Membranventil. Die vorlie-ende Erfindun- bevieht sich n zn #iuf ein 2vIcmbranventil mit. zwischen dem Ventilkörper und dem Betä.t#igim,-;,qg#häussie ein-espannter Membran, die<B>-</B> völlig ent lastet<B>-</B> in --leicher Richtung und gleich stark, ausgewölbt ist wie im eingespannten Ziistand in der vollen Offnuno-s#l!ao,e.
<B>C en</B> Dieses Ventil kennzeichnet sieh erfin dungsgemäss dadurch, dass, die dem einge- Idemmten Rand benachbarte Zone der Mein- bran in der völligen Öffnungsstellung des Ventils an ihrer innern Fläche auf Zug bean- ,pruicht, !ist,
und dass sich der zum Einklem- m(In. dienende Rand der Membran im span- tiungsfreien Zustand mit seinem innern Teil -b ebt. iber einer ebenen Unterlage a, 11 ge enr Ein Ausführungsbeispiel des, Erfindungs- zn <B>,</B> gegenstanfles 2n ist,
in der Zeichnung <B>-</B> in dargestellt, und zwar zeigt: Fig. <B>1</B> ein Membranveritil im Aufriss mit teilweisem Schnitt und Fi--. 2 einen Schnitt durch eine unbelitstete Nembran der jetzt, im Gebrauch befindlielien fiblichen Form;
Fic. <B>3</B> zei--t einen Schnitt durch eine un- n zn belastete Membran der erfindungsgemässen el Form und Phn 4 eine, Draufsicht derselben. <B>C</B> In Für.<B>1</B> i3t die allo-emeine Form eines <B>d</B> für ;sieb, bekannten Mümbra.nventils- -in un dargestellt.
Der Ventilkörper <B>1</B> hat, Endflan- ,sehen. '-) und<B>3</B> zum Befestigen des; Ventils an einer Rolirl;eituiio#. Von elin#ein Ende, zum an- C dern geht der Flüssigkeitskanal 4 hindurch;
derselbe ist indessen nicht. geradlinig, sondern ist da-nk eines quer zum Kanal verlaufenden Absperrtalils <B>5</B> mit einer abwärts gebogenen Sitzflä,e-he <B>6</B> ges#ehw#eift-. Gegenüberdem <B>Ab-</B> sperrteil hat der Ventilkörper eine annähernd kreisförmige Offnung <B>7</B> in seiner Metallwand, und zwar gewöhnlich, von doppelt so grossem Durchmesser wie die krerisförmigen Stirn enden des Flüssigkeitskanals 4.
Auf der Ober kante<B>8</B> des Randes dieser Offnung ist der Rand<B>9</B> der über die Offnung <B>7</B> reichenden Membran<B>10</B> eingeklemmt. Der Rand der Membran wird auf den Ventilkörper<B>1</B> durch -ein Betätigungsgebäuse <B>11</B> eingeklemmt, wel- c,hes mittels Sühraubenbülzen 12 am Ventil körper<B>1</B> befestigt ist. Die Befestigung könnte indessen auch anders sein.
Zum Aufdrücken der Membran<B>10</B> auf den Teil<B>5</B> zwecks, Absperrung des, Kanals 4 bestehen verschiedene MögliehkeA!ten. Die ,Membran kann pn#eumatis,ch oder hydra-uli-s,eh Üeruntergedrüekt werden, indem Luftdruck oder Driiekwasser auf einen Kolben oder eine andere Membran einwirkt, welches mittels ,eines Betütigungsorgans (Iie Veritilmembran niederdrückt.
In der Zeichnung ist das Ven til als von Hand zu betätigendes Ventil dar gestellt, in welaliem das die Membran nieder drückende Betätig-mrigsOrgan. <B>13</B> durch Schrau benwirkung betätigt wird.
Das Betätigungs- e:' Olehäuse <B>11</B> besitzt ein Lag-er für die Sührau- benspindel 14, welehe auf ihrem äussern En-de ein Ilandrad <B>15</B> trägt und deren Gewinde- eellaft <B>16 h</B> eine im Betätigunglsorgan <B>13</B> ge lagerte Mutter<B>17</B> eingreift.
Das, Betätigungsorgan<B>13</B> hat eine bis auf die Aufnahmeöffnung für den Schaft<B>16</B> ge- selilossene Büchse, von welcher aus radiale Arme<B>18</B> mit -gewölbten unteim Kanten<B>19</B> ausgehen. Die Büchse des BetItigungsorgans, <B>13</B> ist an der Membran<B>10</B> mittels eines, in dieselbe eingesetzten Schraubenbolzens 20 be festigt.
In der dargestellten Konstruktion ist<B>zwi-</B> schen dem Betätigungsgehäuse<B>11</B> und dem Rand, der Membran<B>10</B> eine Haube 21 aus Metallbleah eingesetzt, welche iii der Mlitte, ,eine Öffnung hat und deren innerer Teil 22 mit Schlitzen für den Durchgang der Arme <B>18</B> versehen ist.
Diese an und für sich bekannten Einzel- ]leiten sslind hier nur dargestellt und b-essslirie- ben, um zu zeigen, welche berärlitlielien Be- müllungen schon gemacht worden sind, um in einem Ventil von mässigen Abmessungen bei geöffnetem Ventil einen grossen Durch- flussiquersohnitt und befi geschlossenem Ventil eine sichere Abdielitung des Flüssigkeits- kana.le zu erzielen.
Die Membran<B>10</B> besteht gewöhnlich aus, <U>Gummi,</U> ist aber #in gewissen Fällen auch aus Ersatzstoffen für Gummi hergestellt. Die selbe muss, stark genug sein, um dem Druek der abzusahliessenden Flüssigkeit zu wider stehen. In#dessen darf dieselbe nieht zu dick sein, weil sonst ihre Biegsamkeit zu gering ist. Sie kann deshalb mit Einlagen<B>23</B> aus Leinwand oder -dergleichen verstärkt sein. <B>Es</B> ist klar, dass der Duroll'biegungsbereir,h der Membran nach oben oder nach unten von ihrer Biegsamket und ihrem Durchmesser abhängt.
Die Vergrösserung des Durchmessers bedingt eine Vergrösserung der Abmessungen de,s Körpers<B>1</B> und des, Betätigungsgehäuses <B>11,</B> wodurüh sic.11 eine Erllöllung,des Gewi.Gli- tes und des Gestehungspreises,cles Ventils er <B>gibt.</B> Die Membran wird deshalb verhältnis mässig dünn und -biegsam gemacht und wird in der Offnungsstellung durch die Haube 21 gegen den Flüs-sigkeits,drupk abgestützt und in der Schliessstellung durch die gebogenen Kanten<B>19</B> der Arme<B>18.</B>
Während sich durch diese Massnahmen ein Ventil mit einer im Vergleich zur Grösse und zum Gewicht desselben grossen Querschnitts- fläche des Flüssigkeitskanals ergibt, tragen dieselben zur Erhöhung der Sellwierigkeit in der Erzielung eines sicheren Abschlusses, bei geschlessenem. Ventil bei. Überdies Jiönnen unvermeiäliche Unvollkommenheiten an der Sitzflär,he <B>6</B> bestehen; dieselbe kann eine un genaue Form oder Rauheiten oder kleine Ver tiefungen besitzen.
Natürlich wer-den solche Mängel so klein als praktiscli möglich gehal ten, aber es ist immer miit einer gewissen Un vollkommenheit der Sitzfläche zu rechnen.
Wenn nun eine dicke Gummimembran auf die Sitzfl#äehe gedrückt wird, passt sieh der Gummii infolge seiner Kompression bei genü gendem Druck den Unvollkommenlieiten der Forrn an, greift in kleine Vertiefungen ein und bewirkt eine gute Abdichtung auf rau- hen Stellen der Oberfläehe, und aus, diesem Grunde hat man vorgeschlagen, die Mem bran dicker als in bezug auf die Pes:
tigkeitz,- anforderungen erforderlich zu machen, trotz dem dies auf Kosten dererforderlichen Bieg samkeit erfolgte.
Mit allen diesen Massnahmen hat sich überdies herausgestellt, da-ss zur Erzielung .eines clissliten Absehlusses ein beträchtlicher Druck auf die Membran ausgeübt werden muss. Die Ausübung einessolclien Druckes ist aber aus mehreren Gründen unerwünscht. Die Membran leidet darunter, die Teile zur Aus <B>übung</B> des Druekes müssen stärker und des halb schwerer gemacht werden, und wenn man z<B>-</B> B. in einer Waschküche das Ventil mit seifenbedeckten Händen betätigen mu31 ist es schwierig, den nötigen Druck auszuüben.
Untersuchungen haben nun ergeben, dass die am schwersten zu verlAtende Undichtig- keit s11c11 nahe den Enden der Sitzflärlie für die Membran ergibt, und zwar, weil-der Gummi sieh beim Niederdrücken durch das Betätigungsorgan der Form der Sitzfläche nicht genau anpasst. Ks ist klar,
dass uine Membran für ein Membranventil auf drei verschiedene Arten ge ", fornit werden kann.
Dieselbe kann flaeli ,r(#formt werden, was indessen ni-eht, erwünscht ist, da der Gummi vor dem Einklemmen se!i- nes Randes züi seiner vollen Öffnungs- oder Schliessstellun-- deformiert werden muss, und obgleich dies durch Fachleute in der Ventil fabrik werden kann, wird es durch den Benützer bcim Ersetzen der Membran ge wöhnlich nicht richtig ausgeführt.
Ferner kann die Membran in der Form geformt -,ver- den, weIche sie in der Schliessstellung besitzt; (la sie indessen hauptsä#e..h1#ich durch den Flüs- si"-li#eit#s#driiek in die Üffnungsstellung geho- e t5 [)en wird, wird sie nie vollständig öffnen.
Es hatsieh deshalb herausgestellt, dass hisher die beste Art darin bestand, die Membran in jene Form züi bringen, welche sie in der vollstän- (Ii-en Öffnun-slage des Ventils einnimmt, r el wie in Fig. 2 dargestellt.
Der mittlere Teil 24 wird go tief ausgewölbt, als mit deren Durch- inesser und Dicke vereinbar, wobei nicht aussür acht <B>-</B> zu las-i#en ist, dass bei In Nieder- drücken der Membran auf ihre Sitzfläche die Wölbung umgekehrt werden, muss,
Der zwi.- sehen dem Betätiggungsgehäuse <B>11</B> und dem Ventilkörper<B>1</B> einzuklemmende Rand<B>30</B> der Membran ist flach. Fig. 2 stellt natürlich die 31embran in ihrer unbelasteten Form dar, in welcher iihre Oberfläche weder Druck noch Zu-, erleidet.
Neuere Untersuchungen haben nun erge- hen# dass beim Umkehren der Membranwöl- bun- ein Stauehen des Gummis in dem einge klemmten Rand<B>30</B> eintritt.
Es ist dies be- -eifl!ieh, da die Oberflä#che an der Zone<B>25,</B> welehe in Fi-. 2 konvex ist" beim Nieder drücken der Membran auf ihre Sitzfläche konkav werden muss, während die konkave Zone<B>26</B> an der äussern Oberfläche konvex werden muss. Nun bietet das Strecken der Zone<B>26</B> an und für sieh keine besondere Suhwierigkeit,
aber das gleichzeitige Zusam- t' el niendrilehen der Zone<B>25</B> führt zur Bildung t5 (Diner ringförmigen Rippe oder Ausbeulung ini Gummi. Da diese Ausbeulung infolge der Deformation<B>des</B> Gummis selbst bereits unter Druch. steht, kann ein weiteres Zusammen# drücken zwecks dichten Anlegens! des Mittel teils der Membran und insbesondere des Teils innerhalb der Aus"beulun-- auf die Siit7ifläe,1-ie <B>6</B> nur sehr s-chwierig erfolgen.
Die Membran wird nun so geformt, dass #!ie <B>-</B> völlig ent lastet<B>-</B> in gleicher Richtung und gleich stark ausgewölbt ist wie im eingespannten Zustand in der vollen Öffnungslage, jedoch .ohne flachen Rand oder nur miteinem sehma- len flachen Rand von -"ei#,ingerer Radialbreite als die zwischen dem Betätigungsgehäuse und dem Ventilkörper einzuklommende Ring zone. Durch dies-e Form wird erreicht,
dass sich der zum Einklemmen dienende Rand der Membran im spannungsfreien Zustand mit seinem innern Teil gegenüber einer ebenen Unterlage abhebt.
Eine solche typische Form der Membran für das in Fig. <B>1</B> dargestellte Ventil ist in Fig. <B>3</B> dargestellt. Wie dieselbe zeigt, ist die gesamte z-wischen den Teilen<B>1</B> und<B>11</B> ein zuspannende Randvartie derMembra.n, näm- lieh die Zone<B>26,</B> kegelförmig gestaltet. Die t' #n Erzeugende der Kegelfläche ist!indessen keine Gerade; eine durch die.
Achse der Membran 0,ehend#e Tangente an die Membranoberfläche zn wird um so stärker zür Horizontalen geneigt sein,<B>je</B> weiter der Berührungspunkt der el Tangente vom Rande a.bliegt. n Fig. 4 zeligt eine Draufsicht dieser Mein- bran. Sie besitzt eine in Längsriolitung' des Ventilkörpers<B>1</B> etwas verlängerte Form in Übereinstimmung mit Verfiefungen im Ge häuse<B>11,
</B> welche zwecks Verhinderung einer Drehung der erwähnten Beläfigungsbüchse mit Lappen an derselben zusammenwirken. Am Rand hat die Membran Ausschnitte<B>27</B> für die hindureh-ehenden Bolzen<B>12).</B> Am Rand sitzende Vorsprünge<B>38</B> #dienen zur Aufnahme von Angaben über die Art und Grösse des Venti1s, für welches die Membran bestimmt ist, so dass man dine richtige. Ersatzmembran, erhalten kann-, ohne das Ventil auseinander- nehmen zu müssen.
Die Breite des Klemm randes ist du..reb. die -estrichelte Linie<B>29</B> an- in gegeben. Die Membran muss indessen zuäuss#erst gielit unbedingt kegelförmig aufwärts gebo,- gen sein.
Bezweckt wird lediglich, einen Zug an der Zone<B>25</B> auszuüben, wenn die Mem bran im Ventil eingespannt ist und sieh in der Üffnungsstellung befindet, derart, dasst bei umgekehrter Krümmung die Zone<B>25</B> prak tisch ohne Beansprurhung ist, anstatt, -unter Druck zu, stehen. Es kann deshalb für ge wisse Zwecke ausreichend sein, den #Lussersten Randteil der Membran flach zu lassen und den daran anschliessenden Teil der Membran ,in Kegelform ungefähr bis zum Radius des innersten Teils des Randes der Üffnung <B>27</B> zu formen.