DE2109443A1 - Ventilblock - Google Patents

Description

• Venti lblock Die Erfindung betrifft einen Ventilblock bestehen aus einem Gehäuse mit einer Einlaß- und einer Auslaßkammer und mindestens einem die beiden Kammern miteinander verbindenden Membranventil, dessen Membran auf der einen Seite abhebbar gegen einen Ventilsitz anliegt und auf der anderen Seite mit der Innenwand des Ventilgehäuses und/ oder einem Membrandeckel eine Kammer bildet, die mit einem Anschlußstutzen für eine Steuerleitung versehen ist.
• Bei Flüssigkeitsventilen dieser Art ist der Membranquerschnitt meist erheblich größer als der durch den Ventil sitz begrentze Querschnitt. Dies trifft insbesondere für differenzdruckgesteuerte Ventile zu, deren beide Membranseiten mit dem dae Ventil durchströmmenden Medium beaufschlagt sind. In diesem Fall steht ein Ringbereich der Membran über den Ventilsitz über und erstreckt sich in die Einlaßkammer hinein. Wegen der großen erforderlichen Membranfläche sind die Gehäuseabmessungen derartiger VenZ tile verhältnismäßig groß. Ferner müssen für Ventile mit unterschiedlichen Nennweiten Membranen mit verschiedenen Größen verwendet werden. Dies bedeutet einmal einen Mehraufwand bei der Herstellung der Membranen und gegebenenfalls der Membrandeckel, da unterschiedliche Werkzeuge verwendet werden müssen und für jede Membrangröße jeweils verhältnismäßig kleine Stückzahlen anfallen. Zum anderen muß der Benutzer, falls in seinen Anlagen Ventile mit unter schiedlichen Größen eingesetzt sind, eine Vielzahl unterschiedlicher Ersatzmembranen auf Lager halten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilblck der eingangs beschriebenen Art so zu konstruieren, daß bei kleinem Bauvolumen ein geringer Druckverlust auftritt, daß ferner in Ventilblöcken mit unterschiedlichen Nennweiten Membranen gleicher Größen verwendet werden können und daß zudem eine steuerbare Drosselung vorgenol-en werden kann.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb das Ventilgehäuses mehrere parallelgeschaltete X.mbranventile angeordnet sind. In einer besondere rauwsparenden Konstruktion dieser Art sind die Membranventile innerhalb des Ventilgehäuses sternnförmig angeordnet. Dabei weist der Ventilblock in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein etwa kubische Gehäuse auf, an dessen zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Ein- bzw. Auslaßstutzen angeordnet ist und dessen übrigen Seiten jeweils ein Membranventil zugeordnet ist.
• Un die inneren Druckverluste des Ventilblocks so klein wie möglich zu halten, muß der gesamte Strömungsquerschnitt der Membranventile mindestens gleich dem Strömungsquerschnitt der Ein- bzw. Auslaßöffnung des Ventilgehäuses sein.
• Das die Plansche für die Membranen und die Ein und Aus paß Öffnungen aufweisende Ventilgehäuse wird vorteilhafterweise zusammen mit den die Ventilsitze tragenden Zwischenwänden als einstückiges, beispielsweise aus Kunststoff bestehendes Gußstück hergestellt.
• Der Strömungsquerschnitt des Ventils kann zu Drosselungszwecken in einem gewissen Bereich eingestellt werden, wenn die einzelnen Membranventile unabhängig voneinander ansteu erbar sinde Soll die Steuerung der Einzelventile mit Hilfe des Eigenmediums erfolgen, so ist zwischen den Membrankammern und der Einlaßkammer eine Verbindung mit einer im Vergleich zum Steuerleitungsquerschnitt kleinen Querschnittefläche vorzusehen. Beim Durchströmen des Mediums durch diese Verbindungsleitung, die Membrankammer und die Steuerleitung tritt in der Verbindungsleitung der haupteächliche Druckabfall auf. Dadurch entsteht bei geöffneter Steuerleitung in der Membrankammer gegenüber der Einlaakammer ein Unterdruck, wodurch de Membran vom Ventilsitz abgehoben wird Bei geschlossener Steuerleitung dagegen baut sich in der Membrankammer der in der Einlaßkammer herrschende Druck auf.
• Sofern membrankammerseitig die Wirkfläche der Membran größer ist als einlßkammerseitig, ergibt sich in diesem Fall eine die Membran auf den Ventilsitz drückende resultierende Kraft.
• Der aus wehreren Einzelventilen bestehende Ventilblock lsann Uber eine einzelne 5teuerleitung angesteuert werden, wenn die Membrankammern beispielsweise durch Bohrungen innerhalb der Gehäusewände untereinander verbunden sind.
• In der Zeichnung ist in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch einen Ventilblock; Fig. 2 eine Ansicht des Ventilgehäuses ohne Membrandeckel und Membran; Fig. 3 ein Schaltungsbeispiel für die Ventilsteuerung.
• Der Ventilblock besteht aus einem im wesentlichen würfelförmigen Gehäuse 2, welches an zwei einander gegenüberliegenden Seiten einen einlaufstutzen 4 und einen Auslaufstutzen 6 und an den übrigen vier Seiten jeweils einen einen kreisförmigen Durchbruch 8 begrenzenden Flansch 1c aufweist. In den Durchbruch 8 ist eine kreisförmige Membran 12 eingesetzt, die an ihrem Randbereich zwischen den Flansch lo und eiaen an des Membrandeckel 14 vorgesehenen Gegenflansch eingeklemmt ist. Der Membrandeckel 14 ist mittels in die Gewindebohrungen 16 eingedrehter Schrauben an dem Gehäuse 2 befestigt und bildet zusammen mit der Membran eine Kammer 18. Das Ventilgehäuse 2 ist durch die Zwisohenwände 20 in eine Einlaßkammer 22 und eine Auslaßkammer 24 unterteilt, die über vier zueinander sternförmig angeordnete kreisförmige Öffnungen 26 miteinander verbunden sindo Die Umrandungen der kreisfdrmigen Öffnungen 26 bilden jeweils einen Ventilsitz 28, gegen den der an der zugehörigen Membran 12 aqeformte im Querschnitt kreisförmige Verschlußkörper 3c bei geschlossenem Ventil dicht anliegt. In Fig. 1 ist das obere Ventil in geschlossener und das untere Ventil in geöffneter Stellung dargestellt. Die Pfeile 92 deuten die Strömungsrichtung des duroh das geöffnete Ventil geleiteten flüssigen Mediums an.
• Zur Steuerung das Ventils ist an dem Membrandeckel 14 ein Anschlußstutzen 34 für eine Steuerleitung vorgesehen. Dieser kann z.B. mit dem Stutzen 36 eines Steuerventils 38 verbunden werden. Soll die Steuerung des Hauptventils mit Hilfe des Eigenmediums erfolgen, so muß zusätzlich eine die Einlaßkammer 22 mit der Membrankammer 18 verbindende enge Leitung vorgesehen sein, die in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel als Bohrung 40 in den Gehäusekörper 2 und dem Membrandeckel 14 ausgebildet ist, Zur Erläuterung der Punktion der Steuerung des in der Zeichnung dargestellten differenzdruckgesteuerten Membranventils mit Hilfe des Eigenmediums sei zunächst angenommen, daß sich die auf den Stößel 42 einwirkende Nokkensoheibe 44 in der in Fig. 3 dargestellten Stellung befindet, in der das aus dem Ventilsitz 46 und der Membran 4 gebildete Steuerventil 38 geöffnet ist0 Das durch die Bohrungen 40 in die Membrankammer 18 einströmende Medium kann Ueber den Ausgangsstutzen So des Steuerventils in einen beispielsweise unter Atmosphärendruck stehenden Raum abfließen. Sofern der Querschnitt der Bohrungen 40 im Vergleich zum Querschnitt der Steuerleitung genügend klein iet, tritt dort der hauptsächliche Druckabfall des über das Steuerventil 38 geleiteten Nebenstromes aut0 Dadurch bildet sich in der Membrankammer 18 gegenüber der Einlaßkammer 22 ein Unterdruck aus, der bewirkt, daß die Membran 12 von dem Ventilsitz 28 abgehoben wird.
• Wird dagegen die Nockenscheibe 44 im Uhrzeigersinn weitergedreht, so wird der Stößel 42 nach unten gedrückt, die Membran 48 auf den Ventilsitz 46 gepreßt und damit die Steuerleitung verschlossen0 In diesem Fall baut sich in der Membrankammer 18 der in der Einlaßkammer 22 herrschende Druck auf. Da membrankammerseitig die ganze Membranfläche, einlaßkammerseitig jedoch nur der außerhalb des T tilsitzes 28 befindliche Ringbereich mit dem hohen BinlaB-druck beaufschlagt ist, wird die Membran 12 mit einer gewissen Kraft auf den Ventilsitz 28 gepreßt. Um die Membran 12 von der geöffneten zur geschlossenen Stellung des Ventils zu bringen, kann diese mit einer zusätzlich in Richtung aur Schließstellung wirkenden Federkraft beaufschlagt werden. Dies kann entweder durch eine gewisse Vorspannung der Membran 12 oder durch eine auf die Membran wirkende, in den Membranraum 18 eingesetzte Druckfeder erreicht werden.
• Ventile der obenbeschriebenen Art werden beispielsweise zur Steuerung des Wasserkreislaufs in Schwimmbad-Filteranlagen verwendet0

Claims (8)

1. A n s p r ü c h e 1. Ventilblock bestehend aus einem Gehäuse mit einer EinlaB- und einer Aulslaßkammer und mindestens einem die beiden Kammern miteinander verbindenden Membranventil, dessen Membran auf der etagen Seite abhebbar gegen einen Ventilsitz anliegt und auf der anderen Seite mit der Innenwand des Ventilgehäuses und/oder einem Membrandeckel eine Kammer bildet, die mit eine Anschlußstutzen über eine Steuerleitung versehen ist, d a d u r r o h g e k e fl n z e i c h n e t , daß innerhalb des Ventilgehäuses (2) mehrere parallelgeschaltete Membranventile (12, 28 30) angeordnet sind.
2. 2. Ventilblock nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i e h n e t , daß die Membranventile (12, 28, 30) innerhalb des Ventilgehäuses (2) sternförmig angeordnet sind.
3. 3. Ventilblock nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n -S e i o h n e t d u r c h ein etwa kubische Gehäuse (2), an dessen zwei einander gegenüberliegenden Seiten und Ein- bzw. der Auslaßstutzen (4, 6) angeordnet ist und dessen übrigen Seiten jeweils ein Membranventil (12, 28, 30) zugeordnet ist.
4. 40 Ventilblock nach einem der Ansprüche 1 bia 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t t daß der gesamte Strömungsquerschnitt der Membranventile (12, 28, 30) mindestens gleich dem Strömungsquerschnitt der Ein-bzw. Auslaßöffnung (4, 6) des Ventilgehäuses (2) ist0
5. 5. Ventilblock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n s e i c h n e t , daß das Flansche (10) für die Membranen (12) und die Ein- und Auslaßöffnungen (4, 6) aufweisende Ventilgehäuse (2) und die die Ventilsitze (28) tragenden Zwischenwände (20) zwischen der Ein- und der Auslaßkammer (22, 24) einstückig miteinander verbunden sind.
6. 6. Ventilblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r e h g e k e n u z e i o h n e t , daß die ein zelnen Membranventile (12, 28, 30) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
7. 70 Ventilblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n æ e i c h n e t , daß die Membrankammern (18) untereinander verbunden sind.
8. 8. Ventilblock nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den Membrankammern (18) und der Einlaßkammer (22) eine Verbindung (40) mit einer im Vergleich sum Steuerleitungsquerschnitt kleinen Querschnittsfläche besteht, L e e r s e i t e