DE1863067U - Doppelstufiger membranantrieb zur steuerung von stellgliedern. - Google Patents

Description

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SIEMENS

SIEMENS & HALSKE AKTIENGESELLSCHAFT

Berlin und München
Patentabteilung

0 berlin-siem"ensstadt2 8. DEZ. 19S1

61/0591

S 39 99O/47g 28.12.1961

Doppelstufiger Membranantrieb zur Steuerung von Stellgliedern

Neuerung
Die Bj3&o&ogi betrifft einen doppelstufigen Membranantrieb. Is ist bereits vorgeschlagen worden, einen solchen lembranantrieb zur Steuerung von Stellgliedern zu verwenden. Hierbei ist ein solches Stellglied, z.B. ein Ventil, das zum Öffnen und Absperren von Bohrleitungen dient, wie dies z.B. bei Meßanlagen der Fall ist, um die Abgabe einer durch ein Mengeneinstellwerk vorbestimmten'Flüssigkeitsmenge zu ermöglichen und nach Abgabe dieser Menge den weiteren Zufluß zu unterbrechen. Um bei der

■■';'"."·: 3Jo: Diese Unferiu-ge (Sescfueißung und Schuizonspr.) lsi die iulelzl eingereichte; sie reicht von der WortbsEiing dar ursprünglich eingereichten Unterlagen ob. Öle rechtliche Bedeutung der Abweichung ist mVhf geprüft, DIa ursprünglich eingereichten Unterlagen befinden sich in_de* Amfsakten, Sie können jederzeit ohne NachwHs einas rechtlichen Interesses gebührenfrei eingesehen werden, Auf Antrag werden hiervon: auch Fötokopien oder ftsm negative z« «Jen übiichen Preisen geliefert Oeutsches Potentomt, Gebrauchsmusterstelle

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Unterbrechung des v/eiteren Zuflusses Flüssigkeitsschläge zu vermeiden, wird das Ventil vor seinem völligen Abschluß durch den Membranantrieb in eine drosselnde 2wisGhenstellung gebracht, in der das Ventil nahezu geschlossen ist. 2u diesem Eweck führt der doppelstufige Meabranantrieb in der ersten Stufe den größten Teil des Hubes aus, um den Flüssigkeitsstrom stark 2U drosseln und in der zweiten Stufe den kleinen Resthub bis zum völligen Abschluß des Ventils. Dabei soll der Eesthub in einer möglichst kurzen Zeit erfolgen, damit die Abschaltung sehr genau erfolgt.

Um diese Arbeitsweise zu erzielen, ist die Druckkammer des Mefflbranantriebes durch eine eine druckbewegliche Wand bildende !Rollmembran, an der das Stellglied starr befestigt ist, abgeschlossen und durch eine als druckbewegliche Zwischenwand dienende Flachmembran in zwei Teilkammern unterteilt, die an getrennte Druckleitungen angeschlossen und derart wahlweise unter Druck zu setzen oder drucklos zu machen sind, daß in der ersten Stufe die Bollzaembran den größten Teil des Hubes zur starken Drosselung des Durchflusses und in der zweiten Stufe die Flachmembran den kleineren Besthub zum völligen Abschluß auszuführen gestattet.

Die !tonmembran hat den Vorteil, daß sie einen großen Hub bei verhältnismäßig kleinem Durehmesser auszuführen gestattet,

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während die Flachmembran für kurse Hübe sehr geeignet ist und sehr schnell arbeitet.

2ur Erläuterung des doppelstufigen Membranantriebes gemäß der Neuerung

ist als Ausführungsbeispiel ein hiermit zu betreibendes Ventil gezeigt. Das Ventil, das in Fig. 1 völlig geöffnet, in Fig. 2 in einer Brosselstellung (Zwischenstellung) und in Fig.'3 völlig geschlossen ist,- besteht aus dem Haupt ventil 1, in das das kleinere forventil 2 eingesetzt ist; das Vorventil 2 wird an das Hauptventil 1 durch die Feder 3 angedrückt. Diese Ventilausbildung ist gewählt, um das. Ventil leicht öffnen zu können und die Kräfte beim Schließen gering zu halten; insbesondere soll hierdurch ein plötzlicher Druckstoß kurz vor dem völligen Abschluß vermieden werden.

Auf das Ventilgehäuse 4 ist der Membranantrieb aufgesetzt, dessen Hubbewegung über die Stange 5 auf das Ventil übertragen wird. Die flüssigkeitsdichte Durchführung zum Ventil erfolgt durch Verwendung der Stopfbuchse 6; diese kann auch durch einen Faltenbalg aus Metall oder Kunststoff ersetzt werden. Der Membranantrieb besteht aus einem auf den Teil 7 aufgesetzten Gehäuse, das mit Hilfe des Zwischenringes 8 und des Deckels 9 eine Druckkammer bildet, die durch die Bollmembran 10 abgeschlossen und durch die Flachmembran 11 in die beiden Teilkammern 12 und 13 unterteilt ist.

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Die Hollmembran 10 ist an ihrem Außenumfang fest eingespannt und innen an dem die Stange 5 tragenden Zylinder 14 so befestigt, daß sie bei der Hubbewegung faltenfrei abrollen kann. Die Flachmembran 11 ist ein ebener Bauteil und zwischen dem Zwischenring 8 urid dem Deckel 9 fest eingespannt. Das Zusammenspannen der verschiedenen Teile des Antriebes erfolgt durch die Bolzen 15. Das gleiche Druckmittel (Luft oder Flüssigkeit) wird den Teilkammern 12 und 13 durch den Anschluß 16 bzw. 17 über getrennte Druckleitungen zugeführt. Die Stange 5 steht stets unter dem Einfluß der nach oben (in Hichtung der Schließstellung) wirkenden Feder 18. Um die in Fig. 1 gezeigte volle Öffnungsstellung zu erreichen, wird das Druckmittel der Teilkammer 13 durch den Anschluß 16 zugeführt. Dadurch wird der Zylinder 14 soweit nach unten bewegt, bis das Ventil an seinem unteren Anschlag anliegt und somit völlig geöffnet ist. Die Federn 3 und 18 sind hierbei gespannt. Ob für diese Ventilbewegung das Druckmittel auch der Teilkammer 12 zugeführt wird, ist gleichgültig, da die Flachmembran 11 infolge ihrer Fesselung durch die Haltevorrichtung im Deckel 9 nur einen begrenzten Hub ausführen kann.

Soll die Flüssigkeit oder der Durchfluß eines anderen Meßgutes durch das Ventil abgesperrt werden, so darf das Ventil zur Vermeidung zu großer Druckstöße in der Leitung nicht schlagartig geschlossen werden. Daher ist eine drosselnde Ζγ/ischenst ellung vorgesehen, die dadurch erreicht wird, daß die Teilkammer 12

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unter Druck gesetzt wird und die Teilkammer 13 ohne Brück bleibt. In diesem Fall wird der Zylinder 14 sit der Rollmembran 10 durch die Feder 18 soweit nach oben bewegt, daß er mit seinem feller 20 an den Anschlagstiften 21 der Flachmembran 11 anliegt, line weitere Bewegung ist nicht möglich, da die Teilkammer 12 unter Druck steht und somit die Flachmembran 11 ihre untere durch die Baltevorrichtung 19 bestimmte Indstellung einnimmt. Die Feder 18 ist so abgestimmt, da$ die mit ihr ausgeübte Kraft zwar die Eeibung der Stopfbuchse 6 überwindet, aber kleiner als die vom Druckmittel auf die Flachmembran 11 ausgeübte Kraft ist. In der drosselnden Zwischenstellung ist das Vorventil 2 noch geöffnet, das Hauptventil 1 aber nahezu oder ganz geschlossen. Diese Stellung ist in Fig. 2 gezeigt.

2um völligen Abschluß des Flüssigkeitsstromes wird auch dis Teilkammer 12 drucklos gemacht, so daß die Feder 18 auch die Flachmembran 11 nach oben drückt. Da hierbei die Stange 5 weiter nach oben bewegt wird, schließt die Feder 3 das bisher noch geöffnete Torventil 2. Die Schließstellung ist in Fig. 3*gezeigt.

Es sei noch bemerkt, daß die wahlweise Druckerzeugung in der einen oder anderen Teilkammer bzw. das Drucklosmachen mit Hilfe von Schaltgliedern veranlaßt wird.

5 Figuren
1 Anspruch

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Claims (1)

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   Schutzanspruch

   Doppelstufiger Membranantrieb zur Steuerung von Stellgliedern, wie 2,B. von Ventilen mm. öffnen und Absperren von Bohrleitungen in Steuer- bzw. Meßanlagen, insbesondere zur Steuerung der Abgabe einer durch ein Mengeneinstellwerk vorbestisuaten Flüssigkeitsmenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer des Membranantriebes durch eine eine druckbewegliche Wand bildende Bollmembran {10), an der das Stellglied starr befestigt ist, abgeschlossen und durch eine als druckbewegliche Zwischenwand dienende Flachmembran (.11) in zwei Teilkammern (12,12) unterteilt ist, die an getrennte Druckleitungen (16, 17) angeschlossen und derart wahlweise unter Druck su setzen oder drucklos zu machen sind, daß in der ersten Stufe die Bollmembran (10)" den größten Teil des Hubes Eur starken Drosselung des Durch-! flusses und in der zweiten Stufe die Flachmembran (11) den kleineren Beathub zum völligen Abschluß auszuführen gestattet.