DE3123028C2

DE3123028C2 - Diaphragm valve

Info

Publication number: DE3123028C2
Application number: DE19813123028
Authority: DE
Inventors: Emil 7920 Heidenheim Freitag; Edmund 7922 Herbrechtingen Odrobina
Original assignee: Johannes Erhard H Waldenmaier Erben Sueddeutsche Armaturenfabrik & Co 7920 Heidenheim De GmbH
Current assignee: Johannes Erhard H Waldenmaier Erben Sueddeutsche Armaturenfabrik & Co 7920 Heidenheim De GmbH
Priority date: 1981-06-10
Filing date: 1981-06-10
Publication date: 1986-02-20
Also published as: DE3123028A1

Abstract

Membranventil, mit einem Ventilgehäuse, einer Haube und einer Membrane, welche mit ihrem Umfangsbereich am Ventilgehäuse und/oder an der Haube befestigt und mit ihrem mittleren Bereich mit dem Druckstück verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Flüssigkeitsdruck "P" direkt ausgesetzte Bereich der Membrane in der Offenstellung auf seiner gesamten Fläche gegen den Flüssigkeitsdruck unterstützt wird.Diaphragm valve, with a valve housing, a hood and a membrane, which is attached with its peripheral area to the valve housing and / or to the hood and with its central area connected to the pressure piece, characterized in that the area directly exposed to the fluid pressure "P" of the Membrane in the open position is supported against the liquid pressure over its entire surface.

Description

Die Erfindung betrifft Membranventile, mit einem Ventilgehäuse, einer Haube und einer Membrane, welche mit ihrem Umfangsbereich am Ventilgehäuse und/ oder an der Haube befestigt und mit ihrem mittleren Bereich mit einem Druckstück verbunden ist, und bei welchem der dem Flüssigkeitsdruck »P« direkt ausgesetzte Bereich der Membrane in der Schließstellung durch das Druckstück gegen den Flüssigkeitsdruck »P« unterstützt ist.The invention relates to diaphragm valves with a valve housing, a hood and a membrane, which is attached with its peripheral area to the valve housing and / or to the hood and with its central area connected to a pressure piece, and in which the fluid pressure "P" is directly exposed The area of the diaphragm in the closed position is supported by the pressure piece against the liquid pressure »P« .

Bei einem derartigen Membranventil, wie es aus der FR-PS 22 87 633 bekannt ist, ist die Membrane lösbar mit dem Druckstück verbunden und in ihrer Offenstellung auf einem Ringbereich nicht gegen den Flüssigkeitsdruck abgestützt. Ferner weist dieses bekannte Membranventil den Nachteil auf, daß im Falle eines Membranbruchs in der Offenstellung des Ventils das Medium durch die Membrane hindurch und durch die Haube nach außen austreten kann.
Aus der DE-OS 26 19 004 ist ein Membranventil bekannt, bei welchem die Membrane in ihrem mittleren Bereich teilweise durch variable Abstützteile abgestützt ist, die aus einer Vielzahl von am Umfang der Gehäuseöffnung angeordneten schwenkbaren Hebeln bestehen.In such a diaphragm valve, as is known from FR-PS 22 87 633, the diaphragm is detachably connected to the pressure piece and, in its open position, is not supported against the liquid pressure on an annular area. Furthermore, this known diaphragm valve has the disadvantage that in the event of a diaphragm rupture in the open position of the valve, the medium can escape through the diaphragm and through the hood to the outside.
From DE-OS 26 19 004 a diaphragm valve is known in which the diaphragm is partially supported in its central area by variable support parts which consist of a plurality of pivotable levers arranged on the circumference of the housing opening.

ο Dieses bekannte Ventil weist außer der Tatsache, daß es viele bewegliche Bauteile erfordert, ebenfalls den Nachteil auf, daß die Membrane nicht vollständig gegen den Mediendruck unterstützt ist und daß im Falle eines Membranbruchs Medium durch die Bruchstelle hindurch in die Ventilhaube und von dort nach außen austreten kann. Hinzu kommt der Nachteil, daß bei diesem bekannten Ventil eine von der Membrane und der Haubenaußenwand gebildete Ringkammer bei Betätigung des Ventils ihr Volumen ändert, wodurch die Membrane zusätzlich belastet wirdο This well-known valve shows besides the fact that it requires many moving components, also the disadvantage that the membrane is not completely against the Media pressure is supported and that in the event of a membrane rupture, the medium passes through the rupture point can exit into the valve cover and from there to the outside. There is also the disadvantage that this known valve an annular chamber formed by the membrane and the hood outer wall when actuated of the valve changes its volume, which puts additional stress on the membrane

Ferner sind aus den deutschen Offenlegungsschriften 23 07 580, 24 55 239 und 26 07 283 Membranventile bekannt, denen sämtlich gemeinsam ist daß die Membrane in der Regel mit einer Membranschraube oder einem ähnlichen Verbindungsteil in ihrem unteren Bereich an das Druckstück angeschlossen ist Dies hat den Nachteil, daß bei Offenstellung des Ventils im Unterdruckbetrieb die Membrane mit ihrem mittleren Bereich vom Druckstück abgehoben wird und den freien Durchgang einengt oder gar absperrt Ein ständiges Verformen der Membrane bewirkt schließlich eine Ermüdung des Materials und führt zum Bruch.Furthermore, diaphragm valves are known from German Offenlegungsschrift 23 07 580, 24 55 239 and 26 07 283, all of which have in common that the membrane is usually with a membrane screw or a similar connecting part is connected to the pressure piece in its lower area This has the disadvantage that when the valve is open in negative pressure operation, the membrane with its central area from the pressure piece is lifted off and constricts or even blocks the free passage A constant deformation of the The membrane eventually causes fatigue in the material and leads to breakage.

Im Überdruckbetrieb weisen die genannten Ventile den Nachteil auf, daß ein Übergangsbereich der Membrane zwischen ihrem Randbereich und dem mit dem Druckstück verbundenen mittleren Bereich durch den Flüssigkeitsdruck ständig belastet und verformt wird. Diese aufgrund des ständigen Druckes eintretende Verformung bewirkt eine Versprödung und Ermüdung des Materials dieses Membranabschnitts und führt schließlich zum Bruch desselben, was sehr viele Beispiele in der Praxis bewiesen haben.In overpressure operation, the valves mentioned have the disadvantage that a transition area of the membrane between its edge area and the central area connected to the pressure piece by the Fluid pressure is constantly loaded and deformed. This deformation that occurs due to the constant pressure causes embrittlement and fatigue of the material of this membrane section and ultimately leads to break it, which many examples have proven in practice.

Aus der DE-OS 26 27 652 ist ein Ventil bekannt, bei welchem eine Membrane mit ihrem Randbereich am Gehäuse befestigt ist, während der zentrale Membranbereich vollständig den am unteren Ende des Gewindezapfens angeordneten Teller umgibt und eine im wesentlichen ebene untere Oberfläche aufweist. Auch diese Membrane weist den Nachteil auf, daß sie im Übergangsbereich einem starken Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist, wie man z. B. in der F i g. 3 sieht. In der linken Hälfte wird zwischen dem Gehäuseabschnitt auf der der Durchflußöffnung abgewandten Seite und dem Membranbereich Flüssigkeit eingefangen, welche in der Schließstellung einen ständigen Druck auf diesen Membranabschnitt ausübt. Noch stärker aber ist die Belastung des in F i g. 3 rechten Membranabschnitts, welcher in Schließstellung von einem in Richtung des Pfeils 13 wirkenden Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist. Eine Abdichtung zur Haube ist nicht vorhanden, so daß bei Membranbruch Medium ausströmen kann.From DE-OS 26 27 652 a valve is known in which a membrane with its edge area on Housing is attached, while the central diaphragm area is completely attached to the lower end of the threaded stem arranged plate surrounds and has a substantially flat lower surface. These too Diaphragm has the disadvantage that it is exposed to strong liquid pressure in the transition area is how to z. B. in FIG. 3 sees. In the left half is between the housing section on the The side facing away from the flow opening and the membrane area trapped liquid, which in the Closed position exerts constant pressure on this membrane section. But the burden is even greater of the in FIG. 3 right membrane section, which in the closed position of one in the direction of the arrow 13 acting fluid pressure is exposed. There is no seal to the hood, so that at Diaphragm rupture medium can flow out.

Auch bei dem Ventil der GB-PS 10 96 234 ist ein breiter Bereich der Membrane in Offenstellung des Ventils voll dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt. Auch in der Schließstellung ist, wie man in F i g. 2 sieht, der rechte Zwischenbereich der Membrane voll einem von rechts kommenden Flüssigkeitsdruck ausgesetzt.
Wenn bei den bekannten Membranventilen die Mem-In the valve of GB-PS 10 96 234, too, a wide area of the membrane is fully exposed to the liquid pressure when the valve is in the open position. Also in the closed position, as shown in FIG. 2, the right intermediate area of the membrane is fully exposed to a fluid pressure coming from the right.
If in the known diaphragm valves the mem-

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brane bricht, kann das Medium nach oben in die Haube und aus dieser ins Freie gelangen. Es werdon dabei nicht nur die Betätigungsteile des Ventils in Mitleidenschaft gezogen, sondern, was viel folgenschwerer sein kann, es kann je nach Agenzien ein hoher Sachschaden an Instrumenten und Gebäuden entstehen.brane breaks, the medium can go up into the hood and get out of this into the open. It won't be only the actuating parts of the valve are affected, but what can be far more momentous, it Depending on the agent, there can be a high level of property damage to instruments and buildings.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil zu schaifen, welches besonders betriebssicher ist, insbesondere im Überdruck- und Unterdruckbetrieb eingesetzt werden kann, bei welchem die Gefahr eines Membrananbruches auf ein Minimum reduziert und das Ausströmen des Mediums sowohl in Offen- als auch in Schließstellung wirksam verhindert ist, sogar bei Bruch der Membrane. Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object of the invention is to create a valve, which is particularly reliable, can be used in particular in overpressure and underpressure operation can, in which the risk of a membrane rupture is reduced to a minimum and the leakage of the Medium is effectively prevented in both the open and closed position, even if the membrane breaks. This object is achieved by the features of claim 1.

Aufgrund der Tatsache, daß gemäß der Erfindung die Membrane fest auf das Druckstück aufvulkanisiert ist, eine zusätzliche Rückdichtung im Haubenteil besitzt und der gesamte Flächenbereich der Membrane, welcher dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist, unterstützt ist, ist das Kernproblem aller Membranventile, nämlich die Durchbiegung der Membrane aufgrund des Flüssigkeitsdruckes bzw. des Unterdruckes, vollständig eliminiert Sowohl in der Schließstellung als auch in der Offenstellung dieses erfindungsgemäßen Ventils ist eine Durchbiegung der Membrane verhindert Solange das erfindungsgemäße Ventil lediglich in der Offenstellung oder in der Schließstellung benutzt wird, ist damit eine Versprödung und Ermüdung des Materials der Membrane aufgrund des Druckes der Flüssigkeit oder des Unterdruckes ausgeschlossen.Due to the fact that, according to the invention, the membrane is firmly vulcanized onto the pressure piece, has an additional back seal in the hood part and the entire surface area of the membrane, which is exposed to the fluid pressure, is the core problem of all diaphragm valves, namely the deflection of the membrane due to the liquid pressure or the negative pressure, completely eliminated Both in the closed position and in the open position of this valve according to the invention is a As long as the valve according to the invention is only prevented from bending of the diaphragm in the open position or is used in the closed position, this results in embrittlement and fatigue of the material of the membrane excluded due to the pressure of the liquid or the negative pressure.

Das erfindungsgemäße Ventil ist somit über besonders lange Zeiträume hinweg vollständig betriebssicher.The valve according to the invention is therefore completely reliable in operation over particularly long periods of time.

Nach dieser Weiterbildung der Erfindung wirken umlaufende Bereiche der Membrane sowohl in der Offenstellung als auch in der Schließstellung als Dichtung zwischen flüssigkeitsundurchlässigen Konstruktionsteilen des Ventils. Damit ist sichergestellt, daß auch bei Membranbruch keine Flüssigkeit durch die Haube des Ventils nach außen austreten kann, nicht einmal in Offenstellung des Ventils. Insbesondere der letztgenannte Vorteil ist von großer Bedeutung, da viele Arbeitsprozesse nicht unterbrochen werden dürfen.According to this development of the invention, circumferential areas of the membrane act both in the open position as well as in the closed position as a seal between liquid-impermeable structural parts of the valve. This ensures that even if the diaphragm ruptures, no liquid will pass through the hood of the Valve can escape to the outside, not even in the open position of the valve. The latter in particular Advantage is of great importance because many work processes must not be interrupted.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß selbst bei gebrochener Membrane notfalls das Vt-ntil sogar noch mehrfach betätigt werden kann, wobei lediglich während des Übergangs aus der Schließstellung in die Offenstellung oder umgekehrt geringe Mengen der Flüssigkeit durch die Haube nach oben austreten können. Im Falle eines Membranbruchs, dessen Wahrscheinlichkeit aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion ohnehin sehr gering ist, kann somit der laufende Betrieb bis zu seinem Abschluß oder so lange aufrechterhalten werden, bis eine Unterbrechung desselben ohne größere Kostennachteile möglich ist selbst dann, wenn zu der Fortsetzung des Betriebes das Ventil noch mehrfach betätigt werden muß.Another advantage of the invention can be seen in the fact that the Vt-ntil can even be actuated several times, with only during the transition from the closed position in the open position or vice versa, small amounts of the liquid escape through the hood upwards can. In the event of a membrane rupture, its probability based on the invention Construction is very small anyway, so the ongoing operation can continue until its completion or so long be maintained until an interruption of the same is possible without major cost disadvantages itself when the valve has to be actuated several times to continue operation.

Ein weiterer Vorteil der Weiterbildung der Erfindung liegt darin, daß aufgrund der zuggesicherten und dichtenden Einspannung der Membrane diese von der F'.üssigkeit lediglich noch auf Druck beansprucht werden kann. Jegliche Zugbelastung der Membrane ist aufgrund der beschriebenen Einspannung ausgeschlossen.Another advantage of the development of the invention is that due to the tension-secured and sealing Clamping of the membrane, these are only subjected to pressure by the liquid can. Any tensile load on the membrane is excluded due to the clamping described.

Das erfindungsgemäße Ventil ist somit nicht nur besonders betriebssicher, sondern es erlaubt darüber hinaus auch den Einsatz bei höheren Drücken.The valve according to the invention is therefore not only particularly reliable, but also allows it can also be used at higher pressures.

Zweckmäßigerweise sind vom Umfangsbereich der Membrane ausgehend sowohl in Richtung zum Durch-Appropriately, starting from the circumferential area of the membrane both in the direction of the through-

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65 gang als auch in Richtung zur Haube hin umlaufende Anlageflächen für die Membrane ausgebildet Diese Ausbildungsform der Erfindung gewährleistet eine vom Randbereich der Membrane ausgehende lückenlose Unterstützung der Membrane bis zu dem Randbereich dieser Anlageflächen hin. 65 gear and towards the hood toward circumferential contact surfaces for the membrane formed This embodiment of the invention ensures an outgoing from the edge region of the membrane complete support of the membrane to the edge of the area of these contact surfaces out.

Der von der Membrane abgedeckte Oberflächenbereich des Druckstückes ist zweckmäßigerweise größer als die Durchgangsfläche. Aufgrund dieser Ausbildungsform drückt der Randbereich des Druckstückes die Membrane gegen den inneren Randbereich der ringförmigen AnJagefläche, welche vom Randbereich der Membrane ausgehend zur Durchgangsöffnung hin ausgebildet istThe surface area of the pressure piece covered by the membrane is expediently larger than the passage area. Due to this form of training, the edge area of the pressure piece presses the Membrane against the inner edge area of the ring-shaped contact surface, which is from the edge area of the Membrane is formed starting towards the passage opening

Das Druckstück kann in seiner Sitzform kugelförmig ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise weisen der Druckkörper im Bereich des Ventilgehäusesitzes und der Ventilgehäusesitz die gleiche geometrische Form auf.The seat shape of the pressure piece can be spherical. The pressure body in the area of the valve housing seat and the valve housing seat expediently have the same geometric shape .

Die Membrane kann auf dem halbkugelförmigen Abschnitt des Druckstückes fest aufvulkanisiert sein. Diese Weiterbildung der Erfindung gewährleistet eine besonders sichere Führung und Dichtung zwischen dem Druckstück und dem Ventilgehäusesitz.The membrane can be permanently vulcanized onto the hemispherical section of the pressure piece. These Development of the invention ensures a particularly secure guidance and seal between the Pressure piece and the valve housing seat.

Der Druckkörper kann von seinem halbkugelförmigen Abschnitt ausgehend in einen Abschnitt übergehen, welcher mit gleicher Neigung wie der vom Randbereich der Membrane zum Durchgang hin gerichtete innere Anlageflächenbereich.Starting from its hemispherical section, the pressure body can merge into a section which with the same inclination as the inner one directed from the edge area of the membrane towards the passage Contact surface area.

Diese Weiterbildung der Erfindung gewährleistet eine besonders gute Dichtung zwischen dem Randbereich des Druckstückes und dem Anlageflächenbereich.This development of the invention ensures a particularly good seal between the edge area of the pressure piece and the contact surface area.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist der Druckkörper einen vorstehenden, zur Haube hin gerichteten Ringabschnitt auf, welcher in Offenstellung gegen einen in der Haube ausgebildeten, zum Durchgang weisenden Dichtringabschnitt gedrückt ist. Diese Ausführungsform der Erfindung unterstützt die dichtende Wirkung zwischen Druckstück und Haube in der Offenstellung des Ventils.According to another development of the invention, the pressure body has a protruding one towards the hood towards directed ring section, which in the open position against a formed in the hood, for Passage facing sealing ring section is pressed. This embodiment of the invention supports the sealing effect between pressure piece and hood in the open position of the valve.

Der dem Durchgang zugewandte Dichtringabschnitt oder Anlageflächenbereich kann einstückig mit der Haubengehäusewand ausgebildet sein.The sealing ring section or contact surface area facing the passage can be made in one piece with the Be formed hood housing wall.

Die Membrane kann einen den peripheren Rand des Druckkörpers umgreifende, an dessen Dichtringabschnitt anliegenden Steg aufweisen. Auch diese Weiterbildung der Erfindung dient der Unterstützung einer besonders guten Dichtwirkung zwischen Druckkörper und Haube.The membrane can encompass a peripheral edge of the pressure body on its sealing ring section have adjacent web. This development of the invention also serves to support a particularly good sealing effect between pressure hull and hood.

Die gesamte Fläche zwischen dem Umfangsbereich der Membrane und dem Dichtringabschnitt der Haube ist zweckmäßigerweise als Anlagefläche die Membrane in ihrer Offenstellung ausgebildet. Diese Ausführungsform dient einer glatten und nahtlosen Unterstützung der Membrane von ihrem Umfangsbereich bis zu dem Dichtringabschnitt der Haube.The entire area between the peripheral area of the diaphragm and the sealing ring section of the hood the membrane is expediently designed as a contact surface in its open position. This embodiment provides a smooth and seamless support of the membrane from its peripheral area to the sealing ring section of the hood.

Der Steg der Membrane kann einen zusätzlichen Ringwulst aufweisen. Dieser bewirkt zusammen mit der Ventilhaube einen dichten Abschluß, selbst bei gebrochener Membrane.The web of the membrane can have an additional annular bead. This works together with the Valve cover a tight seal, even with a broken membrane.

Zwickmäßigerweise kann dieser Ringwulst gleichzeitig als Dämpfung in öffnungsrichtung ausgebildet sein.This toroidal bead can be used at the same time be designed as damping in the opening direction.

Der Umfangsbereich der Membrane ist nach einer Ausführungsform der Erfindung als Einklemmwulst ausgebildet. Dieser Einklemmwulst kann in Ausnehmungen des Gehäuses und der Haube aufgenommen sein.According to one embodiment of the invention, the peripheral area of the membrane is designed as a pinching bead. This clamping bead can be received in recesses in the housing and the hood.

Der Übergangsbereich der Membrane zwischen dem Druckstück und dem Einklemmwulst ist zweckmäßiger-The transition area of the membrane between the pressure piece and the clamping bead is more practical.

weise elastisch ausgebildet. Er kann durch Einlagen verstärkt sein. Diese Weiterbildung der Erfindung bringt den Vorteil der Anpassung des Ventils an besonders hohe Betriebsdrücke mit sich.wise elastic. It can be reinforced by deposits. This further development of the invention brings the advantage of adapting the valve to particularly high operating pressures.

Der Einklemmwulst kann mit einer definierten Vorspannung eingebaut sein. Durch diese Vorspannung wird eine Leckage bei Temperaturschwankungen verhindert.The pinching bead can be installed with a defined preload. Because of this bias a leakage in case of temperature fluctuations is prevented.

Die Ausnehmungen können zur Aufnahme des festen Volumens zur Verhinderung einer Kompression des Gummimaterials ausgebildet und dimensioniert sein.The recesses can accommodate the solid volume to prevent compression of the Be formed and dimensioned rubber material.

Das Druckstück kann einstückig mit einem angegossenen Oberteil für das Betätigungsgewinde ausgebildet sein, es kann aber auch aus zwei Teilen bestehen. In letzterem Fall sind Druckstück und Oberteil zweckmäßigerweise mit einem Bajonettverschluß miteinander verbunden.The pressure piece can be designed in one piece with a cast-on upper part for the actuating thread be, but it can also consist of two parts. In the latter case, the pressure piece and the upper part are expediently connected to one another with a bayonet lock tied together.

Bei dieser Gelegenheit wird noch darauf hingewiesen, daß ein weiterer großer Vorteil der Erfindung darin zu sehen ist, daß in Offenstellung die Spindel des Betätigungsteils vollständig entlastet ist.On this occasion it is pointed out that another great advantage of the invention is to be it can be seen that the spindle of the actuating part is completely relieved in the open position.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Zeichnung und der Beschreibung hervor. In letzterer zeigtFurther advantages and features of the invention emerge from the subclaims in conjunction with the drawing and the description. In the latter shows

F i g. 1 einen Teil-Längsschnitt und Teil-Querschnitt durch ein Ventil mit Handrad,F i g. 1 shows a partial longitudinal section and partial cross-section through a valve with a handwheel,

F i g. 2 einen Querschnitt durch ein einteiliges Druckstück mit aufvulkanisierter Membrane,F i g. 2 a cross section through a one-piece pressure piece with a vulcanized membrane,

F i g. 3 eine Draufsicht auf das Druckstück der F i g. 2 in Richtung des Pfeiles A, F i g. 3 is a plan view of the pressure piece of FIG. 2 in the direction of arrow A,

F i g. 4 eine Draufsicht auf das Druckstück der F i g. 2 in Richtung des Pfeiles B, F i g. 4 is a plan view of the pressure piece of FIG. 2 in the direction of arrow B,

F i g. 5 einen Querschnitt durch ein einteilig ausgebildetes Druckstück mit Betätigungsgewinde vor der Gummierung,F i g. 5 shows a cross section through a one-piece pressure piece with an actuating thread in front of the Gumming,

Fig.6 einen Querschnitt durch ein zweiteiliges Druckstück, dessen sogenannte Gewindebuchse mit Hilfe eines Bajonettverschlusses mit dem der Durchflußöffnung zugewandten Teil verbunden ist,6 shows a cross section through a two-part pressure piece, the so-called threaded bushing thereof with Is connected to the part facing the flow opening with the aid of a bayonet lock,

F i g. 7 einen Querschnitt durch ein zweiteiliges Druckstück, dessen Gewindebuchse mit dem der Durchflußöffnung zugewandten Abschnitt über eine Schraubverbindung verbunden ist,F i g. 7 shows a cross section through a two-part pressure piece, the threaded bushing of which with that of the The section facing the flow opening is connected via a screw connection,

F i g. 8 einen Teil-Längsschnitt und Teil-Querschnitt durch das Ventil der F i g. 1 in Schließstellung,F i g. 8 shows a partial longitudinal section and partial cross-section through the valve of FIG. 1 in closed position,

F i g. 9 einen Teil-Längsschnitt und Teil-Querschnitt durch das Ventil der F i g. 1 in Offenstellung, undF i g. 9 shows a partial longitudinal section and partial cross-section through the valve of FIG. 1 in open position, and

Fig. 10 einen Teil-Längsschnitt und Teil-Querschnitt durch das Ventil der F i g. 1 mit der Membrane in Zwischenstellung.10 shows a partial longitudinal section and partial cross-section through the valve of FIG. 1 with the diaphragm in the intermediate position.

Die F i g. 8 zeigt einen halben Längs- und einen halben, um 90° gedrehten Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Membranventil.The F i g. 8 shows half a longitudinal and half a cross section rotated by 90 ° through a diaphragm valve according to the invention.

Der Durchgang 2 des Ventilgehäuses 1 wird, die man im linken Teil der F i g. 1 sieht, mit der Membrane 3, welche teilweise auf ein Druckstück 4 aufvulkanisiert ist, abgeschlossen. Die Form des Druckstücks 4 und der Membrane 3 ist im Bereich des Durchgangs 2 halbkugelförmig und geht zu einem Dichtsitz 5 hin in Kegelform über. Dieser Dichtsitz 5 ist umlaufend ausgebildet und geht zum Gehäuse hin in eine Nut 7 über, welche ebenfalls umlaufend ausgebildet ist und zum Festhalten der Membrane 3 zwischen dem Gehäuse 1 und der Ventilhaube 8 dientThe passage 2 of the valve housing 1 is that one in the left part of FIG. 1 sees, with the membrane 3, which is partially vulcanized onto a pressure piece 4, closed. The shape of the pressure piece 4 and the membrane 3 is hemispherical in the area of the passage 2 and merges into a conical shape towards a sealing seat 5. This sealing seat 5 is designed circumferentially and goes towards the housing in a groove 7, which is also formed circumferentially and for holding the membrane 3 between the housing 1 and the valve cover 8 is used

In der Ventilhaube 8 ist ein umlaufender Dichtring 10 ausgebildet, welcher dem Durchgang zugewandt ist Gegen diesen Dichtring 10 wird, wie in der rechten Seite der F i g. 1 erkennbar ist in Schließstellung des VentilsA circumferential sealing ring 10 is located in the valve cover 8 formed, which faces the passage against this sealing ring 10, as in the right side the F i g. 1 can be seen in the closed position of the valve der Umfangsbereich des Druckstückes 4 gedrückt. In dieser Stellung dichtet das Druckstück das Ventil nach oben hin und somit nach außen ab.the circumferential area of the pressure piece 4 is pressed. In In this position, the pressure piece seals the valve towards the top and thus towards the outside.

Um bei den Betätigungsvorgängen die Verdrehungskräfte von der Membrane fernzuhalten, ist am Druckstück eine Verdrehungssicherung 11 angebracht. Mit einer Spindel 12 wird das Ventil über ein Handrad in bekannter Weise betätigt Andere Betätigungen, wie z. B. Kraftkolben, Elektroantriebe, Membranantriebe und dergleichen sind ebenfalls im Rahmen der Erfindung verwendbar.In order to keep the twisting forces away from the membrane during the actuation processes, a twist lock 11 is attached to the pressure piece. With a spindle 12, the valve is operated in a known manner via a handwheel z. B. power pistons, electric drives, diaphragm drives and the like can also be used within the scope of the invention.

Die Ventilhaube 8 ist mit Hilfe von Bolzen 23 mit dem Ventilgehäuse 1 verbunden.The valve cover 8 is connected to the valve housing 1 with the aid of bolts 23.

Die Fig.2 zeigt ein einteilig ausgebildetes Druckstück mit an- bzw. aufvulkanisierter Membrane in Schnittdarstellung.2 shows a one-piece pressure piece with a vulcanized or vulcanized membrane in Sectional view.

Auf das Druckstück 4 mit der angegossenen Verdrehungssicherung U ist die komplette Membrane 3 teilweise anvulkanisiert Wie man in dieser F i g. 4 besonders deutlich sieht, steht der Randbereich 4a seitlich über dem angegossenen Gewindeabschnitt 24, in welchem Gewinde 25 ausgebildet ist, vor. Um diesen vorstehenden Abschnitt 4a greift ein Steg 9 der Membrane 3. Dieser Stegabschnitt 9 liegt in Schließstellung des Druckstückes zwischen dem vorstehenden Umfangsbereich 4a und dem an der Ventilhaube 8 ausgebildeten Dichtring 10. In dieser Schließstellung wirkt dieser Steckabschnitt 9 als Dichtung zwischen Druckstück 4 und Dichtring 10.The complete membrane 3 is partially vulcanized onto the pressure piece 4 with the molded anti-rotation device U. As can be seen in this FIG. 4 sees particularly clearly, the edge area 4a is to the side above the cast-on threaded section 24 in which thread 25 is formed. A web 9 of the membrane engages around this protruding section 4a 3. In the closed position of the pressure piece, this web section 9 lies between the protruding circumferential area 4 a and that formed on the valve cover 8 Sealing ring 10. In this closed position, this plug-in section 9 acts as a seal between the pressure piece 4 and sealing ring 10.

Die Membrane weist an ihrem Umfangsbereich einen Einklemmwulst 7 und Fixiermarkierungen 14 auf. Zur sicheren Abdichtung trägt die Membrane 3 an der Dichtpartie einen Kreiswulst 15 und am Abdichtsitz einen Querwulst 16. Diese beiden Wulste haben eine definierte Größe, also gewisse geometrische Form und Abmessung, um die spezifische Flächenpressung beim Schließvorgang in Grenzen zu halten, damit ein gutes Verhältnis zwischen Schließkraft und Schließeffekt erreicht wird.The membrane has a clamping bead 7 and fixing markings 14 on its circumferential area. To the The membrane 3 has a circular bead 15 on the sealing section and a transverse bead 16 on the sealing seat To keep the closing process within limits so that a good relationship between the closing force and the closing effect is achieved.

Der beschriebene Steg 9 auf der Rückseite der Membrane 3 ist ebenfalls aufvulkanisiert und diese aufvulkanisierte »Rundpartie« 19 trägt zur einwandfreien Haftung der Vulkanisation bei.The web 9 described on the back of the membrane 3 is also vulcanized on and this vulcanized "round section" 19 contributes to the perfect adhesion of the vulcanization.

Die beiden Fixierungen 14 haben die Funktion, die richtige Montage zu gewährleisten, damit der Querwulst 16 auch richtig auf dem Dichtsteg 20 des Gehäuses zu liegen kommt Für die Fixierungen sind am Gehäuse entsprechende Taschen 21 und 22 angegossen. Diese Ausnehmungen oder Ringspalte 21 im Gehäuse 1 und 22 an der Haube 8 sind so ausgebildet, daß sie bei der Montage das Anschrauben der Haube 8 auf dem Gehäuse 1 mit den Schrauben 23 ermöglichen, wobei das durch das Zusammendrücken des Einklemmwulstes 7 ausweichende Volumen aufgenommen werden kann.The two fixations 14 have the function of ensuring correct assembly, so that the transverse bead 16 is also correctly positioned on the sealing web 20 of the housing comes to rest For the fixations, appropriate pockets 21 and 22 are cast on the housing. These Recesses or annular gaps 21 in the housing 1 and 22 on the hood 8 are designed so that they are at the Assembly allow the hood 8 to be screwed onto the housing 1 with the screws 23, whereby the by compressing the pinching bead 7 evasive volume can be absorbed.

Die F i g. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Druckstück der Fig.2 in Richtung des Pfeiles A. In dieser Figur sieht man besonders gut die Verdrehungssicherung II, welche einen kreisförmigen Querschnitt mit diametral gegenüberliegend ausgebildeten Rippen aufweistThe F i g. 3 shows a plan view of the pressure piece of FIG. 2 in the direction of arrow A. In this figure, the anti-rotation device II can be seen particularly well, which has a circular cross-section with diametrically opposed ribs

Die F i g. 4 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles B auf das Druckstück 4 der F i g. 2 mit aufvulkanisierter Membrane 3. In dieser F i g. 4 sieht man besonders gut die Kreiswulst 15, die Querwulst 16, den Ringwulst 7 und die Fixiermarkierungen 14.The F i g. 4 shows a view in the direction of arrow B of the pressure piece 4 of FIG. 2 with membrane vulcanized on 3. In this FIG. 4 the circular bead 15, the transverse bead 16, the annular bead 7 and the fixing markings 14 can be seen particularly well.

Die F i g. 5 zeigt einen Querschnitt durch ein einteilig ausgebildetes Druckstück 4 mit angegossenem Oberteil 24, welches das Betätigungsgewinde 25 enthält Die als Verdrehungssicherung 11 wirkende Führungsrippe undThe F i g. 5 shows a cross section through a one-piece pressure piece 4 with a cast-on upper part 24, which contains the actuating thread 25, the guide rib acting as a rotation lock 11 and

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weitere Rippen 26 dienen zur Versteifung des Druckstückes 4 und sind ebenfalls einstückig mit diesem ausgebildet. Die Wölbung 27 des Druckstückes 4 ist halbkugelförmig ausgebildet, um sich genau der komplementären Form des Gehäuses als Gegenstück im Schließzustand einzufügen.further ribs 26 serve to stiffen the pressure piece 4 and are also formed in one piece with it. The curvature 27 of the pressure piece 4 is hemispherical in order to be exactly the complementary one Insert the shape of the housing as a counterpart in the closed state.

Die F i g. 6 zeigt einen Schnitt durch ein aus mehreren Teilen bestehendes Druckstück. Der dem Durchgang 2 zugewandte Abschnitt 28 hat angegossene Rippen 29, in welche das Oberteil 30, welches eine Verdrehungssicherung 31 und ein Betätigungsgewinde 32 aufweist, eingesetzt ist. Das Oberteil 30 ist mittels eines Bajonettverschlusses mit dem Druckstück 28 verbunden.The F i g. 6 shows a section through a pressure piece consisting of several parts. The passage 2 facing section 28 has cast-on ribs 29, in which the upper part 30, which is a rotation lock 31 and an actuating thread 32 is used. The upper part 30 is by means of a bayonet lock connected to the pressure piece 28.

Die F i g. 7 zeigt einen Querschnitt durch ein Druckstück 33, dessen zugehöriges Oberteil 34 eine angegossene Verdrehungssicherung 35 und ein Betätigungsgewinde 36 aufweist. Das Oberteil 34 ist mit Befestigungsschrauben 37 am Druckstück 33 befestigt. Die Membrane wird wiederum in gleicher Form und in gleicher Art wie in F i g. 2 angebracht und befestigt.The F i g. 7 shows a cross section through a pressure piece 33, the associated upper part 34 of which is cast on Has rotation lock 35 and an actuating thread 36. The upper part 34 has fastening screws 37 attached to the pressure piece 33. The membrane is in turn in the same shape and in the same way as in Fig. 2 attached and attached.

Die Fig.8 zeigt einen kombinierten Längs- und Querschnitt durch das Ventil, wobei die Dichtpartie sich in Schließstellung befindet. Das Druckstück mit der aufvulkanisierten Membrane wird durch Betätigung des Handrades 13 mittels des Spindelgewindes 25 der Spindel 12 fest an den Sitz 20 und 5 des Gehäuses 1 gepreßt, bis Dichtheit erreicht ist. Die Dichtwulste 15 und 16 bewirken dabei die absolute Dichtheit des Ventils im Abschluß. Die Membrane 3 am Druckstück 4 wird mit Hilfe der Spindelkraft so stark an den Sitz des Ventils gepreßt, daß die Membrane durch den anstehenden Druck »P« nicht abgehoben werden kann. Das tragende, d. h. das elastische Stück der Membrane 6 ist also im geschlossenen Zustand voll und ganz abgestützt und liegt außerhalb des Druckstückes 4 an der Schräge 5 des Gehäuses an. Durch die Festklemmung des Membranabschnittes zwischen dem Umfangsbereich 4a des Druckstückes 4 und dem Dichtflächenabschnitt 5 ist auch der in der Zwischenstellung des Druckstückes belastete Abschnitt 6 (vergleiche F i g. 1) der Membrane 3 vollständig zugfrei. In dieser Schließstellung des Ventils kann somit keine Ausdehnung oder Ausbeulung der Membrane 3 eintreten. Somit ist auch keine Ermüdung der Membrane durch ständige Dehnung möglich.FIG. 8 shows a combined longitudinal and cross section through the valve, the sealing section being in the closed position. The pressure piece with the vulcanized membrane is pressed firmly against the seat 20 and 5 of the housing 1 by actuating the handwheel 13 by means of the spindle thread 25 of the spindle 12 until it is sealed. The sealing beads 15 and 16 bring about the absolute tightness of the valve in the end. The membrane 3 on the pressure piece 4 is pressed so strongly against the seat of the valve with the help of the spindle force that the membrane cannot be lifted off by the pressure "P". The load-bearing, ie the elastic, piece of the membrane 6 is fully supported in the closed state and lies outside the pressure piece 4 on the slope 5 of the housing. As a result of the clamping of the membrane section between the circumferential area 4a of the pressure piece 4 and the sealing surface section 5, the section 6 (see FIG. 1) of the membrane 3 which is loaded in the intermediate position of the pressure piece is completely free of tension. In this closed position of the valve, therefore, no expansion or bulging of the membrane 3 can occur. This means that the membrane cannot become fatigued due to constant stretching.

Wie man in dieser F i g. 8 sieht ist das Ventil in seiner Schließstellung selbst dann absolut dicht, wenn der elastische Teil der Membrane gebrochen sein sollte. Dies ergibt sich zwangsläufig daraus, daß der in Zwischenstellung freie Teil 6 der Membrane 3 oberhalb der Dichtpartie i5 iiegt, weiche ebenfalls in geschlossenem Zustand ohne Zugbeanspruchung ist.As shown in this fig. 8 the valve is absolutely tight in its closed position even when the elastic Part of the membrane should be broken. This inevitably results from the fact that the in the intermediate position free part 6 of the membrane 3 lies above the sealing part i5, which is also in the closed position State without tensile stress.

Die Fig.9 zeigt einen kombinierten Längs- und Querschnitt durch das Ventil in seiner Offenstellung. Das Druckstück 4 ist in dieser Offenstellung mit der Rückseite des peripheren Bereiches 4a gegen den Dichtring 10 an der Ventilhaube 8 gedrückt In dieser Stellung befindet sich der ringförmige Stegabschnitt 19 der Membrane 3 zwischen der Rückseite des peripheren Bereiches 4a und dem Dichtring 10. Dieser Steg 9 wirkt als Dichtung zwischen dem Druckstück und dem Dichtring 10 der Ventilhaube 8. Um die Dichtwirkung noch zu verbessern, ist ein Wulst 18 an dem Steg 9 der Membrane 3 ausgebildetThe Fig.9 shows a combined longitudinal and Cross section through the valve in its open position. The pressure piece 4 is in this open position with the Back of the peripheral area 4a pressed against the sealing ring 10 on the valve cover 8 In this Position is the annular web portion 19 of the membrane 3 between the back of the peripheral Area 4a and the sealing ring 10. This web 9 acts as a seal between the pressure piece and the sealing ring 10 of the valve cover 8. To further improve the sealing effect, there is a bead 18 on the web 9 of the membrane 3 trained

Wie man in dieser Figur sieht ist der elastische, in Zwischenstellungen mit Druck beaufschlagte Teil längs der Membrane 3 ohne jegliche Zugbeanspruchung, durch welche Membranen im allgemeinen gefährdet werden, da er satt an der rückwärtigen Abstützung 40 anliegt.As can be seen in this figure, the elastic part, which is pressurized in intermediate positions, is longitudinal the membrane 3 without any tensile stress, by which membranes are generally endangered because it is in full contact with the rear support 40.

Es wird noch darauf hingewiesen, daß in dieser geöffneten Stellung ein erhöhter Flüssigkeitsdruck »P« keineswegs die Gefahr mit sich bringt, daß das Ventil undicht werden könnte. Im Gegenteil, dieser erhöhte Flüssigkeitsdruck »P« drückt das Druckstück noch stärker gegen den Dichtring 10, so daß die Dichtwirkung noch verstärkt wird.It should also be pointed out that in this open position an increased liquid pressure "P" in no way entails the risk of the valve leaking. On the contrary, this increased liquid pressure "P" presses the pressure piece even more strongly against the sealing ring 10, so that the sealing effect is increased.

Es wird auch darauf hingewiesen, daß in dieser Stellung die Spindel des Druckstückes völlig entlastet sein kann.It is also pointed out that in this position the spindle of the pressure piece is completely relieved can.

Die nach obenhin wirkende Dichtung des Steges 9 und Wulstes 18 ist als dämpfender Anschlag bei der Ausführung mit Kraftkolbenbetätigung ausgebildet.The upwardly acting seal of the web 9 and bead 18 is used as a damping stop in the Designed with power piston actuation.

Die Fig. 10 zeigt einen kombinierten Längs- und Querschnitt durch das Ventil in einer Zwischenstellung. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Ventils ist der in Zwischenstellungen vom Flüssigkeitsdruck belastete, elastische Teil 6 der Membrane 3 im Verhältnis zum Durchmesser des Druckstückes sehr klein ausgebildet. Aus diesem Grunde können relativ hohe Drükke vom Zwischenstück 6 aufgenommen werden, ohne daß dieses eine wesentliche Deformation erfahren würde. Die vom Flüssigkeitsdruck ausgeübte Zugbeanspruchung wird somit auch in Zwischenstellungen bei diesem Ventil wesentlich besser aufgefangen als bei den bekannten Ventilen.Fig. 10 shows a combined longitudinal and cross section through the valve in an intermediate position. Due to the design of the valve according to the invention, it is in the intermediate positions of the liquid pressure loaded, elastic part 6 of the membrane 3 is made very small in relation to the diameter of the pressure piece. For this reason, relatively high pressures can be absorbed by the intermediate piece 6 without that this would experience a substantial deformation. The tensile stress exerted by the fluid pressure is thus caught much better with this valve in intermediate positions than with the known valves.

Beim Öffnungsvorgang hebt die Membrane 3 von der Anlagefläche 5 des Gehäuses ab, und der Betriebsdruck »P« kann sich unter der Membrane ausbreiten. Zu Beginn der Öffnungsphase empfängt der freie Teil 6 der Membrane 3 seine größte Belastung, also die größte Beanspruchung dieses Ringquerschnittes auf Zug. In diesem Teil 6 ist die Membrane entsprechend den zu erwartenden Belastungen durch Gezirkeeinlagen verstärkt um auch höchsten Drücken leicht standzuhalten.During the opening process, the membrane 3 lifts off the contact surface 5 of the housing and the operating pressure "P" can spread under the membrane. At the beginning of the opening phase, the free part 6 of the membrane 3 receives its greatest load, that is to say the greatest stress on this ring cross-section in terms of tension. In this part 6, the membrane is reinforced according to the expected loads from district inserts in order to easily withstand even the highest pressures.

Je weiter das Ventil geöffnet wird, umso mehr nimmt die Belastung auf dem elastischen Membranbereich 6 ab, da sich dieses zunehmend an der schrägen Innenwand 40 der Haube 8 anlegt und abstützt. In der Endphase der öffnung legt sich dann der elastische Bereich 6 vollständig an der Innenwand 40 an, so daß dieser Bereich lediglich noch auf Druck belastet ist. Eine Zugbelastung tritt in dieser vollständigen Öffnungsstellung nicht mehr ein.The further the valve is opened, the more the load on the elastic membrane area 6 increases from, since this increasingly rests on the inclined inner wall 40 of the hood 8 and is supported. In the In the end phase of the opening, the elastic region 6 then rests completely against the inner wall 40, so that the latter Area is only still under pressure. A tensile load occurs in this fully open position no longer a.

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Diaphragm valve, with a valve housing, a hood and a membrane, which is attached with its peripheral area to the valve housing and / or to the hood and with its central area is connected to a pressure piece, and in which the area directly exposed to the fluid pressure "P" the diaphragm is supported in the closed position by the pressure block against the liquid pressure "P" , characterized in that the area of the diaphragm (3) directly exposed to the liquid pressure "P" in the open position over its entire surface by stationary, contiguous surfaces of the valve housing or . is supported by the pressure piece (4) against the liquid pressure "P" that the membrane (3) is firmly vulcanized onto the hemispherical section of the pressure piece (4) and encompasses a peripheral edge (Aa) of the pressure piece (4), has on the sealing ring abutting web (9)

2. Valve according to claim 1, characterized in that the pressure piece (4) of its hemispherical Section merges into a section which has the same inclination as that of the edge area the membrane (3) has inner contact surface areas (5) directed towards the passage

3. Valve according to one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the web (9) has a protruding ring section directed towards the hood (8) (18) which in the open position against a formed in the hood (8), to the passage (2) facing sealing ring section (10) is printed.

4. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the passage (2) facing sealing ring section (10) is formed in one piece with the hood wall (8).

5. Valve according to one of claims 3 or 4, characterized in that the annular bead (18) as Damping is formed in the open position

6. Valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transition to The sealing ring (10) of the valve cover (8) has a bulge that ensures that the membrane (3) fits snugly (42).

7. Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pressure piece (4) is formed in one piece with the cast-on upper part (24) with an actuating thread (25).