DE69413100T2 - Hochdruckmembranventil - Google Patents

Hochdruckmembranventil

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K41/00Spindle sealings
    • F16K41/10Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube
    • F16K41/12Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube with approximately flat diaphragm
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist die Ventiltechnik und genauer ein verbessertes, luftbetriebenes Membranventil.
  • Das Ventil ist insbesondere für den Gebrauch als Absperrventil für toxische Hochdruckgase geeignet, wie sie in der Halbleiterindustrie verwendet werden und wie in Bezug darauf beschrieben wird; wie jedoch ersichtlich wird, könnte das Ventil in anderen Umgebungen für andere Zwecke verwendet werden.
  • Die toxischen Hochdruckgase, welche in der Halbleiterindustrie als Prozeßgase verwendet werden, erfordern hoch zuverlässige Ventile. Die Zuverlässigkeit wird an der Fähigkeit gemessen, das Systemfluid zu halten und den Fluidfluß abzusperren. Die Halbleiterindustrie hat dichtungslose bzw. nicht mit einer Packung gedichtete Ventile (Metallmembran) gewählt, um das gewünchte Niveau an Zuverlässigkeit und Sicherheit zu schaffen. Gegenwärtig werden dichtungslose Ventile vom Membrantyp bevorzugt, weil sie aufgrund ihres geringeren Innenvolumens (verglichen mit Balgventilen) leichter zu reinigen und schneller zu entleeren sind.
  • Die Größe der benötigten Membran wird durch Forderungen an die Fließ- und Zykluslebensdauer des Ventils gesteuert. In einem Hochdrucksystem erfordert die Größe der benötigten Membran einen großen Betrag an Kraft, um die Druckbelastung des Systemfluids auf die Membran zu überwinden. In der Mehrzahl der Anwendungen für das in Rede stehende Ventil muß die Antriebs- bzw. Betriebsvorrichtung diese große Kraft erzeugen, während man innerhalb der Grenzen der Packungsgröße und des Druckes bleibt, der für die Betätigung der Betriebsvorrichtung zur Verfügung steht. Um all diesen Erfordernissen zu entsprechen, wird eine Art von die Kraft vervielfältigendem Mechanismus zwischen dem Ventilelement und der Betriebsvorrichtung benötigt.
  • Es wird eine genaue Steuerung des Kraftausganges der Betriebsvorrichtung benötigt. Wenn der Kraftausgang zu gering ist, kann die Betriebsvorrichtung die Druckbelastung auf die Membran nicht überwinden und sperrt den Fluß ab. Wenn der Kraftausgang zu hoch ist, kann das Ventil bei dem Druck, der für die Betätigung des Ventils zur Verfügung steht, nicht öffnen.
  • Um eine hohe Zuverlässigkeit herzustellen, wird eine genaue Steuerung der Auf- und Abhubbewegung der Membran benötigt. In dem Fall, bei dem ein verformbares Sitzmaterial verwendet wird, wird eine gute Einschließung des Materials benötigt, um die Verformung auf ein Minimum zu reduzieren, die eine erhöhte Membranbewegung zur Folge hätte, was die Zykluslebensdauer verringern würde.
  • Wegen der oben genannten Faktoren besteht ein laufender Bedarf, die Ventile zu verbessern und die Lebensdauer des Sitzes und der Membran durch bessere Steuerung und Aufbau des Verhältnisses zwischen den verschiedenen Komponenten, einschließlich des die Kraft vervielfältigenden Mechanismus und des den Hub einstellenden Mechanismus, zu erhöhen.
  • Es wird auch auf die US-A-4,828,219 Bezug genommen, welche ein Ventil nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 offenbart. Dieses Dokument beschreibt ein Metallmembranventil, in welchem das Innere eines Ventilgehäuses mittels einer Metallmembran geteilt ist, wodurch eine Ventilkammer bestimmt wird. Ein Einlaßloch und ein Auslaßloch sind mit der Ventilkammer verbunden. Ein Ventilsitz ist zwischen den Einlaß- und den Auslaßlöchern innerhalb der Ventilkammer geschaffen. Eine Ventilscheibe, die geeignet ist, auf dem Ventilsitz zu ruhen, ist einstückig mit der Membran gebildet. Die Ventilscheibe wird durch eine Antriebseinheit angetrieben, die außerhalb der Ventilkammer angeordnet ist, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Ventil mit einem Körper, welcher eine Ventilkammer mit einem Ventilsitz in der Kammer und einer flexiblen Membrananordnung für das Abdichten der Ventilkammer bestimmt, die zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes beweglich ist, wobei die Membrananordnung eine Mehrzahl von flexiblen Metallmembranschichten in gestapelter und nebeneinander angeordneter Lage aufweist mit einer ersten Membranschicht, die eine Wand der Ventilkammer bildet und direkt über dem Ventilsitz liegt, um den Ventilsitz zu öffnen und zu schließen, sowie eine zweite Metallmembranschicht in Eingriff mit der ersten Membranschicht auf ihrer Seite gegenüber der Ventilkammer zur Schaffung einer Unterstützung für die erste Membranschicht, und Verbindungsmittel aufweist, welche mindestens die erste und zweite Membranschicht in einem Bereich mittig ausgerichtet zu dem Ventilsitz verbindet, um das Trennen der ersten und zweiten Membranschicht und ein unerwünschtes Schließen des Ventilsitzes zu verhindern, welches als Folge eines Fehlers der ersten Membran durch dazwischen aufgebauten Druck verursacht wird; dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel mindestens eine gewisse Relativbewegung zwischen der ersten und zweiten Schicht während des Betriebes des Ventils gestattet.
  • Die Membranschichten können zum Beispiel an einem zentralen Bereich durch Schweißen oder Binden verbunden sein. Mit einer solchen Anordnung kann unerwünschte Bewegung der ersten Membranschicht gegen den Sitz als ein Fehlerresultat von nur der ersten Membranschicht verhindert werden. Ist die erste Membranschicht mit der zweiten Membranschicht verbunden, kann zwischen den Schichten aufgrund des Fehlers der ersten Membran eingeschlossenes Gas keinen Differenzdruck erzeugen, um die erste Membranschicht gegen den Sitz zu drücken. Die Gesamtfunktionsvorteile, die aus der Verwendung von mehreren, dünnen Metallmembranschichten gegenüber einer einzigen, schweren Membran gewonnen werden, gehen nicht verloren, da die einzelnen Membranschichten immer noch die Fähigkeit behalten, sich bezüglich zueinander an Punkten zu bewegen, die radial von dem zentralen, verbundenen Bereich im Abstand gehalten sind.
  • Zusätzlich oder alternativ kann eine dünne Schicht von flexiblem Material zwischen jeder der Metallmembranschichten verbunden sein. Das flexible Material beeinflußt die Membranfunktion nicht nachteilig, begrenzt aber den Betrag an Gas, das zwischen den Metallmembranschichten eingeschlossen sein kann, wenn die erste Schicht versagt bzw. fehlerhaft ist, wodurch die Probleme beim Versagen der ersten Membranschicht vermieden werden.
  • In einem solchen für Hochdruckbetrieb geeigneten Ventil kann der Ventilkörper, welcher die Ventilkammer mit einer ersten Innenwand bestimmt, eine erste Öffnung haben, die sich dort hindurch nach außerhalb des Körpers erstreckt. Die flexible Metallmembran kann sich quer durch die Kammer an einer Stelle erstrecken, die von der ersten Wand in Abstand gehalten ist und mit der ersten Öffnung ausgerichtet ist. Die Sitzanordnung kann der ersten Öffnung für die Zusammenarbeit mit der Membran zugeordnet sein, um den Fluß durch die erste Öffnung zu steuern. Die Sitzanordnung kann einen elastischen, ringförmigen Sitzring aufweisen, der in der Kammer an einer Stelle positioniert ist, um die erste Öffnung zu umgeben. Der Sitzring kann mit einer Dichtungsoberfläche versehen sein, die zu der Membran für den Eingriff mit dieser zugekehrt ist. Um den Sitzring zu umfassen und ihn bezüglich der ersten Öffnung angeordnet zu halten, kann ein Rückhalteringteil vorgesehen sein, das sich nach oben außerhalb neben dem Sitzring erstreckt. Nahe innerhalb des Sitzringes positioniert und sich von der ersten Wand zu der Dichtungsoberfläche erstreckend kann eine starre Metallmuffe angeordnet sein, um Einwärtsbiegen des Sitzringes zu verhindern und folglich auch axiale Verformung des Sitzes zu begrenzen. Betätigungsmittel können für selektives Biegen der Membran in Eingriff mit der Dichtungsoberfläche vorgesehen sein. Die Dichtungsoberfläche kann so konturiert sein, daß sie eine gerkrümmte, konkave Form hat, die so gewählt ist, daß sie der natürlichen Form der Membran entspricht, wenn die Membran in eine Eingriffsposition mit der Dichtungsoberfläche bewegt wird.
  • Durch Konturieren der Dichtungsoberfläche an die normale, gebogene Form der Membran wird eine verbesserte Dichtung erhalten. Zusätzlich ist die Belastung des Sitzes einheitlicher, und die Lebensdauer der Membran erhöht sich aufgrund ihrer natürlichen Form.
  • Die starre Metallmuffe kann axial durch die erste Wand gestützt werden und die erste Öffnung dicht umfassen. Vorzugsweise kann sich die Muffe im wesentlichen über die gesamte Höhe des Sitzringes erstrecken, um ein Einschließen zu verursachen und das Einwärtsbiegen des Sitzringes zu verhindern, während das Ventil schließt. Dies erlaubt natürlich, daß die Membranbewegung äußerst kurz ist, wodurch die Lebensdauer der Membran verlängert wird.
  • In einer anderen Ausführungsform kann der die Ventilkammer bestimmende Körper Einlaß- und Auslaßöffnungen haben, welche die Kammer mit der Außenseite des Körpers verbinden. Das Ventilelement ist für die Steuerung des Flusses durch die Kammer zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen positioniert. Um das Ventilelement zu betreiben, kann eine Motorbetriebsanordnung für ein ausdehnbares Fluid positioniert sein, welche ein sich hin- und herbewegendes Element für die Bewegung des Ventilelementes zwischen der offnenen und geschlossenen Position aufweist. Die Betriebsanordnung kann eine Kappe und ein Verbindungsteil aufweisen, das das Kappenteil lösbar mit dem Ventilkörper verbindet. Um die Einstellung des Hubes des sich hin- und herbewegenden Teiles zu erlauben, können dem Kappenteil Einstellmittel und Sperrmittel zugeordnet sein sowie Sperrmittel für das Befestigen der Einstellmittel in einer vorbestimmten Position. Das Sperrmittel kann so angeordnet sein, daß es nicht gelöst werden kann, wenn das Kappenteil mit dem Ventilkörper verbunden ist. Diese Anordnung verhindert unerlaubtes Herumhantieren an dem Hubeinstellungsmechanismus, der auch den Kraftausgang der Betriebsvorrichtung steuert. Zusätzlich wird die Feldeinstellung des Hubes so begrenzt, wie es der Fall wäre, wenn das Sperrmittel leicht zugänglich wäre. Nur durch tatsächliches Entfernen der Verbindung ist es möglich, Zugang zu dem Sperrmittel zu erhalten.
  • Das Einstell- bzw. Justiermittel zum Erlauben der Hubeinstellung der Kraft des sich hin- und herbewegenden Teiles, kann eine Gewindeschneidverbindung zwischen einem Basisteil, das lösbar mit dem Kappenteil verbunden ist, und dem Kappenteil selbst aufweisen. Man bevorzugt auch, daß das Sperrteil lediglich ein auswählbares, bewegliches Teil aufweist, um die Bewegung der Gewindeverbindung zwischen dem Basisteil und dem Kappenteil zu verhindern. In einer Ausführungsform kann das Sperrmittel eine Stellschraube aufweisen, die zwischen dem Basisteil und dem Kappenteil in Eingriff ist, um die Bewegung der Gewindeverbindung zu verhindern. Diese Stellschraube kann von einer Kappenmutter umschlossen sein, welche die Kappe mit dem Ventilkörper verbindet.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann der die Ventilkammer bestimmende Ventilkörper Einlaß- und Auslaßöffnungen haben, und die Membran kann zwischen ersten und zweiten Positionen beweglich sein, um den Fluß durch die Kammer zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen zu steuern. Eine Motoranordnung für ausdehnbares Kammerfluid kann lösbar mit dem Ventilkörper verbunden sein, um selektiv das Ventil zwischen der ersten und zweiten Position zu bewegen. Die Motoranordnung für Fluid kann vorzugsweise ein zylindrisches Gehäuse aufweisen, das erste und zweite axial voneinander im Abstand gehaltene Endwände mit einer Betätigungsstange hat, die für die Hin- und Herbewegung befestigt ist und sich durch die erste Endwand in Betriebseingriff mit dem Ventilteil erstreckt. Ein Kolben kann in der Kammer gleitbar sein und bestimmt mit ihr ein Druckvorspannungsmittel, um die Zylinderwand unter einer ständigen Spannung gegen die erste Endwand zu halten. Kraftvervielfältigungsmittel können in der Druckkammer zwischen dem Kolben in der ersten Endwand zum Übertragen der Kraft von dem Kolben zu der Betätigungsstange eingeschlossen sein. Vorzugsweise können die Kraftvervielfältigungsmittel ein Paar von länglichen Hebeln aufweisen, von denen jeder in ersten und zweiten entgegengesetzten Enden endet, wobei das erste Ende jedes Hebels schwenkbar neben der ersten Endwand an im allgemeinen diametral entgegengesetzten Positionen befestigt ist. Das zweite Ende jedes Hebel kann in Gleiteingriff mit der Kolbenlage diagonal zu seiner jeweiligen Schwenkverbindung angeordnet sein. Ein Zwischenteil auf jedem Hebel zwischen seinen ersten und zweiten Enden kann sich mit der Betätigungsstange in Antriebseingriff befinden. Vorzugsweise kann sich zwischen den Hebeln und der Betätigungsstange ein Gleichgewichtsplattenteil befinden, um die Kräfte zwischen dem Zwischenteil jedes Hebels und der Betätigungsstange zu übertragen. In dieser Anordnung steht der Zwischenteil jedes Hebels mit der Gleichgewichtsplatte an einer Stelle in Eingriff, die sich im gleichen Abstand von der Achse der Betätigungsstange befindet. Diese Anordnung schafft eine hohe Kraftvervielfältigung über eine kurze Entfernung, wie von der Membran gefordert wird, während erlaubt wird, die Gesamtgröße der Betätigungsanordnung klein zu halten.
  • Vorzugsweise können die Hebel so befestigt sein, daß sie in seitlich parallelen Ebenen schwenken, und die zweiten Enden der Hebel kommen mit dem Kolben an Punkten in Eingriff, die im allgemeinen auf einer diagonalen Linie liegen, welche durch die Achse der Betätigungsstange hindurchgeht. Diese Anordnung resultiert in einem äußerst kompakten und hochwirksamen kraftübertragenden und -vervielfältigenden Mechanismus, derart, daß mit einem Betätigungsfluid mit verhältnismäßig niedrigem Druck eine kurze Bewegung mit großer Kraft erzeugt werden kann.
  • Wie man aus dem Vorhergehenden sehen kann, besteht ein erster Vorteil der praktischen Ausführungsformen der Erfindung in der Schaffung eines luftbetriebenen Membranventils, das fähig ist, verläßlich Hochdruckfluide zu steuern.
  • Ein anderer Vorteil besteht in der Schaffung eines Membranventils vom allgemein beschriebenen Typ, das mit einer Anordnung für die Erzeugung einer erzwungenen Fehlbetriebsart versehen ist.
  • Ein weiterer Vorteil besteht in der Schaffung einer Membrananordnung für Ventile des betrachteten Typs, wobei die Membrananordnung für die Erzeugung einer gewünschten Fehlbetriebsart bestimmt ist.
  • Ein weiterer Vorteil besteht in der Schaffung eines Ventils des diskutierten Typs, wobei der Sitz und die Membran so angeordnet sind, daß sie dichtend gleichförmig über der natürlichen Form der Membran in ihrer gebogenen Lage in Eingriff kommen.
  • Noch ein anderer Vorteil der Erfindung besteht in der Schaffung eines hoch zuverlässigen Membranventils mit einem Fluidmotorantrieb, das für die Schaffung eines hohen Kraftausganges über einen kurzen eng bzw. fein gesteuerten Hub angeordnet ist.
  • Ein zusätzlicher Vorteil besteht in der Schaffung eines Ventils vom allgemein diskutierten Typ, wobei der Ausgangshub des Antriebs nur eingestellt werden kann, wenn der Antrieb von dem Ventilkörper getrennt ist.
  • Noch ein weiterer Vorteil besteht in der Schaffung eines Ventils vom beschriebenen Typ, das dazu bestimmt ist, eine lange Membranlebensdauer sicherzustellen.
  • Es folgt nun eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen die Fig. 1 bis 7 erfindungsrelevante Aufbauten darstellen und die Fig. 8 und 9 zwei spezifische Ausführungsformen der Erfindung darstellen. Insbesondere in den Zeichnungen ist:
  • Fig. 1 eine vertikale Querschnittsansicht durch ein typisches Ventil der in dem einleitenden Teil der Beschreibung beschriebenen Art;
  • Fig. 2 eine durch die Linien 2-2 der Fig. 1 genommene Querschnittsansicht;
  • Fig. 3 eine stark vergrößerte Ansicht des eingekreisten Bereiches der Fig. 1;
  • Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 3 aber unter Darstellung des Ventils in einer geschlossenen Position;
  • Fig. 5 eine stark vergrößerte Darstellung des eingekreisten Bereiches der Fig. 3;
  • Fig. 6 eine Ansicht entlang der Linie 6-6 der Fig. 5;
  • Fig. 7 eine Ansicht entlang der Linie 7-7 der Fig. 5;
  • Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Bereiches der Fig. 3, welche Merkmale nach der Erfindung zeigt; und
  • Fig. 9 eine Querschnittsansicht durch eine modifizierte Ausführung der Membranordnung.
  • Bezieht man sich insbesondere auf die Zeichnungen, so zeigt Fig. 1 die Gesamtanordnung eines luftbetriebenen Hochdruckabsperrventils, das einen Körper und eine Ventilanordnung 10 aufweist, die durch eine luftbetätigte Fluidmotorantriebsanordnung 12 betrieben wird. Die Antriebsanordnung 12 ist mit dem Körper und der Hauptventilanordnung 10 durch einen lösbaren und einstellbaren Kappenaufbau verbunden.
  • Die Hauptventilanordnung 10 weist ein Hauptkörperelement 16 auf, das aus einem beliebigen geeigneten Material, wie zum Beispiel nicht-rostender Stahl, gebildet sein kann. Die Körperanordnung 16 hat eine sich nach innen erstreckende Hauptkammer 18, die sich axial in den Körper von seinem oberen Ende erstreckt. Die Kammer 19 hat allgemein zylindrische Form und eine Einlaßöffnung 20, die sich axial in die Kammer 18 erstreckt und das Äußere des Körpers über einen Einlaßdurchgang 22 verbindet. Die Kammer 18 steht auch mit dem Äußeren des Körpers durch einen Auslaßdurchgang 24 in Verbindung. Die Einlaß- und Auslaßdurchgänge 22, 24 könnten mit jeder besonderen gewünschten Art von Endanschlußstücken versehen sein, um ihre Verbindung mit zugeordneten Rohr- und Fließsystemen zu erlauben.
  • Das offene obere Ende der Kammer 18 wird durch ein Kappenteil 26 geschlossen, das allgemein zylindrische Form hat und sich in die Kammer 19 in enger Gleitlage mit ihrer Innenwand erstreckt. Ein sich radial erstreckender Flansch 28 ist um den zentralen Abschnitt des Kappenteils 26 gebildet und schafft eine nach oben gerichtete Schulteroberfläche 30. Ein Aufnahmekappenmutterteil 32 wird auf dem Kappenteil 26 aufgenommen und hat einen sich nach innen erstreckenden Flanschteil 34, der sich gegen die Schulter 30 stützt. Zusammenwirkende Gewinde 36 zwischen dem Inneren der Mutter 32 und dem Äußeren des Körpers um die Kammer 18 schaffen Mittel für die lösbare Positionierungsverbindung des Mutternteils und des Kappenteils 26.
  • Die Kammer 18 ist durch ein sich quer erstreckendes Membranteil 40 abgedichtet, das sich vollständig durch die Kammer 18 erstreckt und einen Umfangskantenteil hat, der dichtend an ein Ringteil 42 geklemmt ist. Der Aufbau des Ringteils 42 wird anschließend etwas genauer beschrieben; vorläufig wird jedoch die Aufmerksamkeit auf Fig. 3 gerichtet, worin die Lage der Membran 40 zu den innerhalb der Kammer 18 verbleibenden Elementen am besten verstanden werden kann. Es sei bemerkt, daß viele unterschiedliche Arten von Membranteilen verwendet werden können. In der in Rede stehenden Ausführungsform wird jedoch eine vielschichtige Metallmembran bevorzugt. Speziell in dieser Ausführungsform ist die Membran 40 aus fünf Schichten einer Kobalt-, Nickel-, Chromlegierung, wie zum Beispiel Elgiloylegierung gebildet, wobei jede die Dicke von ungefähr 0,127 mm (0.005 Zoll) hat. Die Membran 40 hat eine leicht konvexe Konfiguration, wie am besten in Fig. 3 gezeigt wird. Ähnlich ist das untere Ende des Kappenelementes 26 mit einer ein wenig konkav krummlinigen Form versehen, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Der Kantenteil der Membran 40 ist dicht fortlaufend um seinen Umfang herum an einen Wulst 42a auf dem Ring 42 geklemmt. Ein ähnlicher Wulst 42b erstreckt sich von dem Ring 42 nach unten und kommt mit der Bodenwand 46 der Kammer 18 in Eingriff. Dies dichtet die Kammer 18 vollständig ab, und auf eine Weise, die später beschrieben wird, wird der Membran 40 erlaubt, als das Ventilelement zu arbeiten. Diesbezüglich sollte bemerkt werden, daß die in Rede stehende Ausführungsform ein ringförmiges, elastisches Sitzelement 50 verwendet, das um den Einlaßdurchgang oder - öffnung 20 positioniert ist, wobei seine Bodenwand 52 gegen die Bodenwand 46 der Kammer 18 ruht. Der Ring 50 ist aus einem beliebigen geeigneten elastischen Material gebildet, welches die Merkmale und Eigenschaften besitzt, die für die besonderen Materialien notwendig sind, welche das Ventil handhaben soll. In der vorliegenden Ausführungsform hat der Ring 50 eine ebene Bodenwand und sich nach oben erstreckende parallele Seitenwände, die an ihrem oberen Ende durch eine Dichtungsoberfläche 54 verbunden sind. Der Sitzring 50 ist in axialer Ausrichtung mit dem Einlaßdurchgang oder-Öffnung 20 positioniert, wie allgemein gezeigt ist. Ein starres, metallenes Muffenelement 56 ist dicht innerhalb des Sitzringes 50 angeordnet und ruht gegen die Bodenwand 46 der Kammer 18. Die Muffe 56 ist aus einem beliebigen geeigneten Metall gebildet, wie zum Beispiel nicht rostender Stahl und erstreckt sich von der Wand 46 nach oben fast bis zu der Dichtungsoberfläche 54. Der Ring 46 wird mit Friktion durch ein festes Passen mit dem Inneren des Dichtungsringes am Platz gehalten.
  • Bezieht man sich erneut auf den Metallring 42, so sieht man, daß dieser Ring dahin wirkt, den Sitzring 50 am Platz zu halten und den Sitzring 50 zu veranlassen, dichtend mit der Bodenwand 46 der Kammer 18 in Eingriff zu kommen. Der Sitzring 50 weist speziell einen sich am Umfang fortlaufenden und radial erstreckenden unteren Flansch- oder Kragenabschnitt 58 auf, der sich nach außen unter den inneren Teil der unteren Seite des Ringes 42 erstreckt, wie in Fig. 3 gezeigt wird. Wenn das Kappenteil 56 durch Festziehen der Kappenmutter 32 nach unten betätigt wird, werden somit Kräfte aufgebracht, welche den Flanschabschnitt 58 zusammenpressen und ihn in Dichtungseingriff mit der Bodenwand 46 der Kammer 18 zwingen. Diesbezüglich muß bemerkt werden, daß der Ring 42 auch eine Vielzahl von am Umfang im Abstand gehaltenen, sich quer erstreckenden Durchgangsöffnungen 60 aufweist. Diese Öffnungen schaffen einen Fließweg, so daß der in die Kammer 18 durch den Einlaß 20 eintretende Fluß nach außen zu dem Auslaß 24 fließen kann. Zusätzlich sollte bemerkt werden, daß der Ring 42 über der Bodenwand 46 und ihren zentralen Bereich so angehoben ist, daß der Fluß, nachdem er durch die Öffnung 60 gekommen ist, durch diesen angehobenen Bereich zu dem Auslaß 24 fließen kann.
  • Es sei bemerkt, daß die Dicke des Ringes 42 derart ist, daß er sich nach oben über einem wesentlichen Teil der gesamten Höhe des Ringes 50 erstreckt. Somit ist der Sitzring 50 zwischen der inneren Muffe 56 und dem Ring 42 begrenzt. Die Dichtungsoberfläche 54, welche über der maximalen Höhe der Muffe 56 und dem Ring 42 liegt, ist nach der vorliegenden Erfindung genau entsprechend der normalen Form der Membran 40 konturiert, wenn sie in Dichtungseingriff mit der Oberfläche 54 nach unten gebogen wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird diese spezielle Form am besten in Fig. 4 gezeigt, welche das Ventil in seiner geschlossenen Position darstellt, wobei die Membran 40 nach unten in Eingriff mit der Dichtungsoberfläche 54 gebogen ist. Es ist zu bemerken, daß die Membran durch ein Betätigungstastteil 66 nach unten bewegt wird, das eine etwas gerundete oder konturierte Unterseite 68 hat, die ebenso geformt und gesteuert ist, daß sie die allgemeine Form des normalen Biegemusters der Membran 40 hat. Auf diese Weise ist der Kontakt zwischen der Dichtungsoberfläche 54 und der unteren Oberfläche der Membran 40 über den gesamten Dichtungsbereich hindurch verhältnismäßig gleichförmig. Die begrenzte Beschaffenheit der Dichtung aufgrund des Vorhandenseins der Muffe 56 und des Ringes 42 stellt sicher, daß der elastische Sitz 50 sich nicht in unerwünschter Weise verformt oder biegt, um den Kontakt zwischen der Membran und der Dichtungsoberfläche zu verändern. Durch derartiges Begrenzen des Sitzringes 50 bleibt die Höhe zur Oberfläche 54 zusätzlich konstant, wobei verhindert wird, daß die Membran aufgrund übermäßiger Biegung des Sitzes überbeansprucht wird.
  • Die Betätigungstaste 66 ist in der vorliegenden Ausführungsform aus Messing gebildet und wird dicht geführt und in einer sich nach innen erstreckenden Gegenbohrung 70 aufgenom men. Ein Schaftteil 72 (siehe Fig. 1) erstreckt sich von der Betätigungstaste 66 in einen oberen Kammerteil 74, der in dem Kappenteil 26 getragen wird. Die Betätigungstaste 66 und der Schaft 72 werden durch einen Schnappring 76 in Position gehalten, der um einen verringerten Durchmesserteil des Schaftes 72 in Eingriff steht. Das obere Ende des Schaftteiles 72 steht durch das untere Ende eines Betätigungsstangenteils 78 in Eingriff, das sich von der Anordnung 12 nach unten erstreckt.
  • Der Aufbau der Betätigungsstange 78 und ihre Lage zu der Kappeneinstellungs- und der Verbindungsanordnung 14 wird später genauer beschrieben. Vorläufig jedoch wird die Aufmerksamkeit auf die Betätigungsanordnung 12 gerichtet, wie am besten in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist. Wie darin gezeigt wird, weist die Betätigungsanordnung 12 einen Kraftzylinder 80 auf, der aus einer rohrförmigen Muffe 82 gebildet ist, die vorzugsweise aus geeignetem Metall, wie zum Beispiel Aluminium, besteht und obere und untere Endwände 84 und 86 hat, die mit Gewinde in den entgegengesetzten Enden aufgenommen werden. Die untere Endwand 86 ist dichtend mit dem unteren Ende der Muffe 82 verbunden, und eine geeignete O-Ringdichtung 88 dichtet die Gewindeverbindung zwischen der Endwand 86 und der Muffe 82 ab. Die obere Endwand 84 ist ein Element mit abgesetztem Durchmesser mit einem zentralen Schaft 90 von kleinem Durchmesser, der axial gebildet ist und sich in das Innere der Muffe 82 wie gezeigt erstreckt. Ein zentraler Fließdurchgang 92 ist innerhalb der Endwand 84 axial durch den Schaftteil 90 gebildet. Der Durchgang 92 schafft Mittel für die Zufuhr einer Quelle an Fluid unter Druck in das Innere des Zylinders 80. Zu diesem Zweck wird eine schematische Darstellung einer Quelle 94 mit Luftzufuhr und eines Steuerventils 96 gezeigt, die mit dem Durchgang 92 verbunden sind.
  • Innerhalb des Zylinders 82 ist für axiale Gleitbewegung ein Kolbenteil 98 positioniert, das eine muffenähnliche Ausdehnung 100 hat, die sich von dort nach oben erstreckt. Die muffenähnliche Ausdehnung 100 nimmt eng den Schaftteil 90 der oberen Endwand 84 auf. Ein geeigneter O-Ring 102 wird in der Ausdehnung 90 getragen, um zwischen der Ausdehnung 90 und der muffenähnlichen Ausdehnung 100 abzudichten. Zusätzlich schafft ein zentraler Durchgang 104 eine Verbindung von dem Durchgang 92 zu einer unteren abgedichteten Kammer 106 in dem Zylinder 80. Ein geeigneter O-Ring 108 dichtet um den Umfang des Kolbens ab, um sicherzustellen, daß die Kammer 106 vollständig abgedichtet ist.
  • Der Kolben 98 wird durch ein Paar von konzentrisch positionierten Kompressionsfedern 110 bzw. 112 unter einer ständigen, verhältnismäßig starken nach unten gerichteten Vorspannung gehalten. In der vorliegenden Ausführungsform wird die nach unten gerichtete Kraft auf den Kolben 98 normalerweise durch die Betätigungsstange 78 durch einen bewegungsvervielfältigenden Mechanismus 116 geleitet. Dieser Mechanismus weist ein Paar von Hebelelementen 118 und 120 auf, die schwenkbar von der unteren Wand 86 befestigt sind. Wie man am bestens in Fig. 2 sieht, erstrecken sich die Hebelteile 118 und 120 in paralleler Lage nebeneinander. Ihre unteren Enden (wie in Fig. 1 gezeigt ist) sind jeweils für Schwenkbewegung getrennt um Achsen befestigt, die sich parallel mit gleichen Abständen auf entgegengesetzten Seiten der zentralen Achse erstrecken.
  • Das untere Ende des Hebels 118 ist auf einem geeigneten Drehzapfen 122 verbunden, der sich quer durch die Kammer 106 zwischen Stützteilen 124 und 126 erstreckt, die mit der Bodenwand 86 verbunden sind. Ein ähnlicher Drehzapfen 128 erstreckt sich parallel zu dem Drehzapfen 122 an der entgegengesetzten Seite der Kammer 106 und nimmt schwenkbar das untere oder rechte Ende des Hebels 120 auf. Das entgegengesetzte Anschlußende jedes Hebels 118 und 120 erstreckt sich diagonal nach oben zu einer Stelle, die auf entgegengesetzten Seiten der zentralen Achse für den Eingriff mit der Unterseite des Kolbens 98 in gleichem Abstand gehalten ist. Mit der Unterseite des Kolbens 98 ist eine geignete Verschleißplatte 130 verbunden, die im allgemeinen ringförmig ist und sich am Umfang um den Kolben auf seiner Unterseite erstreckt. Die Verschleißplatte ist mit dem Kolben durch Biegen oder andere positive Verbindung mit diesem verbunden. Die nach unten gerichtete Bewegung des Kolbens 98 veranlaßt den Hebel 118, um seinen Drehzapfen 122 im Uhrzeigersinn geschwenkt zu werden. Ähnlich wird der Hebel 120 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Zwischen den zwei Endteilen jeder der Hebel 118 und 120 befindet sich ein Zwischenteil 134 bzw. 136. Diese Zwischenteile befinden sich dicht neben dem jeweiligen Drehzapfen 122, 128 und sind vorzugsweise in gleichen Abständen radial nach außen von der Mittelachse angeordnet. Ein geeignetes Druckplattenelement 140 ist auf dem oberen Ende der Stoßstange 78 befestigt und steht durch die Teile 134 und 136 in Eingriff. Man sieht, daß das obere Ende der Betätigungsstoßstange 78 einen vergrößerten, etwa kugelförmigen Kopf 142 hat, der in einer konischen Öffnung 144 in der Platte 140 aufgenommen wird. Dies erlaubt der Platte 140, leicht bezüglich der Betätigungsstange 78 zu kippen und sich zu verschieben.
  • Die Betätigungsstange 78 erstreckt sich nach unten in einer axialen Richtung aus der Kammer 106 durch einen Nackenteil 148, der auf der Unterseite der unteren Wand 86 gebildet ist. Die Betätigungsstange 78 weist einen zentral angeordneten Dichtungsring 150 auf, der um die Stange abdichtet, während er reziproke Bewegung bezüglich dieser erlaubt. Es sei bemerkt, daß die Betätigungsstange 78 unter einer ständigen, nach oben gerichteten Vorspannung durch eine verhältnismäßig leichte Kompressionsfeder 154 gehalten wird, die sich gegen eine auf der Stange 78 gebildete Schulter 156 stützt. Das untere Ende der Kompressionsfeder 154 stützt sich gegen einen elastisch federnden Führungsring 160, der in der Gegenbohrung 162 angeordnet ist.
  • Die Federn 112 und 110, welche die Vorspannung des Kolbens 98 nach unten bewirken, haben deutlich größere Leistung als die Feder 154. Zusätzlich ist der Aufbau des Vervielfältigungsmechanismus 116 für die Bewegung derart, daß er zu einer beträchtlichen Verstärkung der durch die Kompressionsfedern 110 und 112 erzeugten Kräfte führt. Diese kombinierte Kraft neigt dazu, die Kompressionsfeder 154 aufzuheben und hält normalerweise die Betätigungsstange 78 vorgespannt nach unten gerichtet, um das Ventil in eine geschlossene Position zu zwingen, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Nur wenn Luft aus der Luftzufuhrquelle 94 der Kammer 106 zugeführt wird und der Kolben nach oben gegen die Vorspannung der Federn 110 und 112 betätigt wird, kann die Feder 154 die Betätigungsstange nach oben bewegen, um nach oben gerichtete Bewegung und das Öffnen der Membran 40 zu erlauben. Dies resultiert selbstverständlich daraus, daß die natürliche Federkraft der Membran 40 diese veranlaßt, sich in die obere gebogene Position zu bewegen, wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist.
  • Aus dem Vorangegangenen erkennt man, daß die tatsächliche Bewegung der Betätigungsstange 78, die dem Ventil erlaubt, aus einer völlig offenen in eine völlig geschlossene Position zu gehen, eine verhältnismäßig kurze Bewegung ist. Aufgrund der erzeugten hohen Kräfte und des kurzen Abstandes sowie der tatsächlichen Bewegung zwischen einer völlig offenen und einer völlig geschlossenen Position ist das Positionieren der Stange und der Betätigungstaste 66 bezüglich der Membran verhältnismäßig kritisch, und Toleranzschwankungen und dergleichen in der Herstellung der Betätigungsvorrichtung können verhältnismäßig bedeutende Unterschiede in der Position der Betätigungstaste zur Folge haben. Daher ist die Anordnung so aufgebaut, daß der Hub auf äußerst enge Toleranzen eingestellt werden kann. Um die Einstellung zu erlauben, ist das untere Ende der Ausdehnung 148 mit Gewinde versehen und wird mit Gewinde in dem Kappenteil 26 wie gezeigt aufgenommen. Eine geeignete Dichtung 170 dichtet um das untere Ende der Ausdehnung 148 ab, und durch Drehen der Betätigungsvorrichtung 12 bezüglich der Kappe 26 kann die tatsächliche Position der Betätigungsstange 78 in ihre völlig ausgedehnte Position so eingestellt werden, daß die maximale Schließkraft gegen die Membran wirkt und das Sitzelement fein eingestellt werden kann. Zur Durchführung dieser Einstellung werden das Kappenelement und die Betätigungsvorrichtung aus dem Ventil entfernt und in einer Stand- oder Testelementvorrichtung angeordnet, die geeignet eingerichtet ist, so daß durch Enddrehung der Betätigungsvorrichtung bezüglich der Kappe die maximale Endausdehnungsposition und der Kraftausgang der Betätigungstaste fein gesteuert werden können. Wenn die Einstellung richtig ist, wird weitere relative Bewegung zwischen den Komponenten durch ein Sperrmittel in der Form einer oder mehrerer Stellschrauben 176 verhindert, die sich in Gewindeeingriff mit dem Kappenteil 26 durch dieses erstrecken. Durch Anziehen der Stellschraube 176 werden die Ausdehnung 148 und die Betätigungsanordnung 12 in Position gesperrt. Es ist zu bemerken, daß die Stellschraube 176 derart angeordnet ist, daß wenn die Anordnung auf dem Ventilkörper in Position gebracht ist und die Aufnahmekappenmutter nach unten angezogen ist, die Stellschraube 176 völlig eingeschlossen ist und nicht gelöst werden kann. Dies verhindert unerlaubtes Einstellen des Hubes. Nur durch tatsächliches Entfernen der Anordnung von dem Ventilkörper ist es möglich, den Hub einzustellen. Dies hindert Personen an dem Versuch, einen undichten Sitz durch Aufbringen größerer Schließkräfte durch Einstellen des Ventilhubes zu korrigieren. Es sei auch bemerkt, daß der vorliegende Aufbau derart ist, daß wenn sich eine Undichtigkeit durch die Membran 140 entwickeln sollte, die Abdichtungen 170 und 150 so angeordnet sind, daß sie einen sekundären oder Ersatzdichtungsaufbau schaffen. Jede Undichtigkeit, die in dem Bereich zwischen den Dichtungen 170 und 150 stattfindet, kann durch die Öffnung 180 überwacht werden. Geeignete Überwachungsvorrichtungen können, wenn es notwendig ist oder gewünscht wird, direkt mit dieser Öffnung verbunden werden.
  • Bezüglich eines Fehlers der Membrananordnung wurde herausgefunden, daß bei kuppelförmigen Membranen des hier verwendeten Typs Fehler häufig durch Springen aufgrund von Ermüdung auftritt. In typischer Weise liegt der Sprung nahe einer Stelle, welche dem äußeren Durchmesser der Betätigungstaste entspricht. Wenn die Membran springt, ist dies anfänglich sehr gering, in der Art eines Mikrosprunges und kann mit dem bloßen Auge allein nicht gesehen werden. Im allgemeinen bildet sich der Sprung zuerst nur durch die innerste Membranschicht 40a, welche der Sitzoberfläche 54 zugewandt ist (siehe Fig. 5). Wenn das Ventil unter Druck steht, tritt das Drucksystemfluid durch den Sprung und gerät zwischen die Bodenschicht 40a der Membran und die nächste darüber angrenzende Schicht 40b. Dies kann zum Vorspannen der Bodenschicht 40a nach unten gegen die Sitzoberfläche 54 führen, was den Fluß durch das Ventil abstellt, selbst wenn sich die Ventilbetriebsvorrichtung in der offenen Position befindet. Dies kann in bestimmten Systemarten schwerwiegende Probleme hervorrufen.
  • Um den vermerkten Problemen abzuhelfen, die aus einem Fehler der untersten Membranschicht herrühren, ist die vorliegende Vorrichtung mit einem Aufbau zum Ablassen des Druckes zwischen den Schichten 40a und 40b durch Schaffen von Entlüftungsmitteln versehen. Insbesondere in der vorliegenden Ausführungsform weist die bevorzugte Form des Entlüftungsmittels Öffnungen 182 mit sehr geringem Durchmesser auf, welche durch die oberen Membranschichten 40b, 40c, 40d und 40e gebildet sind, um zu erlauben, daß jeder Druck aus dem Raum zwischen den Schichten 40a und 40b zu dem Raum oberhalb der Membran 40 passieren kann und somit durch die Öffnung 180 überwacht wird. Da der Druck zwischen den Schichten 40a und 40b entlüftet wird, entsteht kein unerwünschtes Schließen der Schicht 40a gegen die Sitzoberfläche 54.
  • Man kann erkennen, daß Öffnungen 182 an vielen Positionen auf den oberen Membranschichten angeordnet sein könnten, jedoch wird bevorzugt, daß sie an einem unteren Belastungsbereich der Membran angeordnet sind. Ferner wird äußerst bevorzugt, daß sie verhältnismäßig klein sind, der Art von nur einigen tausendstel cm (Zoll) im Durchmesser, um die Festigkeit oder Steifigkeit der Membran nicht zu beeinflussen.
  • Durch Entlüften der oberen Membranschichten in der beschriebenen Weise kann die Fehlerbetriebsart des Ventils dahingehend gezwungen werden, daß sie ähnlich der der mehr herkömmlichen Ventile ist, die über einen ausgedehnten Zeitraum in Gebrauch waren und mit denen jeder vertraut ist.
  • Das Vorhandensein von Öffnungen 182 macht es wichtig, daß die die Membran 40 bildenden Schichten in der richtigen Reihenfolge installiert werden. Man versteht, daß wenn die Schichten in einer nicht richtigen Reihenfolge mit Öffnungen 182, die sich in die Ventilkammer 18 öffnen, installiert würden, die Membrananordnung sich in der Weise einer Membran nach dem Stand der Technik mit einem Ermüdungssprung in den unteren vier Schichten verhalten würde, d. h. daß die unteren vier Schichten nach unten gegen die Sitzoberfläche 54 vorgespannt würden. Aus diesem Grund sind Mittel vorgesehen, um die Möglichkeiten einer zufällig nicht richtigen Installation der Membran zu verringern und das Ventil daran zu hindern, einen Undichtigkeitstest zu durchlaufen, wenn die Membranschichten nicht richtig installiert sind. Die Mittel können verschiedene Formen haben. In der vorliegenden Ausführungsform weist es einen Schlitz oder eine Umfangsausnehmungsöffnung 184 auf, die sich in die äußere Oberfläche der Membranschicht 40e erstreckt, wie man am besten in Fig. 7 sieht. Natürlich erstreckt sich die Ausnehmung 184 axial in die Membran nur über eine kurze Entfernung, wie zum Beispiel durch nur eine oder zwei der Schichten. Die radiale Ausdehnung der Öffnung 184 ist jedoch derart, daß sich die Öffnung, wenn die Membranschichten in nicht richtiger Reihenfolge installiert sind, über den Dichtungswulst 42a des Ringes 42 erstreckt. Dies hindert den Ring 42a daran, mit der Membrananordnung eine Dichtung zu bilden. Wenn also das Ventil auf Undichtigkeit getestet wird, ist die nicht richtig installierte Membran leicht zu erkennen.
  • Fig. 8 zeigt eine modifizierte Form einer Membran 40, welche die Probleme überwinden kann, welche mit dem Fehler der ersten oder untersten Membranschicht zusammenhängen. Es ist zu bemerken, daß in der Ausführungsform der Fig. 8 die einzelnen Membranschichten in einem sehr begrenzten Bereich zentral von der Anordnung an einer Stelle miteinander verbunden sind, die sich allgemein in axialer Ausrichtung mit der Mitte der Betätigungstaste 66 befindet. Diese Verbindung wird vorzugsweise durch ein Elektronenstrahlschweißen 100 durchgeführt. Durch Begrenzen der positiven Verbindung der Membranschichten auf die radiale Mitte der Anordnung bleiben die Gesamtfunktionsvorteile und die verlängerte Membranlebensdauer erhalten, welche durch mehrfache dünne Membranschichten erreicht wird. Dies ist der Fall, weil die Verbindung nicht das leichte relative Gleiten und die freie Bewegung verhindert, die zwischen den Membranschichten notwendig ist, wenn sie zwischen der offenen und geschlossenen Position gebogen werden.
  • Bei den wie gezeigt verbundenen Membranschichten kann Gas, das zwischen den Schichten als Folge eines Fehlers der unteren Membranschicht eingeschlossen ist, kein nach unten gerichtetes Druckdifferential auf die untere Membranschicht erzeugen. Dies ist der Fall, weil die Verbindung ein Ausgleichen der Kräfte zur Folge hat, welche auf die untere Membranschicht wirken.
  • In der Ausführungsform der Fig. 8 wird die Verbindung wirkungvoll zwischen den verschiedenen Membranschichten gezeigt. In anderen Ausführungsformen kann die Verbindung jedoch, um wirkungsvoll zu sein, zum Beispiel nur zwischen der ersten und zweiten Schicht angeordnet sein.
  • Fig. 9 zeigt eine weitere Modifikation der Membran, welche den oben erwähnten Problemen abhelfen kann, die aus einem Fehler der unteren Membranschicht resultieren. Die Membran ist speziell mit 40' bezeichnet und weist die mehrschichtigen, dünnen Metallschichten 40a'-40e' auf, welche den allgemeinen Aufbau und die Merkmale haben, die zuvor in Bezug auf die Anordnung 40 der Fig. 1 bis 4 erläutert wurden. Die Membran 40' unterscheidet sich jedoch darin, daß die Metallschichten 40a'-40e' durch sehr dünne Schichten getrennt sind, die aus einem elastischen und federnden Material, wie zum Beispiel Teflon mit einer Dicke der Größenordnung von 0,0127 mm (0.0005 Zoll) gebildet sind. Die Schichten 102a-102d sind mit den zugeordneten Metallschichten 40a'-40e' verbunden.
  • Die dünnen Zwischenschichten aus Teflonverbindendungsmaterial beeinflussen das Arbeiten und die relative Bewegung der einzelnen Metallmembranschichten nicht. Sie begrenzen jedoch die Menge an Gas, die zwischen die Metallmembranschichten eintreten kann, wenn die innere Membran 40a' fehlerhaft sein sollte.
  • Das elastische/federnde Material der Fig. 9 kann auf Wunsch in der Ausführungsform der Fig. 8 verwendet werden.
  • Die Erfindung wurde in Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Modifikationen und Änderungen, welche den bevorzugten Ausführungsformen im allgemeinen äquivalent sind, können innerhalb des Rahmens der Erfindung durchgeführt werden.

Claims (4)

1. Ventil mit einem Körper (16), welcher eine Ventilkammer (18) mit einem Ventilsitz (50) in der Kammer und einer flexiblen Membrananordnung (40) bestimmt für das Abdichten der Ventilkammer und beweglich zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes, wobei die Membrananordnung (40) eine Mehrzahl von flexiblen Metallmembranschichten (40a, 40b ....; 40a', 40b' ....) in gestapelter und nebeneinanderangeordneter Lage zu einer ersten Membranschicht (40a; 40a'), die eine Wand der Ventilkammer bildet und direkt über dem Ventilsitz liegt, um den Ventilsitz zu öffnen und zu schließen, sowie eine zweite Metallmembranschicht (40b; 40b') in Eingriff mit der ersten Membranschicht auf ihrer Seite gegenüber der Ventilkammer zur Schaffung einer Unterstützung für die erste Membranschicht, und Verbindungsmittel (100; 102a) aufweist, welche mindestens die erste und zweite Membranschicht in einem Bereich mittig ausgerichtet zu dem Ventilsitz verbindet, um das Trennen der ersten und zweiten Membranschicht und ein unerwünschtes Schließen des Ventilsitzes zu verhindern, welches als Folge eines Fehlers der ersten Membran durch dazwischen aufgebauten Druck verursacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel (100; 102a) mindestens eine gewisse Relativbewegung zwischen der ersten und der zweiten Schicht während des Betriebes des Ventils gestattet.
2. Ventil nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsmittel eine kleine geschweißte Verbindung (100) aufweisen, welche die erste und die zweite Membranschicht an einem zu dem Ventilsitz mittig ausgerichteten Ort verbindet.
3. Ventil nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsmittel eine federnde und relativ elastische Bindung (102a) zwischen der ersten und der zweiten Membranschicht aufweist.
4. Ventil nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Verbindungsmittel (100; 102a, 102b ...) mit allen Metallmembranschichten in gestapelter und nebeneinander angeordneter Lage verbunden ist.
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Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5725007A (en) * 1995-07-07 1998-03-10 Stubbs; William L. Valve mechanism and method for making same
EP0780611A1 (de) * 1995-12-22 1997-06-25 Applied Materials, Inc. Durchflussregelventil
SE510074C2 (sv) * 1997-04-04 1999-04-19 Robovalve Ab Membranventil av flervägstyp
SE513253C2 (sv) * 1997-09-09 2000-08-07 Robovalve Ab Membranventil samt ventilhus för en membranventil
US6026836A (en) * 1998-06-26 2000-02-22 Honeywell Inc. High pressure diaphragm valve
US6883780B2 (en) * 1998-10-09 2005-04-26 Swagelok Company Sanitary diaphragm valve
US6123320A (en) * 1998-10-09 2000-09-26 Swagelok Co. Sanitary diaphragm valve
US6394417B1 (en) * 1998-10-09 2002-05-28 Swagelok Co. Sanitary diaphragm valve
US6896238B2 (en) * 2000-04-20 2005-05-24 Agilent Technologies, Inc. Extended range diaphragm valve and method for making same
TW441734U (en) * 2000-07-27 2001-06-16 Ind Tech Res Inst Switch mechanism of gas control module
US6685164B1 (en) * 2000-09-11 2004-02-03 Hamai Industries Limited Control valve and diaphragm for use in the control valve
US20020092999A1 (en) * 2001-01-16 2002-07-18 Longo Maria T. Flexible valve seat
CN1277251C (zh) * 2002-01-30 2006-09-27 富士胶片株式会社 磁记录介质
TW572164U (en) * 2002-12-06 2004-01-11 Ind Tech Res Inst Diaphragm valve
WO2004092622A2 (en) * 2003-04-14 2004-10-28 Swagelok Company Diaphragm valve seat
US7311035B2 (en) * 2005-02-11 2007-12-25 Oceaneering International, Inc. Subsea hydraulic junction plate actuator with R.O.V. mechanical override
US7243903B2 (en) * 2005-06-22 2007-07-17 Wincek Christopher P Valve diaphragm with a compression restraining ring, and valve including same
JP5054904B2 (ja) * 2005-08-30 2012-10-24 株式会社フジキン ダイレクトタッチ型メタルダイヤフラム弁
US7686280B2 (en) * 2005-12-28 2010-03-30 Circor Instrumentation Technologies, Inc. Removable valve seat member for diaphragm valve
JP4879285B2 (ja) * 2006-03-15 2012-02-22 ノルグレン・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 反発性ダイヤフラムを備える弁
US20080202597A1 (en) * 2007-02-27 2008-08-28 Bag Filter Enterprise Co., Ltd. Explosion-proof diaphragm valve assembly
ATE511067T1 (de) * 2007-11-13 2011-06-15 Danfoss As Expansionsventil
US9068664B2 (en) * 2010-06-07 2015-06-30 Bermad Cs Ltd. Hydraulic torrent control valve
RU2573436C2 (ru) * 2011-08-22 2016-01-20 Камминз Эмишн Солюшн Инк. Клапаны для систем впрыска мочевины
GB2494410B (en) * 2011-09-06 2018-09-12 Parker Hannifin Mfg Uk Limited A low emmission valve assembly
JP5933370B2 (ja) * 2012-06-29 2016-06-08 株式会社フジキン ダイヤフラム弁
JP6335926B2 (ja) 2013-02-01 2018-05-30 スウエイジロク・カンパニー 溶接されたダイヤフラム弁座担体を有するダイヤフラム弁
JP6072648B2 (ja) * 2013-08-12 2017-02-01 株式会社フジキン ダイヤフラム弁
KR102119064B1 (ko) * 2013-08-26 2020-06-05 파커-한니핀 코포레이션 고 사이클 및 속도 밸브
EP3074672A4 (de) * 2013-11-28 2017-07-05 Ham-Let (Israel-Canada) Ltd. Ventilvorrichtung zur steuerung und regelung eines fluiddurchgangs
US20160053899A1 (en) * 2014-08-20 2016-02-25 Swagelok Company Valve with welded diaphragm to assist opening force
US10352470B2 (en) * 2015-11-17 2019-07-16 Ge Aviation Systems Llc Control valve and air starting system
US10774938B2 (en) * 2017-11-09 2020-09-15 Swagelok Company Diaphragm valve with metal seat
US10877495B2 (en) * 2018-03-08 2020-12-29 Emerson Process Management Regulator Technologies, Inc. Pressure loaded regulator with dual diaphragm and redundant seal
WO2019193978A1 (ja) * 2018-04-06 2019-10-10 株式会社フジキン バルブ装置および流体制御装置、流体制御方法、半導体製造装置及び半導体製造方法
WO2021192753A1 (ja) * 2020-03-26 2021-09-30 株式会社フジキン バルブ装置
CN116490710A (zh) 2020-11-04 2023-07-25 斯瓦戈洛克公司 具有集成式孔口限制部的阀
EP4240998A1 (de) 2020-11-06 2023-09-13 Swagelok Company Ventilhohlraumkappenanordnungen

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3131638A (en) * 1962-07-05 1964-05-05 Lapp Insulator Company Inc Leak detecting device
US3269410A (en) * 1964-10-21 1966-08-30 Alvarado Jose Stopcock or flow valve
US3585328A (en) * 1970-02-11 1971-06-15 Texas Instruments Inc Pressure switch with a plurality of snap acting metal diaphragms coated with metallic oxide
US4171792A (en) * 1974-12-23 1979-10-23 Dresser Industries, Inc. High pressure diaphragm valves
US4667069A (en) * 1985-08-16 1987-05-19 Ranco Incorporated Multiple disc pressure responsive control device
US4671490A (en) * 1986-05-16 1987-06-09 Nupro Co. Diaphragm valve
JPS63115970A (ja) * 1986-10-31 1988-05-20 Motoyama Seisakusho:Kk ダイヤフラム弁
US4867201A (en) * 1989-03-06 1989-09-19 Harsco Corporation Parallel-motion dual-diaphragm valve
US4901751A (en) * 1989-06-15 1990-02-20 Systems Chemistry, Inc. Fluid control valve and system with leak detection and containment
JP3006913B2 (ja) * 1991-05-09 2000-02-07 清原 まさ子 流体制御器
US5123332A (en) * 1991-07-15 1992-06-23 Texas Instruments Incorporated Condition-responsive device with diaphragm protection means

Also Published As

Publication number Publication date
US5335691A (en) 1994-08-09
EP0620391A1 (de) 1994-10-19
DE69413100D1 (de) 1998-10-15
EP0620391B1 (de) 1998-09-09

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