenumfang zumindest abschnittsweise einen Zahnkranz (28) aufweist.
19. Quetschventil (1) nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (28) über ein Zahnritzel (26) mit einem Stellhebel, einer Stellkurbel oder einem Stellmotor wirk- verbunden ist.
20. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerring (27) mit seinem Innendurchmesser (36) auf einer oder mehreren kreiszylindrischen, vom Ventilgehäuse (2) gebildeten Führungsflächen (37) geführt ist.
21. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (18) zwei durch Distanzelemente (29) koaxial miteinander verbundene Steuerringe (27) aufweist.
22. Quetschventil (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass erste Endabschnitte (31) der Koppelelemente (30) zwischen den zwei Steuerringen (27) schwenkbar gelagert sind.
23. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Endabschnitte (33) der Koppelelemente (30) jeweils in einer Ausnehmung (35) in einem Klemmelement (11) schwenkbar gelagert sind.
24. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23 dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmelemente (11) in axialer Richtung zwischen zwei parallelen Innenflächen des Ventilgehäuses (2) gleitend geführt sind.
25. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkanordnungen (12) an einem im Ventilgehäuse (2) relativ zur fixierten Membran (6) um die Mittelachse (10) drehbaren Verstellring (43) gelagert sind.
26. Quetschventil (1) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Verstellring (43) in Winkelschritten um die Mittelachse (10) drehende Verstell Vorrichtung (39) ausgebildet ist.
27. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (6) aus einem Elastomer besteht, ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Gummi, PTFE, Silikon, EPDM, NBR, TPE, TPU.
28. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (6) eine zugfeste Zugschicht (45) aufweist.
29. Quetschventil (1) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugschicht (45) in Umfangsrichtung wirkende Verstärkungsfäden (46) aufweist.
30. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Membran (6) an ihren stirnseitigen Rändern (9) Flanschansätze (19) ausbildet.
31. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (6) am Außenumfang von der Mittelachse (10) nach außen weisende Dehnfalten
(44) aufweist.
32. Quetschventil (1) nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnfalten (44) nur über Teilabschnitte am Außenumfang ausgebildet sind.
33. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Innendurchmesser der unverformten Membran (6) zur Länge der Membran (6) in Durchströmrichtung (15) einen Wert größer als 1 aufweist.
34. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass in der Innenwand (5) des Durchgangs (3) im Ventilgehäuse (2) von der Mittelachse (10) nach außen weisende Ausnehmungen (47) zur Aufnahme der verformten Membran (6) und/oder der Dehnfalten (44) ausgebildet sind.
35. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2) aus zumindest zwei in Durchströmrichtung (15) betrachtet hintereinander liegenden und zur Durchströmrichtung (15) rechtwinkelig angeordneten, ebenen Gehäuseplatten (20, 21) mit Bohrungen bzw. Ausnehmungen für den Durchgang (3), die Klemmelemente (11) und die Antriebsvorrichtung (18) gebildet ist.
36. Quetschventil (1) nach den Ansprüchen 30 und 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschansätze (19) der Membran (6) jeweils zwischen zwei Gehäuseplatten (20, 21) durch eine Klemmverbindung fixiert sind.
37. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Radius zwischen Mittelachse (10) und Anlenkpunkt (32) des ersten Endabschnitts (31) eines Koppelelements (30) am Steuerring (27) zum Abstand zwischen Mittelachse (10) und Schwenkachse (13) des Klemmelements (11) einen Wert ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1,4, insbesondere 1,6 und einer oberen Grenze von 2, insbesondere 1,8 aufweist.
38. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Abstandes zwischen Schwenkachse (13) und dem Anlenkpunkt (34) des zweiten Endabschnitts (33) des Koppelelements (30) am Klemmelement (11) zum Abstand zwischen den Anlenkpunkten (32, 34) am ersten und am zweiten Endabschnitt (31,33) des Koppelelements (30) einen Wert ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1,4, insbesondere 1,6 und einer oberen Grenze von 2, insbesondere 1,8 aufweist.
39. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante am Übergang von den Klemmflächen (14) zu den quer zur Mittelachse (10) orientierten Stirnflächen (16, 17) der Klemmelemente (11) eine Fase oder eine Abrundung aufweist.
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