Elektromagnetisch betätigtes Membranventil für flüssige oder gasförmige Medien Bei bekannten Tellerventilen mit hydraulischer Betätigung des Ventils sind die verschiedenen zur Betätigung unerlässlichen Durchgänge um den Schliesskörper herum, insbesondere in der Wandung des den letzteren einschliessenden Gehäuses oder La gerungskörpers, angeordnet. Die Herstellung ist ver hältnismässig kompliziert und teuer. Ausserdem wer den bei bisher bekannten Magnetventilen die Ab schliessorgane schlagartig betätigt und daher die Flüs sigkeit schlagartig gestoppt.
Dadurch treten unlieb same Leitungsschläge auf, welche zum Beispiel bei elektromagnetisch betätigten Ventilen das zwischen Magnetspule und in der Flüssigkeit sich bewegendem Anker befindliche Spulenrohr beschädigen können. Auch Lötverbindungen solcher Teile sind gefährdet. Die Herstellung war bis anhin durch die Notwendig keit, verschiedene Teile durch Verlötung miteinander zu verbinden, ebenfalls verhältnismässig teuer und kompliziert. Ein weiterer Nachteil, welcher die übli chen Magnetventile behaftet, ist die Tatsache, dass bei einer Revision derselben meist das ganze Magnet ventil von der Leitung getrennt werden muss.
Die Steuerorgane und die Durchflussorgane sind derart mechanisch verbunden, dass die dem Verschleiss un terworfenen Bestandteile nur durch vollständiges De montieren zugänglich werden. Ebenso sind auch die Dichtungsteile in den festen, gleichzeitig das Gehäuse darstellenden Konstruktionsteilen eingebettet und können bei Undichtigkeit nur durch Demontieren des ganzen Ventilkörpers ersetzt werden. Auch die Teile, welche durch das Öffnen und Schliessen dem Ver schleiss unterworfen sind, unterliegen den vorher be schriebenen komplizierten Auswechslungsoperationen.
Ein bekanntes Ventil hat eine Membran als Ab schliessorgan, jedoch wurde die Betätigung der Mem bran nicht direkt, sondern indirekt durch ein separa- tes elektromagnetisches Ventil oder durch einen Ab sperrhahn besorgt.
Gegenstand der Erfindung ist ein elektromagne tisch betätigtes Membranventil für flüssige oder gas förmige Medien, bei welchem der Schliesskörper mit der Membran alle zur Betätigung des Ventils not wendigen Öffnungen in sich vereinigt, so dass in den übrigen Bauteilen keine Öffnungen für die Betätigung vorhanden sind. Vorteilhaft sind alle Teile, welche die Abdichtung des Durchganges des Mediums be wirken, ebenfalls am Schliesskörper vereinigt. Ferner ist es zweckmässig, diejenigen Dichtungsteile aus einem Stück zu formen, die zum Teil mehreren Dich tungszwecken dienen.
Bei einer bevorzugten Ausfüh rung wird der Schliesskörper von einer feinen Öffnung durchsetzt, die die Einlaufseite der Membran mit der ,anderen, die grössere Druckfläche aufweisenden Seite der Membran verbindet. Eine zweite Öffnung, die von dieser Fläche zum Auslauf führt, wird durch eine elektromagnetisch betätigte Steuernadel geschlossen, welche unmittelbar über dieser Öffnung zentral an geordnet ist.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in einem axialen Schnitt veranschaulicht. Fig. 2 veran schaulicht ein Detail des Ventils, nämlich den-Schliess- körper, aus nur einem Stück bestehend. Fig. 3 zeigt eine etwas andere Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls im Längsschnitt.
Das in Fig. 1 dargestellte, elektromagnetisch be tätigte Membranventil für flüssige oder gasförmige Medien weist ein aus zwei Teilen 1 und 2 gebildetes Ventilgehäuse auf. Der untere Gehäuseteil 1 weist die Öffnung für den Anschluss der Zu- und Abflussleitun- gen 8 und 9 auf. Das hat den Vorteil, dass das Ven til durch Lösen der leicht zugänglichen Schrauben 4, ohne von der Leitung abmontiert zu werden, einer Revision unterzogen werden kann.
Dem Verschleiss ausgesetzte Dichtungen werden dabei durch Aus tausch des Schliesskörpers 5 als ganzes Detail des Ventils vollständig ersetzt, was in einigen Minuten geschehen kann. 3 ist eine Membran aus syntheti schem Gummi, welche zwischen die gegeneinander gepressten Ränder der durch die Schrauben 4 mitein ander verbundenen Gehäusehälften 1 und 2 geklemmt ist und gleichzeitig die Dichtung der Gehäuseteile be wirkt. Die Membran trägt"in konzentrischer Anord nung den Schliesskörper 5, welcher mit einem Dich tungsring 6 gegen den ringförmigen Sitz 7 der Ein trittsöffnung 8 gepresst wird. 9 ist die Austrittsöff nung, welche im unteren Gehäuseteil 1 angeordnet ist.
Beim Abheben des Schliesskörpers 5 vom Ventilsitz 7 ist eine unmittelbare Verbindung der Eintrittsöffnung 8 mit der Austrittsöffnung 9 hergestellt. Der Schliess körper 5 weist eine feine, die Eintrittsöffnung 8 mit dem über der Membran 3 liegenden Gehäuseraum 11 verbindende Bohrung 10 und eine den Gehäuseraum 11 mit dem unter der Membran liegenden Abfluss- raum 12 verbindende weitere Bohrung 13 auf. Die in den Gehäuseraum 11 führende Mündung der Boh rung 13 ist durch eine Ventilnadel 14 aus nicht rostendem, unmagnetischem Material geschlossen, welche unmittelbar über dieser Öffnung zentral an geordnet ist.
Die Arbeitsweise des beschriebenen Ventils ist die folgende: Wenn durch die Öffnung 8 zum Beispiel Wasser strömt, so fliesst ein kleiner Teil davon durch die feine Bohrung 10 in den über der Membran 3 lie genden Raum 11 des Ventilgehäuses und bewirkt bei geschlossener Bohrung 13 durch den in diesem Raum nun ansteigenden und gegen die grosse Fläche der Oberseite der Membran 3 wirkenden Druck ein lang sames Schliessen der Eintrittsöffnung 8 durch den Schliesskörper 5.
Wird nun die Ventilnadel 14 von der Öffnung der Bohrung 13 abgehoben, so dass das Druckmedium aus dem Raum 11 durch die Bohrung 13 nach der Austrittsöffnung 9 abfliessen kann, ver mag der auf die kleinere Abschlussfläche des Schliess körpers 5 wirkende Wasserdruck den Schliesskörper 5 nach oben zu drücken, so dass nun das Wasser frei zum Austritt '9 fliessen kann. Beim Schliessvorgang fällt die Ventilnadel 14 wieder auf die Öffnung der Bohrung 13 und schliesst diese ab, so dass der Druck im Raum 11 wieder ansteigt und sich der Körper 5 nach unten bewegt.
Auf dem oberen Gehäuseteil 2 ist ein zylindri sches Gehäuse 15 aufgesetzt, dessen Stirnwände von einem aus nichtmagnetischem Material, bestehenden Spulenrohr 16 durchsetzt sind. Im Raum des Spu- lengehäuses 15 befindet sich eine auf dem Spulenrohr 16 sitzende Solenoidspule 17. Im Spulenrohr 16 ist ein Eisenkern 18 axial verschiebbar geführt, welcher bei Erregung der Spule 17 in die Mittelstellung in bezug auf diese gezogen wird.
Der Eisenkern dient als Mitnehmer der Ventilnadel 14 und wird von dieser in einer axialen Bohrung 19 durchsetzt. Die beiden aus dem Eisenkern vorstehenden Enden der Ventil nadel 14 sind je mit einem Anschlagbund 20 und 21 versehen.
Im stromlosen Zustand der Spule stützt sich der Eisenkern auf den inneren Bund 20 der Ventilnadel 14 und drückt diese auf die obere Mündung der Boh rung 13. Bei Erregung der Spule wird der Eisenkern 18 in seine Mittellage gezogen, wobei er gegen den oberen Bund 21 der Ventilnadel schlägt und diese vom Schliesskörper abhebt. Das Spulenrohr 16 durch setzt mit seinem oberen Ende den oberen Deckel des Spulengehäuses 15 und mit dem unteren Ende den unteren Deckel des Spulengehäuses sowie die Decke des Ventilgehäuseteiles 2.
Das untere Ende des Spu- lenrohres 16 weist eine nach aussen umgelegte Um bordung 22 mit einem elastischen Einlagering 23 auf, während das obere Ende des Spulenrohres 16 eine nach innen gelegte Umbordung 24 mit Einlagering 25 aufweist. Im oberen Ende des Spulenrohres 16 ist ferner ein an den Einlagering 25 anliegender Kolben 26 eingesetzt, welcher mit einer axialen Gewinde bohrung 27 versehen ist.
Eine in diese eingedrehte Schraube 28 zieht mittels einer Widerlagerscheibe 29, die sich auf den oberen Deckel des Spulengehäuses 15 abstützt, das Spulenrohr 16 gegen das Widerlager 29 und dadurch das Gehäuse 15 gegen den Ventil gehäuseteil 2, wobei die elastischen Einlageringe 23, 25 eine elastische Aufnahme des durch die Schraube 28 bewirkten Spanndruckes ermöglichen. Zwischen dem Deckel des Gehäuses 15 und der Spule 17 ist eine elastische Distanzhülse 30 eingelegt, welche die Spule 17 in ihrer Lage sichert.
Die Bohrung 10 mündet auf der Unterseite des Schliesskörpers 5 in eine Ausnehmung 31, in welcher ein feines Sieb 32 eingelegt und durch einen Spann ring festgehalten ist. Dieses Sieb sichert die feine Bohrung 10 gegen Verstopfung und gewährleistet eine grosse Betriebssicherheit des Ventils. Die Bohrung 10 ist wegen fabrikatorischer Vorteile aufgeteilt in eine grössere Bohrung und ein kurzes Stück mit feiner Bohrung. Das kurze Stück mit der feinen Bohrung besteht aus einem Kunststoffrohr und bildet eine fest eingestellte Drosselöffnung 33. Mit dem Durchmesser dieser Drosselstelle wird die Schliessgeschwindigkeit des Ventils eingestellt. Das Drosselstück ist aus einem Stoff gewählt, welcher sich gegen den Kalkansatz unempfindlich zeigt.
Es kann auch nach Art einer Spinndüse gebaut sein. Fig. 2 zeigt ein weiteres Aus führungsbeispiel des Schliesskörpers 35, wobei das Ventil nur zum Teil dargestellt ist. Derselbe besteht ganz aus einem Kunststoff und enthält eingegossen die Öffnungen 36 und 37, die den Öffnungen 10 und 13 der Fig. 1 entsprechen. Fig. 3 zeigt einen Längs schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Die wesentlichen Teile die ses Beispiels stimmen mit den Teilen der Fig. 1 über ein. Das Spulenrohr 38 ist jedoch länger und weist oben einen abgefederten Kolben 39 auf, welcher den Federraum vom Ventilraum 40 abdichtet.
Diese Aus führung ist besonders dort geeignet, wo im Betriebe grosse Schwankungen des Flüssigkeitsdruckes auftre ten. In solchen Fällen schliesst die Ventilnadel 14 oft zu schnell, so dass der Druck im Raum 40 schlagartig wachsen würde, was mit Rücksicht auf die dünnen Wände des Spulenrohres unerwünscht ist. Der federnd eingesetzte Kolben fängt nun diesen Druckstoss dämp fend ab. Diese Dämpfung kann durch eine feine Boh rung im Kolben 39, welche den Raum 40 mit dem Federraum verbindet, in geeigneter Weise bemessen werden.
Das beschriebene Ventil eignet sich besonders für die Steuerung des Wasserzulaufes bei vollautomati schen Waschmaschinen sowie weiteren automatisch gesteuerten Vorgängen, bei welchen flüssige oder gas förmige Medien zur Verwendung kommen.