DE2050942C3 - Pressure medium operated diaphragm valve - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein druckmittelbetätigtes Membranventil mit einem im wesentlichen hohlzylindrischen Ventilgehäuse und zwei koni- sehen, an ihren verjüngten Enden aneinanderliegenden Ventilsitzkörpern, die auf ihrem Umfang mit Durchflußöffnungen versehen und im Bereich der Durchflußöffnungen von der ihrer Form angepaßten Membran umgeben sind.The present invention relates to a pressure medium-operated diaphragm valve with a substantially hollow cylindrical valve housing and two conical see, abutting one another at their tapered ends Valve seat bodies, which are provided with flow openings on their circumference and in the area of the flow openings of the membrane adapted to their shape are surrounded.

Derartige druckmittelbetätigte Membranventile sind beispielsweise aus der US-PS 9 94 167 bekannt. Auf Grund der konischen Ausbildung der Ventilsitzkörper und ihrer Anordnung zueinander erfährt das durch das Membranventil fließende Medium nur eine geringfügige Umlenkung, so daß nur geringfügige Strömungsverluste auftrete». Nachteilhaft ist dagegen der komplizierte Aufbau derartiger bekannter Membranventile, der die Wartung und Reparatur sehr erschwert Darüber hinaus siind derartige bekannte Membranventile nur bei Rohrleitungen relativ kleinen Durchmessers einsetzbar, da die Befestigungsflansche der Rohrleitungen zum Ausbau der Membranventile auseinanderbewegt werden müssen, was bei Befestigungsflanschen von Rohrleitungen großer, Durchmessers nicht möglich ist.Such pressure medium-operated diaphragm valves are known, for example, from US Pat. No. 9,994,167. on Due to the conical design of the valve seat bodies and their mutual arrangement, this is learned from the The medium flowing through the diaphragm valve is only slightly deflected, so that only slight flow losses occur ». The disadvantage, however, is the complicated structure of such known diaphragm valves, which makes maintenance and repair very difficult. In addition, there are known diaphragm valves of this type Can only be used with pipes with a relatively small diameter, since the fastening flanges of the pipes have to be moved apart to remove the diaphragm valves, which is the case with fastening flanges large diameter pipelines is not possible.

Zwar ist bereits aus der britischen Patentschrift 1041 358 ein druckmittelbetätigtes Membranventil bekannt, bei dem zum Ausbau des Ventils die Befestigungsflansche der Rohrleitung nicht auseinanderbe- wegt werden müssen. Die bekannte Ventilkonstruktion ist aber auf Grund der starken, zweimaligen Umlenkung des Durchfiußmediums in strömungstechnischer Hinsicht stark verlustbehaftet. Darüber hinaus erschwert der relativ komplizierte Aufbau mit seiner ⁶S Vielzahl von unterschiedlichen Einzelteilen den Zusammenbau, die Reparatur und die Wartung.A pressure-medium-operated diaphragm valve is already known from British patent specification 1041 358, in which the fastening flanges of the pipeline do not have to be moved apart in order to remove the valve. The known valve construction, however, is heavily lossy in terms of flow due to the strong, two-fold deflection of the flow medium. In addition to the relatively complicated structure makes it difficult with his ⁶ S multiplicity of different parts to assemble, repair and maintenance.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein druckmitThe aim of the present invention is to provide a Druckmit

telbetätigtes Membranventil der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß es unter Beibehaltung seiner strömungstechnischen Vorteile auf einfache Weise zusammengebaut, gewartet und ohne Schwierigkeiten in Rohrleitungen, insbesondere großen Durchmessers, eingebaut werden kann.Telbetätigte diaphragm valve of the type mentioned in such a way that it is maintained while maintaining its fluidic advantages can be easily assembled, maintained and installed in pipelines, especially large diameters, without difficulty.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Ventilgehäuse auf der inneren Mantelfläche im Bereich seiner Stirnflächen mit Ringstegen versehen ist, welche in entsprechende Ringnuten der Membran eingreifen, und daß die beiden Ventilsitzkörper mit Flanschen versehen sind, die einerseits mit den Stirnflächen der Membran und des Ventilgehäuses und andererseits mit den Rohrleitungsflanschen zusammenwirken.This goal is achieved according to the invention in that the valve housing on the inner lateral surface in the Area of its end faces is provided with ring webs, which in corresponding ring grooves of the membrane engage, and that the two valve seat bodies are provided with flanges which cooperate on the one hand with the end faces of the membrane and the valve housing and on the other hand with the pipeline flanges.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmaie ist ein Membranventil geschaffen, das strömungsgünstig aufgebaut ist und auf einfache Weise in Rohrleitungen jeden Durchmessers eingebaut werden kann, da hierfür der Abstand der Befestigungsflansche einer Rohrleitung nicht verändert zu werden braucht. Ein wesentlicher Vorteil eines erfindungsgemäß ausgebildeten Membranventils ist darüber hinaus der einfache Aufbau. Zum Zusammenbau müssen lediglich nach dem Einschieben der Membrane in das hohlzylindrische Ventilgenäuse die Ventilsitzkörper in die Stirnöffnungen des Ventilgehäuses und der Membran eingeschoben werden. Die Anordnung eines zusätzlichen Gehäuses mit Befestigungsschrauben u. dgl. ist nicht notwendig. Zur Vereinfachung der Montage ist es lediglich zweckmäßig, die beiden Ventilkörper nach dem Einschieben mittels eines zentrisch angeordneten Gewindebolzens mit Mutter miteinander zu verbinden.The Merkmaie according to the invention is a Created diaphragm valve, which is constructed in a flow-favorable manner and can be easily installed in pipes of any diameter, as this is the case the distance between the fastening flanges of a pipeline does not need to be changed. A major advantage of one designed according to the invention Diaphragm valve is also the simple structure. To assemble only need after the Pushing the membrane into the hollow cylindrical valve housing, the valve seat bodies are pushed into the end openings of the valve housing and the membrane. The arrangement of an additional housing with fastening screws and the like is not necessary. It is only to simplify assembly It is expedient to connect the two valve bodies to one another after they have been pushed in by means of a centrally arranged threaded bolt with a nut.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden Ventilsitzkörper gleich ausgebildet. Damit bekommt das Ventil einen vollkommen symmetrischen Aufbau. Verwechslungen beim Zusammenbau sind daher vollkommen ausgeschlossen. Derartige Ventile können daher jederzeit von angelernten Kräften ohne besondere Einarbeitungszeit zusammengebaut, gewartet oder ausgetauscht werden. Hierfür ist es lediglich notwendig die Verbindungsbolzen der Rohrleitungsflansche zu entfernen bzw. wieder einzusetzen. Spezialwerkzeuge oder Vorrichtungen sind hierfür nicht notwendig.In a preferred embodiment, the two valve seat bodies are designed the same. This gives the valve a completely symmetrical one Construction. Mix-ups during assembly are therefore completely excluded. Such valves can therefore be assembled, serviced or replaced at any time by semi-skilled workers without any special training period. For this it is only it is necessary to remove or reinsert the connecting bolts of the pipe flanges. Special tools or devices are not necessary for this.

Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben und erläutertThe following is for further explanation and for For a better understanding, an exemplary embodiment of the invention is described and explained in more detail with reference to the drawing

In der Figur ist ein Ventil 10 dargestellt das in eine Rohrleitung 11a und 11 b eingeschaltet ist. Das Ventil 10 besteht aus einem zylindrischen Ventilgehäuse 12. einem Paar im wesentlichen gleicher Ventilsitzkörper 13 und 14 sowie einer Membrane 15. die um die Ventilsitzkörper 13 und 14 angeordnet ist Eine Verteilereinrichtung 16 umschließt die äußere Umfangsfläche des Ventilgehäuses 12. Die Ventilsitzkörper 13 und 14 werden mittels eines Gewindebolzens 17 und einer Mutter 18 zusammengehalten. Ein O-Ring 19 dient auf der Austrittsseite des Ventils als Dichtung.In the figure, a valve 10 is shown which is in a pipe 11a and b switched. 11 The valve 10 consists of a cylindrical valve housing 12, a pair of essentially identical valve seat bodies 13 and 14 and a membrane 15, which is arranged around the valve seat bodies 13 and 14 held together by means of a threaded bolt 17 and a nut 18. An O-ring 19 serves as a seal on the outlet side of the valve.

Die beiden Ventilsitzkörper 13 und 14 sind weitgehend gleich aufgebaut Sie enthalten ein ringförmiges öffiiungsteil, welches im Falle des Ventilsitzkörpers 13 als Eingangsöffnung 22a und im Falle des Ventilsitzkörpeni 14 als Ausgangsöffnung 226 dient. Diese öffnung erweitert sich nach außen hin in einen abgestumpften Kegelteil 23a bzw. 23b, der eine größere Anzahl länglicher Schlitze 24a bzw. 24b und Rippen 25a bzw. 25b The two valve seat bodies 13 and 14 have largely the same structure. They contain an annular opening part which, in the case of the valve seat body 13, serves as an inlet opening 22a and, in the case of the valve seat body 14, serves as an outlet opening 226. This opening widens outwards into a truncated conical part 23a or 23b, which has a larger number of elongated slots 24a or 24b and ribs 25a or 25b

enthält Die Teile 23a bzw. 236 schließen mit Flächen 26a bzw. 266 ab, welche bei 26 aneinanderstoßen, wie dies in der Figur zu erkennen ist Die Ventilsitzkörper sind an den Kanten der Flächen Oa bzw. 266 hinterschnitten, wodurch eine ringförmige Aussparung 27 ge- S bildet wird. Dieser Aufbau gleicht gewisse Unterschiede bei der Herstellung in Form von geringfügigen Exzentrizitäten aus. Auf der den Flächen 26a bzw. 266 gegenüberliegenden Seiten ist jeweils ein festes Stegteil 'iäa bzw. 286 in Form eines Konus vorhanden. durch welchen der Gewindebolzen 17 hindurchgeht, der die Ventilsitzkörper 13 und 14 miteinander befestigt und auf diese Weise eine Käfigeinheit bildet.includes the parts 23a and 236, make with surfaces 26a and 266 from which abut one another at 26, as seen in the figure, the valve seat body or undercut at the edges of the surfaces Oa 266, thereby forming an annular recess 27 overall S forms is. This structure compensates for certain differences in production in the form of slight eccentricities. On the sides opposite the surfaces 26a and 266, there is a fixed web part 'iäa or 286 in the form of a cone. through which the threaded bolt 17 passes, which attaches the valve seat bodies 13 and 14 to one another and in this way forms a cage unit.

Das Ventilgehäuse 12 weist Ringstege 30, 31 und 88 mit Schultern 32 und 33 auf. Die Enden der Membrane ι s 15 besitzet» vorstehende Ränder 34 und 35, welche zwischen den Schultern 32 und 33 und L-formigen Ausnehmungen 36 und 37 an dem Umfang der Ventilsitzkörper 13 und 14 angeordnet sind. Die Ventilsilzkörper enthalten ferner je ein Flanschteil 39, welches an die L-förmigen Ausnehmungen anschließt und mit dem Ventilgehäuse 12 abschließt Auf diese Weise werden die Ventilsitzkörper 13 und 14, das Ventilgehäuse 12 und die Membrane 15 durch den Gewindebolzen 17 und die Mutter 18 zu einer festen Einheit zusammengehalten. Die Flüssigkeit in der Eingangsöffnung 22a des Ventilsitzkörpers 13 kann nicht zu der Ausgangsöffnung 226 strömen, sofern sich die Membrane 15 in der dargestellten Lage befindet, da die innere Fläche de,¹ Membrane 15 alle Schlitze 24a dichtend abdeckt Dehnt sich jedoch die Membrane radial nach außen aus, so kann die Flüssigkeit von der Eintrittsöffnung 22a durch die Schlitze 24a durch den ringförmigen Raum, welcher sich zwischen der inneren Räche der Membrane und der Außenseite der Ventilsitzkörper ausbildet, über die Schlitze 246 zu der Ausgangsöffnung 22b. und damit in die Flüssigkeitsleitung 116 hinter dem Ventil gelangen.The valve housing 12 has annular webs 30, 31 and 88 with shoulders 32 and 33. The ends of the membrane 15 have protruding edges 34 and 35 which are arranged between the shoulders 32 and 33 and L-shaped recesses 36 and 37 on the periphery of the valve seat bodies 13 and 14. The valve felt bodies also each contain a flange part 39, which connects to the L-shaped recesses and closes with the valve housing 12 solid unit held together. The liquid in the inlet opening 22a of the valve seat body 13 cannot flow to the outlet opening 226 if the membrane 15 is in the position shown, since the inner surface of the ¹ membrane 15 sealingly covers all the slots 24a, but the membrane expands radially outward from the inlet opening 22a through the slits 24a through the annular space which is formed between the inner surface of the membrane and the outside of the valve seat body, via the slits 246 to the outlet opening 22b. and thus get into the liquid line 116 behind the valve.

Das Ventil 10 ist zwischen Rohrleitungsflanschen 46 und 47 der Flüssigkeitsleitungen 11a und 116 angeordnet Die Abdichtung erfolgt durch Dichtringe 48 und 49. Mehrere Schrauben, wie beispielsweise die Schraube 50, durchdringen die Flansche 46 und 47 an verschiedenen Stellen und halten das Ventil zusammen. Die Anordnung des Ventils zwischen den Flanschen erzeugt lediglich eine Druckkraft auf das Ventil.The valve 10 is arranged between pipeline flanges 46 and 47 of the liquid lines 11a and 116 The seal is made by sealing rings 48 and 49. Several screws, such as the screw 50, penetrate the flanges 46 and 47 in different places and hold the valve together. The order of the valve between the flanges only creates a compressive force on the valve.

Die Ventilkörper 13 und 14 enthalten Durchflußöffnungen 52a und 526, die mit den entsprechenden Eintrittsöffnungen und der Verteilereinrichtung 16 in Verbindung stehen. Die Verteilereinrichtung 16 besitzt die Form eines Blockes 54 mit einem Rand 55 im Bereich ihres Bodens. Der Rand 55 steht mit der äußeren Fläche des Ventilgehäuses 12 dichtend in Eingriff, wodurch eine abgedichtete Kammer 56 gebildet wird. Die Kammer 56 steht durch Durchflußöffnungen 57 und 58 mit einer ringförmigen Steuerkammer 59 in Verbindung, die durch die äußere Umfangsfläche der Membrane 15 und die innere Wandung des Ventilgehäuses 12 gebildet wird. Die Verteilereinrichtung 16 enthält eine öffnung 61, die >-.iit der Kammer 56 in Verbindung steht, und weitere öffnungen 62 und 63, die durch Buchsen 64 und 65 mit den Durchflußöffnungen 52a und 526 in Verbindung stehen. Die Buchsen 64 und 65 sind durch O-Ringe 67 und 68 abgedichtet Sie dienen zur Einsteilung der Durchflußöffnungen 52a und 526 in bezug auf die Verteilereinrichtung 16 und sorgen für eine Verbindung mit den öffnungen 62 und 63.The valve bodies 13 and 14 contain throughflow openings 52a and 526, which correspond to the corresponding inlet openings and the distribution device 16 are in communication. The distribution device 16 has the Shape of a block 54 with an edge 55 in the area of its bottom. The edge 55 is with the outer surface of the valve housing 12 sealingly engaged, thereby forming a sealed chamber 56. The chamber 56 communicates with an annular control chamber 59 through flow openings 57 and 58, formed by the outer circumferential surface of the membrane 15 and the inner wall of the valve housing 12 will. The distributor device 16 contains an opening 61, which is in communication with chamber 56, and further openings 62 and 63 through bushings 64 and 65 are in communication with the flow openings 52a and 526. The sockets 64 and 65 are through O-rings 67 and 68 sealed. They are used for adjustment of the flow openings 52a and 526 with respect to the manifold 16 and provide a connection with openings 62 and 63.

Aus den vorhergehenden Ausführungen ergibt sich, daß die öffnung 62 mit der Eintrittsöffnung 22a des Ventils durch die Durchflußöffnungen 52a und die Buchse 84 in Verbindung steht Die öffnung 63 wiederum steht mit der Austrittsöffnung 226 durch die Durchflußöffnung 52i> orid die Buchse 65 in Verbindung. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Ventils ist somit symmetrisch und jedes der Enden kann als Eintrittsöffnung verwendet werden.From the preceding statements it follows that the opening 62 with the inlet opening 22a of the Valve through the throughflow openings 52a and the socket 84 is in connection. The opening 63 is in turn stands with the outlet opening 226 through the flow opening 52i> orid the socket 65 in connection. The structure of the valve according to the invention is thus symmetrical and either end can be used as an entry port.

Die Membrane 15 besteht aus einem geeigneten elastischen Material, wie beispielsweise Gummi od. dgl. Ihr Durchmesser ist kleiner als der Umfang der Ventilsitzkörper 13 und 14, die sie umgibt. Eine auf diese Weist ausgebildete Membrane steht unter Spannung und sperrt normalerweise das Ventil. Es ist daher ein die Buchse ausdehnender Druck in der Steuerkammer 59 notwendig, um das Ventil zu öffnen. Dieser Druck kann durch eine externe Steuerung entsprechend eingespeist werden.The membrane 15 consists of a suitable elastic material such as rubber or the like. Their diameter is smaller than the circumference of the valve seat body 13 and 14, which surrounds them. One like this The formed membrane is under tension and normally blocks the valve. It is therefore a die Socket expanding pressure in control chamber 59 necessary to open the valve. This pressure can can be fed in accordingly by an external control system.

Eine Vielzahl von Rippen 85 ist an dem Umfang der Membrane 15 vorgesehen. Wenn die Membrane 15 sich ausdehnt, berühren diese Rippen 85 die innere Oberfläche des Ventilgehäuses 12, so daß Ausströmungskanäle für das Druckmittel verbleiben.A plurality of ribs 85 are provided on the periphery of the diaphragm 15. When the membrane 15 expands, these ribs 85 contact the inner surface of the valve housing 12 so that outflow channels remain for the pressure medium.

Die Schlitze 24a und 246 verjüngen sich jeweils an den Enden 80. Sie sind sonst im wesentlichen parallel. Die Anordnung sich verjüngender Schlitze ermöglicht eine Erhöhung der Durchströmfläche, andererseits brauchen die Schlitze und damit die Käfige nicht langer zu sein, um für eine ausreichende Strömungsfläche zu sorgen. Die Dicke der Rippen 25 und die Breite der Schlitze 24 sind etwa gleich groß.The slots 24a and 246 are each tapered at the ends 80. They are otherwise essentially parallel. The arrangement of tapering slots enables the flow area to be increased, on the other hand the slots and thus the cages do not need to be longer in order to provide a sufficient flow area ensure, to care. The thickness of the ribs 25 and the width of the slots 24 are approximately the same.

Die besondere, kegelstumpfförmige Ausbildung der Ventilsitzkörper ergibt einen verbesserten Strömungsverlauf, wie dies durch die unterbrochene Linie 90 in dem Rohr 116 hinter dem Ventil dargestellt ist. Dieses Strömungsprofil am Ausgang der Leitung 116 hinter dem Ventil entspricht etwa dem endgültigen Strömungsprofil weiter strömungsabwärts in der Leitung. Dieses Strömungsprofil wird bei einem minimalen Aufprall und bei einer minimalen Ablenkung des Strömungsmittels erreicht. Dies trägt zu einer hohen Druckrückgewinnung, einem niedrigen Rauschen und zu einem geringen Leitungsabneb bei.The special, frustoconical design of the valve seat body results in an improved flow profile, as indicated by the broken line 90 in FIG the pipe 116 behind the valve is shown. This The flow profile at the outlet of the line 116 behind the valve corresponds approximately to the final flow profile further downstream in the line. This flow profile is created with a minimal impact and achieved with minimal deflection of the fluid. This contributes to a high Pressure recovery, low noise and low line loss.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Druckmittelbetätigt« Membranventil mit einem im wesentlichen hohlzylindrischen Ventilge- S häuse und zwei konischen, an ihren verjüngten Enden aneinanderliegenden Ventilsitzkörpeni, die auf ihrem Umfang mit Durchflußöffnungen versehen und im Bereich der Durchflußöffnungen von der ihrer Form angepaßten Membran umgeben sind, da- durch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (12) auf der inneren Mantelfläche im Bereich seiner Stirnflächen mit Ringstegen (30, 31, 88) versehen ist, welche in entsprechende Ringnuten der Membran (15) eingreifen, und daß die oeiden Ventiisitzkörper (13,14) mit Flanschen versehen sind, die einerseits mit dem Stirnflächen der Membran (15) und des Ventilgehäuses (12) und andererseits mit den Rohrleitungsflanschen (46, 47) zusammenwirken.1. Pressure medium-actuated diaphragm valve with an essentially hollow-cylindrical valve body housing and two conical valve seat bodies lying on top of one another at their tapered ends their circumference is provided with flow openings and are surrounded in the area of the flow openings by the membrane adapted to their shape, so that characterized in that the valve housing (12) on the inner lateral surface in the area its end faces with annular webs (30, 31, 88) is provided, which in corresponding annular grooves of the Engage membrane (15), and that the oeiden Ventiisitzkörper (13,14) are provided with flanges which on the one hand with the end faces of the membrane (15) and the valve housing (12) and on the other hand with cooperate with the pipeline flanges (46, 47). 2. Membranventil nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilsitzkörper (13. 14) gleich ausgebildet sind.2. Diaphragm valve according to claim I, characterized in that the two valve seat bodies (13. 14) are designed the same. 3. Membranventil nach Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilsitzkör- per (13. 14) mittels eines zentrisch angeordneten Gewindebolzens (17) und einer Mutter (18) verbindbar sind.3. Diaphragm valve according to claim t or 2, characterized in that the two valve seat bodies can be connected by (13, 14) by means of a centrally arranged threaded bolt (17) and a nut (18).